畢業(yè)設(shè)計(jì)---電子密碼鎖設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)論文</b></p><p>　　題目名稱： 電子密碼鎖的設(shè)計(jì) </p><p>　　年 級(jí)： 08應(yīng)電一班 層次：□本科■?？?lt;/p><p>　　學(xué)生學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)教師： 學(xué)生姓名：

2、 技術(shù)職稱： 副教授 </p><p>　　學(xué)生專業(yè)： 應(yīng)用電子技術(shù) 所在系： 電子工程系 </p><p>　　2 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）要求</p><p>　　2.1 整體方案比較與論證 根據(jù)設(shè)計(jì)要求給出2種設(shè)計(jì)方案，并進(jìn)行比較和論證，確定最佳方案并進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p>　　2.2 要求

3、有整體設(shè)計(jì)框圖，相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)的計(jì)算，電路原理圖和元器件清單。</p><p>　　2.3要求有電路原理概述和分析。</p><p>　　2.4據(jù)所確定的設(shè)計(jì)電路，利用Protel或EWB等有關(guān)工具軟件繪制電路原理圖、PCB板圖。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）時(shí)間安排：</p><p>　　3.1 2010年9月10日開題。</p

4、><p>　　3.2 2010年11月10日前交一稿至指導(dǎo)老師，WORD 電子版格式和紙質(zhì)版格式各1份，其它要求詳見《畢業(yè)設(shè)計(jì)管理手冊(cè)》。</p><p>　　3.3 2010年11月30日前指導(dǎo)老師提出修改意見，并將畢業(yè)設(shè)計(jì)一稿返還學(xué)生進(jìn)行修改。</p><p>　　3.4 2010年12月10日前交二稿至指導(dǎo)老師，2010年12月20日前指導(dǎo)老師提出二次修改意見，并

5、將畢業(yè)設(shè)計(jì)二稿返還學(xué)生進(jìn)行修改。</p><p>　　3.5 2010年12月25日前交三稿至指導(dǎo)老師，2010年12月29日前指導(dǎo)老師給出學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)成績，公布參加畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯學(xué)生名單。</p><p>　　3.6 2011年1月4日至2011年1月5日進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。</p><p>　　4 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯及要求</p><p>

6、　　4.1 簡述畢業(yè)設(shè)計(jì)工作過程（3分鐘以內(nèi)）。</p><p>　　4.2 介紹畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容，提出需要完善的方面（10分鐘以內(nèi)）。</p><p>　　4.3 回答老師提問（7分鐘以內(nèi)）。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)導(dǎo)小組負(fù)責(zé)人： （簽字） 2011年01月04日</p><p><b>　　畢業(yè)論文評(píng)審表

7、</b></p><p>　　畢業(yè)論文過程評(píng)分表(40％)</p><p>　　學(xué)生姓名：學(xué)生班級(jí)： 總分：</p><p>　　評(píng)分教師：評(píng)分時(shí)間：年月日</p><p>　　畢業(yè)論文評(píng)閱成績表(30％)</p><p>　　學(xué)生姓名： 學(xué)生班級(jí)：

8、 總分：</p><p>　　評(píng)分教師：評(píng)分時(shí)間：年月日</p><p>　　畢業(yè)論文答辯成績表(30％)</p><p>　　學(xué)生姓名：學(xué)生班級(jí)： 總分：</p><p>　　評(píng)分教師：評(píng)分時(shí)間：年月日</p>&l

9、t;p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p><b>　　關(guān)鍵詞</b></p><p><b>　　一 引言</b></p><p><b>　　二．總體方案設(shè)計(jì)</b></

10、p><p><b>　　2.1一號(hào)方框圖</b></p><p><b>　　2.2二號(hào)方框圖</b></p><p><b>　　三．單元模塊設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　3.1RS觸發(fā)器</b></p><p>　　3.

11、2555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器</p><p>　　3.3.74LS161計(jì)數(shù)器</p><p><b>　　3.4 總電路圖</b></p><p><b>　　四 功能介紹</b></p><p>　　4．1 各單元模塊功能介紹</p><p>　　4．2鍵盤輸入、密碼修改電路圖

12、</p><p>　　4.3密碼輸入錯(cuò)誤三次即鎖定電路</p><p><b>　　4.4計(jì)時(shí)電路</b></p><p>　　4.5 各單元模塊的連接</p><p><b>　　五.軟件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　六.系統(tǒng)功能</b>&

13、lt;/p><p><b>　　七.設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p><b>　　八.參考文獻(xiàn)</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　每一位解鎖意圖碼在密碼鎖內(nèi)部引發(fā)的試圖解鎖動(dòng)作，可稱為安全密碼鎖的解鎖事件。電子安全密碼所有開啟意圖碼驅(qū)動(dòng)，進(jìn)黨開啟

