二进制密码锁的设计.doc

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1、目 录摘要41、二进制密码锁的设计电路的设计方案51.1设计任务与要求51.2设计思路与原理51.3单元电路设计与参数计算71.3.1输入密码预设密码输入单元：71.3.2数字比较单元：81.3.3RE发光二极管显示单元：81.3.4使能端单元：91.3.5置0单元：102、Multisim仿真及PROTEL原理图的绘制103、设计缺陷124总结与体会13参考文献：141二进制密码锁的设计摘要数字密码锁是通过输入密码预设密码进行数值比较，如果密码一致，则锁被打开，否则不能打开。本方案的以以上原理为基础，通过一些门电路的辅助，实现了实验要求的功能的功能。关键字：数字 密码锁1、二进制密码锁的设计

2、电路的设计方案1.1设计任务与要求（1）课题内容：设计一个8位并行二进制密码锁，密码内容可通过开关进行设置。 设置8位输入按键，当不进行任何按键时，数码管显示“0”；当按键值与预置的密码完全符合时，数码管显示“R”，开锁状态LED灯亮；当按键值与预置密码不符合时，数码管显示“E”，开锁状态LED灯灭。系统可设置一个使能输入端，当使能端为高电平时，密码锁能正常工作，反之，密码锁按键无效，数码管灭, 开锁状态LED灯灭。（2）主要任务：完成该系统的硬件设计，调试好后并能通过仿真，最后就课程设计本身提交一篇课程设计说明书。1.2设计思路与原理通过每组八个的两组开关分别组成“输入密码”和“预设密码”，

3、然后通过数值比较器，当比较相同时数码管输出字母R，当比较不同时数码管输出字母E，当不进行任何输入时数码管出0（由于一旦电路搭建完成，无论组成密码输入和密码预设的两组开关是处于闭合还是断开状态，都进行了输入，即：断开输入为高电平1，断开输入为低电平0，所以本实验通过外接电路模块来实现“当不进行任何输入数码管为0的功能”即：外接模块开关处于状态一时：无论输入密码和预设密码是什么，数码管均显示为0，当外接模块开关处于状态二时：数码管能进行正常的R，E转换）。另外，设计中还设有一个使能端，使能端为高电平时数码管和发光二级管工作，使能端为低电平时，都熄灭。另外，应当注意的是数码管的7个输入引脚要接电阻，

4、如果不接电阻，当使能端从高电平拨至低电平，即：数码管从有显示到无显示时会闪烁，而不能完全熄灭。数值比较器输入密码预设密码正确R错误E不输入0使能端图1.1 数字密码锁框图图1.274HC85引脚图图1.3引脚端符号说明图1.474HC85引脚极限值图1.574HC85功能表1.3单元电路设计与参数计算1.3.1输入密码预设密码输入单元：单元说明：用两组开关组成八位二进制密码。当开关处于断开状态时为逻辑电平1，当开关处于闭合状态时为逻辑电平0。图1.6输入密码预设密码输入单元电路图表1.1输入密码及预设密码输入单元元件清单元件序号型号主要参数数量备注S1 S8无无8开关S11 S18无无8开关1

5、.3.2数字比较单元：单元说明：一片74HC85芯片只能比较四位二进制数，这里用两片74HC85串联级联的方式组成八位二进制数值比较器。低位片的3脚接高电平，24脚接低电平，即：JP1的3脚接高电平，24脚接低电平。图1.7数字比较单元电路图表1.2数字比较单元元件清单元件序号型号主要参数数量备注JP1JP274HC855V2组成八位二进制数值比较器1.3.3RE发光二极管显示单元：单元说明：用一些逻辑与非门非门开关电阻与门发光二极管组成。图1.8RE发光二极管显示单元电路表1.3RE发光二极管显示单元元件清单元件序号型号主要参数数量备注U6U7U9无无3二输入端与门U1U3U4无无3非门U5

