課程設(shè)計報告— 雙鈕電子鎖的設(shè)計

1、<p>　　《 數(shù)字電子技術(shù) 》</p><p>　　課 程 設(shè) 計 報 告</p><p>　　課題名稱 雙鈕電子鎖的設(shè)計</p><p>　　系 別 電氣工程系</p><p>　　專 業(yè) 電 子 信 息 工 程 </p><p><b>　　電氣

2、工程系</b></p><p>　　2012年 05 月 27 日</p><p><b>　　1、任務(wù)書</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　雙鈕電子鎖是指由兩個按鈕控制的密碼鎖。本設(shè)計是利用數(shù)字邏輯電路實(shí)現(xiàn)其功能的。</p><p

3、>　　設(shè)計過程采用系統(tǒng)設(shè)計的方法，先分析任務(wù)，得到系統(tǒng)要求，然后進(jìn)行總體設(shè)計，劃分子系統(tǒng)，然后進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計，決定各個功能子系統(tǒng)中的內(nèi)部電路，最后進(jìn)行測試。</p><p>　　本文針對雙鈕電子鎖的設(shè)計要求，提出了如下方案：先定義和規(guī)定各個模塊的結(jié)構(gòu)，再對模塊內(nèi)部進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計；詳細(xì)設(shè)計的時候又根據(jù)可采用的芯片，分析各芯片是否適合本次設(shè)計，選擇較合適的芯片進(jìn)行設(shè)計，最后將設(shè)計好的模塊組合調(diào)試，并最終在MULTI

4、SIM下仿真通過。</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第一章 引言6</b></p><p>　　1.1 設(shè)計要求6</p><p>　　1.2 設(shè)計思路.................................................

5、............................................................................................6</p><p>　　第二章 設(shè)計內(nèi)容及仿真8</p><p>　　2.1 總體設(shè)計描述8</p><p>　　2.2 主要模塊描述10</p><p>

6、;　　2.2.1 防抖電路設(shè)計11</p><p>　　2.2.2 密碼校驗(yàn)電路設(shè)計13</p><p>　　2.2.3 計數(shù)電路設(shè)計14</p><p>　　2.2.4顯示輸出電路設(shè)計.......................................................................................

7、...............................15</p><p>　　2.2.5 總體電路原理圖及仿真.........................................................................................................17</p><p>　　第三章 元器件清單20</

8、p><p>　　第四章 設(shè)計總結(jié)23</p><p>　　參考文獻(xiàn)......................................................................................................................................................</p>&l

9、t;p><b>　　第一章 引言</b></p><p><b>　　1 .1設(shè)計要求</b></p><p>　?。?）有兩個按鈕A、B，開鎖密碼可自設(shè)，如（3、5、7、9）；</p><p>　　（2）若按B鈕，則門鈴響；（滴、嗒…）；</p><p>　?。?）開鎖過程：按3下A，按一

10、下B，則3579中的“3”即被輸入；接著按5下A，按一下B，則輸入“5”；依此類推，直到輸入完“9”，按B，則鎖被打開；</p><p>　　（4）報警：在輸入密碼過程后，如果輸入與密碼不同，則報警；</p><p>　?。?）用一個開關(guān)表示關(guān)門（即閉鎖）。</p><p>　　鎖被打開時用發(fā)光管KS表示；報警時用發(fā)光管BJ表示，同時發(fā)出“嘟、嘟……的報警聲音；用7

11、4160作為密碼存儲和驗(yàn)證密碼，在密碼輸入正確后方可開鎖，密碼錯誤時用報警燈和報警鈴進(jìn)行報警，每按B門鈴跟隨發(fā)出響聲。 </p><p><b>　　1.2設(shè)計思路</b></p><p>　　要想實(shí)現(xiàn)雙鈕電子鎖的功能就要有輸入端口，用來輸入密碼；要有密碼儲存的，可以自設(shè)密碼的，并且還需要校驗(yàn)密碼，這就要用計數(shù)器等來實(shí)現(xiàn)；當(dāng)然輸出端口也是必不可少的，用來實(shí)現(xiàn)開鎖和報警