14、意圖碼預(yù)設(shè)定的安全密碼完全匹配時(shí)，方可逐步開啟密碼鎖。</p><p>　　關(guān)鍵詞：密碼鎖 RS觸發(fā)器 鍵盤輸入</p><p><b>　　一 引言</b></p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，電子器件和電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法日新月異，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)正是適應(yīng)了現(xiàn)代電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的要求，吸收了多學(xué)科最新成果而形成的一

15、門新技術(shù)。為保證電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的速度和質(zhì)量，適應(yīng)“第一時(shí)間推出產(chǎn)品”的設(shè)計(jì)要求，EDA技術(shù)已成為不可缺少的一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)和重要工具，掌握EDA技術(shù)是電子信息類專業(yè)學(xué)生，工程技術(shù)人員所必備的基本能力和技能。</p><p>　　隨著人們生活水平的提高，如何實(shí)現(xiàn)家庭防盜這一問題也變的尤其的突出，傳統(tǒng)的機(jī)械鎖由于其構(gòu)造的簡單，被撬的事件屢見不鮮，電子鎖由于其保密性高，使用靈活性好，安全系數(shù)高，受到了廣大用戶的親呢。<

16、/p><p>　　意外事故或人為破壞可能造成中的災(zāi)難性后果的系統(tǒng)稱為要害系統(tǒng)。要害系統(tǒng)的保證性包括安全性、可開性和保全性，內(nèi)涵非常豐富。</p><p>　　我們?cè)O(shè)計(jì)的電子密碼鎖是一類針對(duì)要害系統(tǒng)的安全保險(xiǎn)器件，其設(shè)計(jì)概念與常見的保安密碼鎖有所不同。從系統(tǒng)設(shè)計(jì)觀點(diǎn)看，電子安全密碼鎖是一個(gè)實(shí)體域定義的概念，比較機(jī)械安全密碼鎖，具有設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)簡便、密碼裝訂靈活、制造成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。</p>

17、;<p>　　基于解鎖時(shí)間概念思考，電子密碼鎖應(yīng)具備如下基本功能：</p><p>　　1．逐位解鎖 解鎖過程的事件序列特性決定了它內(nèi)部狀態(tài)機(jī)的多步步進(jìn)特性。</p><p>　　2．單次試開 解鎖事件是單向不可逆的，因此，安全密碼鎖內(nèi)部應(yīng)含誤碼鎖定組件。</p><p>　　3.碼鑒別通過后，給出可靠的控制信號(hào)。</p><p&g

18、t;　　我們構(gòu)思運(yùn)用RS觸發(fā)器構(gòu)成的數(shù)字邏輯電路控制來模擬電子密碼鎖。</p><p><b>　　二.總體方案設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2．1. 一號(hào)方框圖</p><p>　　圖2.1 一號(hào)方案圖</p><p>　　我定的一號(hào)方框圖（初稿）為上圖。</p><p>　　一號(hào)方框圖中，

19、我共設(shè)了8個(gè)用戶輸入鍵，其中只有4個(gè)是有效的密碼按鍵，其它的都是干擾按鍵。密碼可在之前任意修改。由鍵盤輸入密碼，開始效驗(yàn)，密碼輸入正確則執(zhí)行開門，如果密碼輸入錯(cuò)誤則運(yùn)用555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器響鳴10秒鐘。</p><p>　　大概的思路有：用四個(gè)RS觸發(fā)器串聯(lián)，輸入密碼正確與否，輸出的電平不同，由此達(dá)到密碼效驗(yàn)。鍵盤的輸入打算由八個(gè)四組開關(guān)控制，分為0和1兩種情況。而響鳴10秒鐘由555定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器控制時(shí)

20、間。開門由燈泡點(diǎn)亮模擬。</p><p>　　可有一個(gè)問題：本身的密碼僅有16種情況，很容易試出密碼，因?yàn)闆]有時(shí)間次數(shù)的限制，賊人能夠輕易得到密碼。僅僅是這樣的設(shè)計(jì)，此數(shù)字密碼鎖失去意義。</p><p>　　于是，我準(zhǔn)備再此方案圖中加入計(jì)時(shí)器及鎖定電路使其完善：在密碼剛輸入時(shí)開始計(jì)時(shí)，若計(jì)時(shí)超過60秒則報(bào)警。另外，若三次輸入錯(cuò)誤密碼，鎖定輸入密碼電路5分鐘，賊人無法再打開，保護(hù)主人利益。

