數(shù)電課程設計二進制密碼鎖的設計

1、長 沙 學 院數(shù)電課程設計說明書題目二進制密碼鎖的設計系(部)電子與通信工程系專業(yè)(班級)通信工程姓名XXX學號XXXXXX指導教師陳希起止日期5月28號-6月1號2010級通信工程專業(yè)課程設計任務書（課題九）系（部）： 電子與通信工程系 專業(yè)： 通信工程學生姓名XXX同組者無指導教師陳希課題名稱二進制密碼鎖的設計設計要求及設計參數(shù)（1）課題內(nèi)容：設計一個8位并行二進制密碼鎖，密碼內(nèi)容可通過開關進行設置。 設置8位輸入按鍵，當不進行任何按鍵時，數(shù)碼管顯示“0”；當按鍵值與預置的密碼完全符合時，數(shù)碼管顯示“R”，開鎖狀態(tài)LED燈亮；當按鍵值與預置密碼不符合時，數(shù)碼管顯示“E”，開鎖狀態(tài)LED燈滅

2、。系統(tǒng)可設置一個使能輸入端，當使能端為高電平時，密碼鎖能正常工作，反之，密碼鎖按鍵無效，數(shù)碼管滅, 開鎖狀態(tài)LED燈滅。（2）主要任務：完成該系統(tǒng)的硬件設計，調(diào)試好后并能通過仿真，最后就課程設計本身提交一篇課程設計說明書。設計工作量一周：1、查找資料，根據(jù)要求的格式并結(jié)合所查資料寫出理論設計方案的全過程，實驗操作的步驟、數(shù)據(jù)以及結(jié)論。 2、學習使用MultiSim軟件，利用MultiSim畫出原理圖并進行仿真。 3、學習使用Protel軟件，利用Protel完成原理圖繪制。進度安排起止日期工作內(nèi)容備注5月28號 8:00-5:30Multisim仿真5月29號 8:00-5:30Multisi

3、m仿真5月30號 8:00-5:30及PROTEL原理圖的繪制5月31號 8:00-5:30及PROTEL原理圖的繪制6月1號 8:00-5:30答辯主要參考資料1康華光電子技術基礎數(shù)字部分（第五版）2康華光電子技術基礎模擬部分（第五版）3楊欣 王玉鳳 劉湘黔電路設計與仿真基于Multisim9與protel 994標準集成電路數(shù)據(jù)手冊TTL電路（增補本）指導教師簽名年 月 日系（部）主管領導意見年 月 日答辯評委老師年 月 日教研室意見年 月 日目 錄摘要41、二進制密碼鎖的設計電路的設計方案51.1設計任務與要求51.2設計思路與原理51.3單元電路設計與參數(shù)計算7輸入密碼預設密碼輸入單元

4、：7數(shù)字比較單元：8E發(fā)光二極管顯示單元：8使能端單元：9置0單元：102、Multisim仿真及PROTEL原理圖的繪制103、設計缺陷124總結(jié)與體會13參考文獻：14二進制密碼鎖的設計摘要數(shù)字密碼鎖是通過輸入密碼預設密碼進行數(shù)值比較，如果密碼一致，則鎖被打開，否則不能打開。本方案的以以上原理為基礎，通過一些門電路的輔助，實現(xiàn)了實驗要求的功能的功能。關鍵字：數(shù)字 密碼鎖1、二進制密碼鎖的設計電路的設計方案1.1設計任務與要求（1）課題內(nèi)容：設計一個8位并行二進制密碼鎖，密碼內(nèi)容可通過開關進行設置。 設置8位輸入按鍵，當不進行任何按鍵時，數(shù)碼管顯示“0”；當按鍵值與預置的密碼完全符合時，數(shù)碼

5、管顯示“R”，開鎖狀態(tài)LED燈亮；當按鍵值與預置密碼不符合時，數(shù)碼管顯示“E”，開鎖狀態(tài)LED燈滅。系統(tǒng)可設置一個使能輸入端，當使能端為高電平時，密碼鎖能正常工作，反之，密碼鎖按鍵無效，數(shù)碼管滅, 開鎖狀態(tài)LED燈滅。（2）主要任務：完成該系統(tǒng)的硬件設計，調(diào)試好后并能通過仿真，最后就課程設計本身提交一篇課程設計說明書。1.2設計思路與原理通過每組八個的兩組開關分別組成“輸入密碼”和“預設密碼”，然后通過數(shù)值比較器，當比較相同時數(shù)碼管輸出字母R，當比較不同時數(shù)碼管輸出字母E，當不進行任何輸入時數(shù)碼管出0（由于一旦電路搭建完成，無論組成密碼輸入和密碼預設的兩組開關是處于閉合還是斷開狀態(tài)，都進行了輸

6、入，即：斷開輸入為高電平1，斷開輸入為低電平0，所以本實驗通過外接電路模塊來實現(xiàn)“當不進行任何輸入數(shù)碼管為0的功能”即：外接模塊開關處于狀態(tài)一時：無論輸入密碼和預設密碼是什么，數(shù)碼管均顯示為0，當外接模塊開關處于狀態(tài)二時：數(shù)碼管能進行正常的R，E轉(zhuǎn)換）。另外，設計中還設有一個使能端，使能端為高電平時數(shù)碼管和發(fā)光二級管工作，使能端為低電平時，都熄滅。另外，應當注意的是數(shù)碼管的7個輸入引腳要接電阻，如果不接電阻，當使能端從高電平撥至低電平，即：數(shù)碼管從有顯示到無顯示時會閃爍，而不能完全熄滅。數(shù)值比較器輸入密碼預設密碼正確R錯誤E不輸入0使能端圖1.1數(shù)字密碼鎖框圖圖1.274HC85引腳圖圖1.3