12、。</p><p>　　第二章 設(shè)計內(nèi)容及仿真</p><p>　　2.1總體設(shè)計描述 </p><p>　　總體設(shè)計分為4個模塊，防抖模塊、密碼校驗(yàn)?zāi)K、計數(shù)模塊、顯示輸出模塊。其中密碼校驗(yàn)?zāi)K又包含四個密碼存儲模塊。如下圖1</p><p>　　功能及實(shí)現(xiàn)方法： 首先2個按鈕輸入分別連接兩個防抖電路，使輸入信號穩(wěn)定，再將信號A,B送入

13、密碼校驗(yàn)?zāi)K以及計數(shù)模塊兩者的輸出結(jié)果進(jìn)行判斷，對密碼正確與否通過顯示模塊基于輸出。其中門鈴功能直接連接輸出的門鈴揚(yáng)聲器。</p><p><b>　　2.2主要模塊描述</b></p><p>　　2.2.1 防抖電路設(shè)計</p><p>　　通過D觸發(fā)器，在脈沖端連接一個5~101Hz脈沖信號，防止按鈕輸入時發(fā)生抖動。</p>

14、<p>　　2.2.2 密碼校驗(yàn)電路設(shè)計（其中包含的四個密碼存儲模塊較為相似，只是其中密碼不同，下面只介紹密碼為3和9的模塊）</p><p><b>　　密碼3模塊</b></p><p>　　a端輸入脈沖，只有當(dāng)輸入3個信號時（此模塊密碼是3即74160的QD,QC,QB,QA的輸出為0011），四輸入與門輸出為1，若此時b也輸入信號，則D觸發(fā)器（上）

15、輸出1，否則輸出0.另一個D觸發(fā)器（下），如若輸入信號過多，產(chǎn)生進(jìn)位，則輸出1，通過反相器輸出0，那么此校驗(yàn)?zāi)K輸出0。如密碼輸入正確，則密碼校驗(yàn)?zāi)K輸出1，下一密碼模塊開始校驗(yàn)。正確密碼仿真如下圖。</p><p><b>　　密碼9模塊</b></p><p>　　密碼9模塊與密碼3模塊原理相同，只是把74160換成74161，因?yàn)?4160是十進(jìn)制的，在密碼為9

16、時已經(jīng)產(chǎn)生進(jìn)位，所以換成十六進(jìn)制的74161,。正確仿真如下圖。</p><p>　　2.2.3計數(shù)電路設(shè)計 如下圖：</p><p>　　計數(shù)原理同密碼模塊，輸入四個信號時輸出1，仿真如下圖</p><p>　　2.2.4顯示輸出電路設(shè)計 如下圖</p><p>　　顯示模塊的功能比較簡單，就是通過與門和非門把密碼輸入是否正確顯示輸出<

17、;/p><p>　　門鈴響：1-----1且jishu-----1</p><p>　　報警：1-----0且jishu------1</p><p>　　門鈴：xiangling-----1</p><p>　　2.2.5 總體電路原理圖及仿真</p><p><b>　　電路原理圖：</b><

18、;/p><p><b>　　電路仿真：</b></p><p>　　1、密碼正確時（此電路密碼是3579）：</p><p><b>　　密碼錯誤時：</b></p><p><b>　　3、輸入B響鈴時:</b></p><p><b>　　元器

19、件清單</b></p><p><b>　　第四章 設(shè)計結(jié)論</b></p><p>　　這是第一次做課程設(shè)計，在設(shè)計過程中遇到過很多問題，比如電路的設(shè)計和仿真、元件的查找、導(dǎo)線的連接等，特別是各元件之間的連接，總是有錯誤，在細(xì)心的檢查下，終于找出了錯誤和警告，多次修改后，電路仿真通過了，心里終于舒了一口氣。所以說我們也學(xué)到很多東西。在設(shè)計過程中，有的芯片

20、只能自己查功能表，分析功能，即學(xué)即用。最后仿真調(diào)試階段，哪怕一個小小的錯誤也會使結(jié)果出不來，在波形仿真時,想要的結(jié)果不能在波形上得到正確的顯示.經(jīng)過反復(fù)的修改仿真，最終得到了正確的效果。</p><p>　　通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實(shí)踐相結(jié)合起來，才能提高自己的實(shí)際動手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對所學(xué)過的