21、</p><p>　　修改后的方框圖如下：</p><p>　　2.2. 二號(hào)方框圖</p><p>　　圖2.2 二號(hào)方框圖</p><p>　　共設(shè)了8個(gè)用戶輸入鍵，其中只有4個(gè)是有效的密碼按鍵，其它的都是干擾按鍵。輸入密碼的同時(shí)開始計(jì)數(shù)，超過60秒報(bào)警。輸入正確開門并取消計(jì)數(shù)，輸入錯(cuò)誤三次則鎖定5分鐘，防止他人非法操作。</p&g

22、t;<p>　　當(dāng)上下開關(guān)的開關(guān)情況一致時(shí)， R端為高電平，S端為低電平，輸出為低電平，下一階RS觸發(fā)器的S端為低電平。若四位密碼輸入正確，RS4輸出為低電平。若四位密碼輸入錯(cuò)誤，上下開關(guān)的開關(guān)不一致，輸出為高電平。由此可以判斷輸入密碼是否正確。</p><p>　　如果密碼輸入錯(cuò)誤，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)一次，如果密碼輸入錯(cuò)誤三次，QA、QB同時(shí)為高電平，與非端輸出為低電平，使555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器3號(hào)端口輸出5

23、5秒高電平，并鎖定發(fā)光二極管使其不發(fā)光。如果密碼輸入正確，Q端輸出為高電平，發(fā)光二極管亮，模擬開門。</p><p>　　2.3. 方框圖比較</p><p>　　在二號(hào)方框圖中，我加入計(jì)時(shí)器及鎖定電路，在密碼剛輸入時(shí)開始計(jì)時(shí)，若計(jì)時(shí)超過60秒則報(bào)警。另外，若三次輸入錯(cuò)誤密碼，鎖定輸入密碼電路5分鐘，賊人無法再打開，保護(hù)主人利益。由此，可以防止試出密碼的現(xiàn)象發(fā)生。其缺點(diǎn)是較復(fù)雜，可能出現(xiàn)的

24、問題較多。</p><p>　　我決定使用二號(hào)方框圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　三．單元模塊設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　各單元模塊功能：</b></p><p><b>　　3.1 RS觸發(fā)器</b></p><p>　　圖

25、3.1 RS觸發(fā)器</p><p>　　觸發(fā)器的兩個(gè)輸入信號(hào)來自主觸發(fā)器的輸出，為一對(duì)互補(bǔ)信號(hào)，有，SR=0。</p><p>　　表3.1 RS觸發(fā)器的功能表</p><p>　　3.2 555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器</p><p>　　555電路含有兩個(gè)電壓比較器，一個(gè)基本RS觸發(fā)器，一個(gè)放電開關(guān)管T，比較器的參考電壓由三只5kΩ的電阻器構(gòu)成的分壓

26、器提供。它們分別使高電平比較器A1的同相輸入端和低電平比較器A2的反向輸入端的參考電平為2Vcc/3和Vcc/3。A1與A2的輸出端控制RS觸發(fā)器狀態(tài)和放電管開關(guān)狀態(tài)。當(dāng)輸入信號(hào)自6腳，即高電平觸發(fā)輸入并超過參考電平2Vcc/3時(shí)，觸發(fā)器復(fù)位，555的輸出端3腳輸出低電平，同時(shí)放電開關(guān)管導(dǎo)通；當(dāng)輸入信號(hào)自2腳輸入并低于Vcc/3時(shí)，觸發(fā)器置位，555的3腳輸出高電平，同時(shí)放電開關(guān)管截止。</p><p>　　是復(fù)

27、位端（4腳），當(dāng)=0，555輸出低電平。平時(shí)端開路或接Vcc。</p><p>　　Vcc是控制電壓端（5腳），平時(shí)輸出2Vcc/3作為比較器A1的參考電平，當(dāng)5腳外接一個(gè)電壓，即改變了比較器的參考電平，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出的另一種控制，在不接外加電壓時(shí)，通常接一個(gè)0.01µf的電容器到地，起濾波作用，以消除外來的干擾，以確保參考電平的穩(wěn)定。</p><p>　　T為放電管，當(dāng)T導(dǎo)通時(shí)

28、，將給接于腳7的電容器提供低阻放電通路。</p><p>　　555定時(shí)器主要是與電阻、電容構(gòu)成充放電電路，并由兩個(gè)比較器來檢測(cè)電容器上的電壓，已確定輸出電平的高低和放電開關(guān)管的通斷。這就很方便的構(gòu)成從微妙到數(shù)十分鐘的延時(shí)電路，可方便的構(gòu)成但穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，多諧振檔器，施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生或波形變換器。</p><p>　　555定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器由555定時(shí)器格外接定時(shí)元件R、C構(gòu)成