6、无无1异或门F1F7无330欧7电阻U8无无1而输入端与非门DS1无无1七段显示器D1无无1发光二级管1.3.4使能端单元：单元说明：当使能端处在高电平时七段显示器和发光二极管工作，低电平时七段显示器和发光二极管不工作。此模块应该特别注意七段显示器的7个输入端都要接330欧的电阻，防止使能端拨至低电平时七段显示器闪烁。图1.9使能端单元电路图表1.4使能端单元元件清单元件序号型号主要参数数量备注U9无无1二输入端与门U3无无1非门F8F10无330欧2电阻1.3.5置0单元：单元说明：由于一旦电路搭建完成，无论组成密码输入和密码预设的两组开关是处于闭合还是断开状态，都进行了输入，即：断开输入为

7、高电平1，断开输入为低电平0，所以本实验通过外接电路模块来实现“当不进行任何输入数码管为0的功能”即：外接模块开关处于状态一时：无论输入密码和预设密码是什么，数码管均显示为0，当外接模块开关处于状态二时：数码管能进行正常的R，E转换。图1.10置0单元电路图表1.5置0单元元件清单元件序号型号主要参数数量备注U2、U10无无2开关S22、S23、S24无无3非门F9无330欧1电阻2、Multisim仿真及PROTEL原理图的绘制图2.1 Protel原理图图2.2 Multism仿真图表2.1总清单元件序号型号主要参数数量备注S1 S8 S11 S18 S21S24无无20开关JP1JP27

8、4HC852数值比较器U1U4U10无无5非门U5无无1异或门U6U7U9无无3二输入端与门U8无无1二输入端与非门F1F10无330欧10电阻DS1无无1七段显示器D1无无1发光二极管3、设计缺陷本次课程设计方案最大的缺陷莫过于任务要求的“当不进行任何输入时，数码管显示数字0”功能实现起来过于繁琐。其次，Multism仿真电路图搭建的不过整洁也是这次我的课程设计不足之处。4总结与体会这次课程设计可谓收获颇丰，通过本次课程设计学习到了很多书本上学习不到的东西，例如：出现问题后自我解决的能力，与同学之间的互相学习的能力。这次课程设计虽然只用时一周，去让我们对以前理论课上学到的知识得到了很好的理解

9、，是对理论知识的运用，深化理解。而通过对文献资料的参照查找与对比，以及对仿真软件Multisim和Protel软件的学习。不仅独立制作出了数字密码所电路的全过程设计、调试，而且初步学会了如何设计数字系统。在查找文献资料中不仅能学到许多东西，而且学会了许多解决问题的方法；而对Multisim和Protel软件的学习，则更加提高自己实践操作能力的提高。在设计过程中不断寻求解决方案与方法，独立进行学习与查找方案。对课程设计说明书的撰写，进一步加强了各方面能的锻炼，分析能力进一步加强。在书写课程设计时，不仅要进行单元块的调试，而且需要一步一步进行组装最后调试。在进行逻辑分析时，还要对其进行不对思考改进

10、，强化了独立解决问题的能力。另外，Microsoft Office Word得到熟练应用。当然，通过这次课程设计也让我看到了很多需要改进的地方。完成个目标有很多种方法，而只有通过不断的改进我们的方案，不断地学习他人的长处，并化为自己的思想，才能尽可能的把我们的设计方案做得完美。我的这个设计方案并不是最好，例如：在要求不进行任何输入时七段显示器显示数字“0”，我用的办法是外接电路模块控制。虽然也能实现，但终觉得不完美。英语方面的欠缺，也会使得设计受阻，在当今这个地球村的时代，我们不得不学号英语，已达到学习发达国家技术的目的。就本次课程设计而言，就要用到两种英文软件，一种是Multisim软件，另一种是Protel软件。这两个软件在本次设计中起到很关键的作用。所以学好英语的重要性可见一斑。参考文献：1 康华光电子技术基础数字部分第四版 M 北京：高等教育出版社，1998，1386.2 童诗白模拟电子技术第二版M 北京:高等教育出版社，1988，1100.12