7、引腳端符號說明圖1.474HC85引腳極限值圖1.574HC85功能表1.3單元電路設計與參數(shù)計算1.3.1輸入密碼預設密碼輸入單元：單元說明：用兩組開關組成八位二進制密碼。當開關處于斷開狀態(tài)時為邏輯電平1，當開關處于閉合狀態(tài)時為邏輯電平0。圖1.6輸入密碼預設密碼輸入單元電路圖表1.1輸入密碼及預設密碼輸入單元元件清單元件序號型號主要參數(shù)數(shù)量備注S1 S8無無8開關S11 S18無無8開關1.3.2數(shù)字比較單元：單元說明：一片74HC85芯片只能比較四位二進制數(shù)，這里用兩片74HC85串聯(lián)級聯(lián)的方式組成八位二進制數(shù)值比較器。低位片的3腳接高電平，24腳接低電平，即：JP1的3腳接高電平，24

8、腳接低電平。圖1.7數(shù)字比較單元電路圖表1.2數(shù)字比較單元元件清單元件序號型號主要參數(shù)數(shù)量備注JP1JP274HC855V2組成八位二進制數(shù)值比較器1.3.3RE發(fā)光二極管顯示單元：單元說明：用一些邏輯與非門非門開關電阻與門發(fā)光二極管組成。圖1.8RE發(fā)光二極管顯示單元電路表1.3RE發(fā)光二極管顯示單元元件清單元件序號型號主要參數(shù)數(shù)量備注U6U7U9無無3二輸入端與門U1U3U4無無3非門U5無無1異或門F1F7無330歐7電阻U8無無1而輸入端與非門DS1無無1七段顯示器D1無無1發(fā)光二級管1.3.4使能端單元：單元說明：當使能端處在高電平時七段顯示器和發(fā)光二極管工作，低電平時七段顯示器和發(fā)

9、光二極管不工作。此模塊應該特別注意七段顯示器的7個輸入端都要接330歐的電阻，防止使能端撥至低電平時七段顯示器閃爍。圖1.9使能端單元電路圖表1.4使能端單元元件清單元件序號型號主要參數(shù)數(shù)量備注U9無無1二輸入端與門U3無無1非門F8F10無330歐2電阻1.3.5置0單元：單元說明：由于一旦電路搭建完成，無論組成密碼輸入和密碼預設的兩組開關是處于閉合還是斷開狀態(tài)，都進行了輸入，即：斷開輸入為高電平1，斷開輸入為低電平0，所以本實驗通過外接電路模塊來實現(xiàn)“當不進行任何輸入數(shù)碼管為0的功能”即：外接模塊開關處于狀態(tài)一時：無論輸入密碼和預設密碼是什么，數(shù)碼管均顯示為0，當外接模塊開關處于狀態(tài)二時：

10、數(shù)碼管能進行正常的R，E轉(zhuǎn)換。圖1.10置0單元電路圖表1.5置0單元元件清單元件序號型號主要參數(shù)數(shù)量備注U2、U10無無2開關S22、S23、S24無無3非門F9無330歐1電阻2、Multisim仿真及PROTEL原理圖的繪制圖2.1Protel原理圖圖2.2 Multism仿真圖表2.1總清單元件序號型號主要參數(shù)數(shù)量備注S1 S8 S11 S18 S21S24無無20開關JP1JP274HC852數(shù)值比較器U1U4U10無無5非門U5無無1異或門U6U7U9無無3二輸入端與門U8無無1二輸入端與非門F1F10無330歐10電阻DS1無無1七段顯示器D1無無1發(fā)光二極管3、設計缺陷本次課程

11、設計方案最大的缺陷莫過于任務要求的“當不進行任何輸入時，數(shù)碼管顯示數(shù)字0”功能實現(xiàn)起來過于繁瑣。其次，Multism仿真電路圖搭建的不過整潔也是這次我的課程設計不足之處。4總結(jié)與體會這次課程設計可謂收獲頗豐，通過本次課程設計學習到了很多書本上學習不到的東西，例如：出現(xiàn)問題后自我解決的能力，與同學之間的互相學習的能力。這次課程設計雖然只用時一周，去讓我們對以前理論課上學到的知識得到了很好的理解，是對理論知識的運用，深化理解。而通過對文獻資料的參照查找與對比，以及對仿真軟件Multisim和Protel軟件的學習。不僅獨立制作出了數(shù)字密碼所電路的全過程設計、調(diào)試，而且初步學會了如何設計數(shù)字系統(tǒng)。在

12、查找文獻資料中不僅能學到許多東西，而且學會了許多解決問題的方法；而對Multisim和Protel軟件的學習，則更加提高自己實踐操作能力的提高。在設計過程中不斷尋求解決方案與方法，獨立進行學習與查找方案。對課程設計說明書的撰寫，進一步加強了各方面能的鍛煉，分析能力進一步加強。在書寫課程設計時，不僅要進行單元塊的調(diào)試，而且需要一步一步進行組裝最后調(diào)試。在進行邏輯分析時，還要對其進行不對思考改進，強化了獨立解決問題的能力。另外，Microsoft Office Word得到熟練應用。當然，通過這次課程設計也讓我看到了很多需要改進的地方。完成個目標有很多種方法，而只有通過不斷的改進我們的方案，不斷地學習他人的長處，并化為自己的思想，才能盡可能的把我們的設計方案做得完美。我的這個設計方案并不是最好，例如：在要求不進行任何輸入時七段顯示器顯示數(shù)字“0”，我用的辦法是外接電路模塊控制。雖然也能實現(xiàn)，但終覺得不完美。英語方面的欠缺，也會使得設計受阻，在當今這個地球村