29、。觸發(fā)電路由Cl、Rl、D構(gòu)成，其中D為鉗位二極管，穩(wěn)態(tài)時(shí)555電路輸入端處于電源電平，內(nèi)部放電開關(guān)管T導(dǎo)通，輸出放電開關(guān)管T導(dǎo)通，輸出端F輸出低電平，當(dāng)有一個(gè)外部負(fù)脈沖觸發(fā)信號(hào)經(jīng)Cl加到2端。并使2端電位瞬時(shí)低于Vcc/3，低電平比較器動(dòng)作，單穩(wěn)態(tài)電路即開始一個(gè)暫態(tài)過程，電容C開始充電，Vc按指數(shù)規(guī)律增長。當(dāng)Vc充電到2Vcc/3時(shí)，高電平比較器動(dòng)作，比較器A1翻轉(zhuǎn)，輸出Vo從高電平返回低電平，放電開關(guān)管T重新導(dǎo)通，電容C上的電荷很快

30、經(jīng)放電開關(guān)管放電，暫態(tài)結(jié)束，為下個(gè)觸發(fā)脈沖的到來做好準(zhǔn)備。波形圖如圖 所示。</p><p>　　圖3.2 555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路圖</p><p>　　由555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，電源接通瞬間，電路有一個(gè)穩(wěn)定的過程，電源通過電阻R向電容C充電，當(dāng)Vc上升到2／3Vcc時(shí)，觸發(fā)器復(fù)位，Vo為低電平，電容C放電，電路進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。若VI < 2／3Vcc,觸發(fā)器發(fā)生翻轉(zhuǎn)，電路進(jìn)入穩(wěn)

31、暫態(tài)，Vo輸出高電平。此后電容C充電至2／3Vcc，電路又發(fā)生翻轉(zhuǎn)，Vo輸出低電平，電容C放電，電路恢復(fù)至穩(wěn)定狀態(tài)。</p><p>　　TW = RCln3 = 1.1RC</p><p>　　通過改變R、C的大小，可使延時(shí)時(shí)間在幾個(gè)微秒到幾十分鐘之間變化?？蛇@種單穩(wěn)態(tài)電路作為計(jì)時(shí)器時(shí)，可直接驅(qū)動(dòng)小型繼電器，并可以使用復(fù)位端（4腳）接地的方法來中止暫態(tài)，重新計(jì)時(shí)。此外尚需用一個(gè)續(xù)流二極管

32、與繼電線圈并接，以防繼電器線圈反電勢(shì)損壞內(nèi)部功率管。</p><p>　　圖3.3 555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器工作波形</p><p>　　3.3 74LS161計(jì)數(shù)器</p><p>　　圖3.4 74LS161的引腳圖</p><p>　　74LS161是4位二進(jìn)制同步加計(jì)數(shù)器,RD是異步清零端，LD是預(yù)置數(shù)控制端，A、B、C、D是預(yù)置數(shù)據(jù)輸入端

33、，EP和ET是計(jì)數(shù)使能端，RCO是進(jìn)位輸出端，它的設(shè)置為多片集成計(jì)數(shù)器的級(jí)連提供了方便。</p><p>　　圖3.5 74LS161邏輯電路圖</p><p>　　異步清零 當(dāng)RD=0時(shí)，不管其它輸入端的狀態(tài)如何，計(jì)數(shù)器輸出將被直接置零。</p><p>　　同步并行預(yù)置數(shù) 在RD=1的條件下，當(dāng)LD=0、有時(shí)鐘脈沖CP的上升沿作用時(shí)，A、B、C、D輸入端的數(shù)據(jù)將

34、分別被QA至QD接收。由于這個(gè)置數(shù)操作要與CP上升沿同步，且A到D的數(shù)據(jù)同時(shí)置入計(jì)數(shù)器，所以稱為同步并行預(yù)置。</p><p>　　保持 在RD=LD=1的條件下，當(dāng)ET*EP=0,即兩個(gè)計(jì)數(shù)使能端中有0時(shí)，不管有無CP脈沖作用，計(jì)數(shù)器都將保持原有狀態(tài)不變。</p><p>　　計(jì)數(shù) 當(dāng)RD=LD=EP=ET=1時(shí)，74161處與計(jì)數(shù)狀態(tài)。</p><p><

35、b>　　其功能表如下：</b></p><p><b>　　3.4 總電路圖：</b></p><p><b>　　圖4.1 總電路圖</b></p><p>　　密碼鎖電路包含：鍵盤輸入、密碼修改、密碼檢測(cè)、報(bào)警電路、鍵盤輸入次數(shù)鎖定電路。</p><p><b>　　

36、四 功能介紹</b></p><p>　　4．1 鍵盤輸入、密碼修改電路圖如下圖所示</p><p>　　圖4.2 鍵盤輸入、密碼修改電路圖</p><p>　　由四個(gè)RS觸發(fā)器和十六個(gè)開關(guān)構(gòu)成四位密碼驗(yàn)證電路，可實(shí)現(xiàn)密碼修改及密碼輸入，輸出電平可驗(yàn)證密碼的正確性。</p><p>　　根據(jù)RS觸發(fā)器的工作原理可知，其置位端比復(fù)

37、位端具有優(yōu)先權(quán)，在EN端接高電平的條件下，只要S端為高電平，不管R端怎樣變化，其輸出端均輸出高電平。只有S端為低電平，R端為高電平，Q端才輸出低電平。</p><p>　　利用RS觸發(fā)器的功能，用戶可以通過開關(guān)的閉合情況調(diào)制或輸入密碼。打開或閉合開關(guān)K21、K22、K23、K24、K25、K26、K27、K28可設(shè)置調(diào)解密碼，其中，預(yù)設(shè)開關(guān)K21、K23、K25、K27為0，K22、K24、K26、K28預(yù)設(shè)為1

38、。而打開或閉合開關(guān)K11、K12、K13、K14、K15、K16、K17、K18為輸入密碼，K11、K13、K15、K17預(yù)設(shè)為0，K12、K14、K16、K18預(yù)設(shè)為1。預(yù)設(shè)的0或1井代表一種字符，與高低電平無關(guān)。</p><p>　　當(dāng)上下開關(guān)的閉合情況一致時(shí)， R端為高電平，S端為低電平，由可知，輸出Q為低電平，下一階RS觸發(fā)器的S端為低電平。</p><p>　　若四位密碼輸入正確

39、，RS4輸出為低電平。若四位密碼輸入錯(cuò)誤，上下開關(guān)的開關(guān)不一致，輸出為高電平。由可以判斷輸入密碼是否正確。</p><p>　　4. 2 密碼輸入錯(cuò)誤三次即鎖定電路如下圖所示：</p><p>　　圖4.3 密碼輸入錯(cuò)誤三次即鎖定電路</p><p>　　如果密碼輸入錯(cuò)誤，或門的輸出端為高電平，74LS160的CP端輸入高電平，由圖3.3.3可知，計(jì)數(shù)器加計(jì)數(shù)一次，

40、如果密碼連續(xù)輸入錯(cuò)誤三次， 同時(shí)為高電平，則與非端輸出低電平，輸入555觸發(fā)器的2端。由圖3.2.2可知，555觸發(fā)器所構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器3號(hào)端口連續(xù)55秒輸出高電平，7432N輸入為零零，輸出為低電平，由此可以鎖定發(fā)光二極管使其無法發(fā)光，即完成鎖定電路功能。</p><p>　　另一方面，如果密碼輸入正確，或門輸出為高電平，7432N輸入為零一，輸出為高電平，使發(fā)光二極管亮，模擬開門。</p>&

41、lt;p>　　由于鎖定時(shí)間即555計(jì)時(shí)器所構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出高電平的時(shí)間常數(shù) Tw = 1.1RC，可算出當(dāng)C1 = 1µHz,R = 50MΩ時(shí),能使 Tw =55s，可鎖定電路55秒。</p><p>　　4. 3 計(jì)時(shí)電路如下圖所示：</p><p><b>　　圖4.4 計(jì)時(shí)電路</b></p><p>　　CP為

42、0.025Hz連續(xù)脈沖信號(hào)。輸入密碼即開關(guān)K11或K12任一閉合時(shí)開始時(shí)計(jì)時(shí)。若密碼正確輸入則取消計(jì)時(shí)，若密碼未正確輸入，當(dāng)從0000加計(jì)數(shù)到1111其間經(jīng)過40秒后，進(jìn)位端RCO變?yōu)楦唠娖?，?jīng)Q1、Q2放大后，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。</p><p>　　4.4 各單元模塊的連接：</p><p>　　J1、J2接出連入或門的輸出端接報(bào)警電路中74LS160的ET端和EP端，在J1或J2

43、閉合時(shí)開始加計(jì)數(shù)，直到計(jì)數(shù)完畢拉響蜂鳴。</p><p>　　鍵盤輸入、密碼修改電路圖內(nèi)的 Q1、Q2、Q3、Q4 或邏輯端反相電平與555但穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出反相電平的或邏輯后，接發(fā)光二極管。若兩者同時(shí)為低電平，發(fā)光二極管不亮，若其中有一個(gè)為高電平，法官二極管亮。</p><p>　　鍵盤輸入、密碼修改電路圖內(nèi)的 Q1、Q2、Q3、Q4 或邏輯端接入密碼輸入錯(cuò)誤三次即鎖定電路74LS161

44、的CP端、Q端及計(jì)時(shí)電路74LS161的端。由此，可由或門輸出電平的高低決定單元模塊的有效或無效，從而驗(yàn)證密碼的正確性。</p><p><b>　　五.軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　常用的畫電路圖軟件有protel 99se、protel 2004及ISIS等。由于Multisim 9安裝簡便、容易上手、畫圖美觀等優(yōu)點(diǎn)，在本次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，我所使用的畫電路圖軟

45、件為Multisim。</p><p>　　Multisim 是全球獨(dú)一無二的交互式電路模擬軟件，令你產(chǎn)品設(shè)計(jì)事半功倍。Multisim 完全集成 Multicap，乃構(gòu)建電路并立即模擬運(yùn)行的理想工具。Multisim電子電路全功能模擬測(cè)試仿真軟件，是一套完整的系統(tǒng)設(shè)計(jì)工具，其強(qiáng)大功能包含：元器件編輯、選取、放置；電路圖編輯、繪制；電路工作狀況測(cè)試；電路特性分析；電路圖報(bào)表輸出打?。粰n案轉(zhuǎn)入/出；PCB文件轉(zhuǎn)換功

46、能；結(jié)合SPICE、VHDL、Verilog共同仿真；高階RF設(shè)計(jì)功能；虛擬儀器測(cè)試及分析功能；計(jì)劃及團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)功能； VHDL及Verilog設(shè)計(jì)與仿真；FPGA／CPLD組件合成。</p><p>　　我們通過人機(jī)對(duì)話的方式，親自動(dòng)手搭接電路，進(jìn)行元件接線，參數(shù)設(shè)定。邊連線，邊測(cè)試，邊修改，邊分析，并與理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)照。通過Multisim軟件的"componentProperties"

47、(元件屬性)可隨時(shí)調(diào)整和修改元器件參數(shù)，分析各元件參數(shù)對(duì)電路的作用與影響。</p><p>　　調(diào)試和測(cè)量過程就是最好的學(xué)習(xí)過程。在這樣的實(shí)驗(yàn)中，把實(shí)驗(yàn)與理論有機(jī)的結(jié)合起來，加深了我們對(duì)理論的認(rèn)識(shí)。我們可以通過一個(gè)實(shí)際的設(shè)計(jì)例子來體現(xiàn)Multisim仿真軟件的優(yōu)越性。</p><p>　　通過以上設(shè)計(jì)可見，運(yùn)用Multisim軟件，可方便地在計(jì)算機(jī)上設(shè)計(jì)電路，并進(jìn)行仿真。通過改變電路參數(shù)，

48、可以觀察不同電路參數(shù)對(duì)電路性能的影響，用虛擬儀器可以觀察各實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的波形及整個(gè)電路的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，一個(gè)方案不成功可刷新重來，反復(fù)多次后選擇出最佳的設(shè)計(jì)方案。由于該軟件具有豐富的元件庫和儀器庫，可以充分發(fā)揮我們的想象力和創(chuàng)造力，大膽進(jìn)行設(shè)計(jì)嘗試，不必?fù)?dān)心元器件會(huì)損壞，這樣的設(shè)計(jì)可以隨心所欲、花樣疊出。</p><p>　　若電路設(shè)計(jì)有誤，通過仿真，軟件會(huì)做出警告或提示，當(dāng)設(shè)計(jì)方案正確無誤后，再按此方案搭接實(shí)際電路。用Mu

49、ltisim軟件設(shè)計(jì)電子電路改變了傳統(tǒng)的基于電路板的設(shè)計(jì)方法，從而可以大大縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，節(jié)約開發(fā)費(fèi)用，提高效率。Multisim軟件是設(shè)計(jì)電子電路的有效工具。</p><p>　　Multisim9是一個(gè)虛擬實(shí)驗(yàn)室，為使用者造就了一個(gè)集成一體化的試驗(yàn)環(huán)境，他采用圖形化的輸入方式，只需進(jìn)行簡單的拖放和連接操作，便可完成電路的搭建與分析。</p><p>　　作為一個(gè)專業(yè)應(yīng)用軟件，他具有以下特

50、點(diǎn)：</p><p>　　(1)豐富的元件和測(cè)試儀器</p><p>　　Multisim9提供了數(shù)千種電路元件，包括基本獨(dú)立元件(電阻、電容、三極管等)、集成電路(74及40系列芯片、DA及AD、集成運(yùn)放等)、源器件(各種獨(dú)立源、受控源、時(shí)鐘信號(hào)等)、基本顯示器件(伏特表、電流表、數(shù)碼管等)和其他元器件(繼電器、電磁鐵、直流電機(jī)等)，而且還可以根據(jù)需要擴(kuò)充或新建已有的元器件庫，大大方便了

51、使用者。軟件中各元器件參數(shù)可調(diào)，并提供了理想值，這為分析電路的實(shí)際值與理論值的差異提供了依據(jù)。Multisim9的測(cè)試儀器包括數(shù)字萬用表、函數(shù)發(fā)生器、多綜示波器、掃頻儀、頻率計(jì)、邏輯分析儀等，很難設(shè)想實(shí)際購置這些儀器設(shè)備所需的巨額投資。</p><p>　　(2)動(dòng)態(tài)可視化效果</p><p>　　Multisim9的元器件采用與實(shí)物一致的外形，使用者即便是第一次使用，也能方便地找到所需的

52、元器件。對(duì)于測(cè)試儀器，其測(cè)量結(jié)果的顯示也與實(shí)際設(shè)備一致，能實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行。另外，他的數(shù)碼管能夠發(fā)光、熔斷絲可以燒斷、蜂鳴器能夠發(fā)聲、電阻器能夠通過鍵盤隨時(shí)改變阻值，形象地表征了電路的動(dòng)態(tài)特性，體現(xiàn)了其“軟件即儀器”的本質(zhì)特性。</p><p><b>　　(3)多種分析功能</b></p><p>　　作為虛擬的電子工作臺(tái)，Multisim9提供了詳細(xì)的電路分析手

53、段，不僅可以完成電路的瞬態(tài)分析、穩(wěn)態(tài)分析、時(shí)域和頻域分析、器件的線性和非線性分析、電路的噪聲分析和失真分析等常規(guī)電路分析方法，而且還提供了離散傅里葉分析、電路零極點(diǎn)分析、交直流靈敏度分析和電路容差分析等共計(jì)27種電路分析方法，以幫助我們分析電路的性能。此外他還可以對(duì)被仿真電路中的元件設(shè)置各種故障，如開路、短路和不同程度的漏電等，從而觀察到在不同故障情況條件下的電路工作狀態(tài)。</p><p><b>　　

54、(4)兼容性好</b></p><p>　　Multisim 9的器件模型和分析方法都是建立在SPICE(Simulation Program with Integrated CircuitEmphasis)仿真程序的基礎(chǔ)上，因此他與SPICE的網(wǎng)格兼出PCB文件，這樣利用Multisim9一個(gè)軟件，便可完成從電路的設(shè)計(jì)分析直至印刷電路板格式文件輸出等全部設(shè)計(jì)工作，大大加快了產(chǎn)品的開發(fā)速度，提高了設(shè)計(jì)

55、人員的工作效率。</p><p><b>　　六.系統(tǒng)功能</b></p><p>　　本文的電子密碼鎖利用邏輯電路，采用4位輸入密碼，只有在輸入了正確的密碼后才能實(shí)現(xiàn)對(duì)燈的電子控制，并且有各種附加電路已達(dá)到報(bào)警及鎖定功能，有極高的安全系數(shù)。</p><p>　　密碼鎖電路包含：鍵盤輸入、密碼修改、密碼檢驗(yàn)、報(bào)警電路及鍵盤輸入次數(shù)鎖定電路，具有

56、以上功能。</p><p>　　由四個(gè)RS觸發(fā)器和十六個(gè)開關(guān)構(gòu)成四位密碼驗(yàn)證電路，可實(shí)現(xiàn)密碼修改及密碼輸入，輸出電平可驗(yàn)證密碼的正確性。若四位密碼輸入正確，RS4輸出為低電平。若四位密碼輸入錯(cuò)誤，上下開關(guān)的開關(guān)不一致，輸出為高電平。由可以判斷輸入密碼是否正確。</p><p>　　J1、J2接出連入或門的輸出端接報(bào)警電路中74LS160的ET端和EP端，在J1或J2閉合時(shí)開始加計(jì)數(shù)，直到計(jì)

57、數(shù)完畢拉響蜂鳴。</p><p>　　鍵盤輸入、密碼修改電路圖內(nèi)的 Q1、Q2、Q3、Q4 或邏輯端反相電平與555但穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出反相電平的或邏輯后，接發(fā)光二極管。若兩者同時(shí)為低電平，發(fā)光二極管不亮，若其中有一個(gè)為高電平，法官二極管亮。</p><p>　　鍵盤輸入、密碼修改電路圖內(nèi)的 Q1、Q2、Q3、Q4 或邏輯端接入密碼輸入錯(cuò)誤三次即鎖定電路74LS161的CP端、Q端及計(jì)時(shí)電路

58、74LS161的端。由此，可由或門輸出電平的高低決定單元模塊的有效或無效，從而驗(yàn)證密碼的正確性。</p><p>　　如果密碼輸入錯(cuò)誤，74LS160的CP端輸入高電平，計(jì)數(shù)器加計(jì)數(shù)一次，如果密碼連續(xù)輸入錯(cuò)誤三次，與非端輸出低電平，輸入555觸發(fā)器的2端。由圖3.2.2可知，555觸發(fā)器所構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器3號(hào)端口連續(xù)55秒輸出高電平，7432N輸入為零零，輸出為低電平，可以鎖定發(fā)光二極管使其無法發(fā)光，即完成鎖定

59、電路功能。如果密碼輸入正確，Q端輸出為高電平，發(fā)光二極管亮，模擬開門。</p><p>　　CP為0.025Hz連續(xù)脈沖信號(hào)。輸入密碼，開關(guān)K11或K12其一閉合時(shí)開始計(jì)時(shí)。若密碼正確輸入取消計(jì)時(shí)，若密碼未正確輸入， 40秒后，LD變?yōu)楦唠娖?，拉響蜂鳴，開始報(bào)警。</p><p><b>　　七.設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p><b&g

60、t;　　心得體會(huì)</b></p><p>　　以上為我設(shè)計(jì)的電子密碼鎖電路，它主要由RS觸發(fā)器、74LS161及555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器構(gòu)成，經(jīng)過多次修改和整理，可以滿足基本要求。但因?yàn)樗接邢蓿穗娐分腥源嬖谝欢ǖ膯栴}，譬如說電路的密碼僅為四位二進(jìn)制數(shù)，共只有十六種可能，容易被猜出。但還要求在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)按一定的順序開鎖且有鎖定功能，所以他人開鎖的幾率很小。若做十進(jìn)制數(shù)，比較復(fù)雜，沒有必要，本次設(shè)計(jì)未涉及

61、。CP脈沖不是很穩(wěn)定，電路中未加顯示電路，但可通過其它數(shù)字模塊實(shí)現(xiàn)這一功能。作為模擬試驗(yàn)，沒有用到開門電路，只是運(yùn)用發(fā)光二極管進(jìn)行模擬。本來原計(jì)劃鎖定時(shí)間為5分鐘，但考慮到時(shí)間太長，所需要的器件要求較高，后改為55秒鐘。這需要一段時(shí)間的進(jìn)一步改進(jìn)，如果有好的意見，希望老師給以支持。</p><p>　　大二期間我學(xué)習(xí)了數(shù)字電子電路和模擬電子電路，在理論上對(duì)電子技術(shù)有了一些初步了解。通過這次數(shù)字密碼鎖課程設(shè)計(jì)，我把

62、學(xué)到的東西與實(shí)踐相結(jié)合。從中對(duì)我們學(xué)的知識(shí)有了更進(jìn)一步的理解。</p><p>　　通過這兩周的學(xué)習(xí)，我有很大的收獲：首先，通過學(xué)習(xí)使自己對(duì)課本上的知識(shí)可以應(yīng)用于實(shí)際，使的理論與實(shí)際相結(jié)合，加深自己對(duì)課本知識(shí)的更好理解，對(duì)各種芯片有了更深刻地認(rèn)識(shí)。同時(shí)實(shí)習(xí)也鍛煉了我個(gè)人的動(dòng)手能力：能夠充分利用圖書館去查閱資料，增加了許多課本以外的知識(shí)，特別是對(duì)于實(shí)際技能的掌握。能對(duì)protel 2004、和ISIS等仿真軟件操作

63、，能達(dá)到學(xué)以致用。對(duì)我們學(xué)生來說，理論與實(shí)際同樣重要，這是我們以后在工作中說明自己能力的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。這次的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)讓我在以后的學(xué)習(xí)增強(qiáng)了信息。雖然很苦很累，我仍堅(jiān)持了下來，做出了以上的設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　致謝詞</b></p><p>　　兩年來，正因有老師的教誨才有我今天的成長，感謝xx老師，這學(xué)期來她在學(xué)習(xí)上一直對(duì)我們細(xì)心指導(dǎo)、熱情鼓勵(lì)，為我創(chuàng)造

64、了很多鍛煉提高的機(jī)會(huì)。同時(shí)也要感謝xx主任的嚴(yán)格要求，他洞察全局，為我們的設(shè)計(jì)順利完成指出了很好的方向，感謝院領(lǐng)導(dǎo)給我們實(shí)踐的平臺(tái)，感謝所有教過我的老師，是你們讓我在大學(xué)里懂得的更多，不僅讓我學(xué)習(xí)了專業(yè)知識(shí)，還教會(huì)我們做人做事的道理，我很幸運(yùn)我成長的路上有你們和同學(xué)的相伴。</p><p>　　在此我謹(jǐn)向給予我很大幫助的老師、同學(xué)們致以最誠摯的謝意！</p><p><b>　　

65、八.參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　《電子線路實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)》 黃永定 主編</p><p>　　《自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)》 宋文緒、楊帆主編</p><p>　　《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》 沈任元、吳勇主編</p><p>　　《數(shù)字電子技術(shù)》 楊志忠 主編</p>