簡易密碼控制裝置

簡易密碼控制裝置設(shè)計方案選擇單片機(jī)內(nèi)部控制利用單片機(jī)內(nèi)部對密碼進(jìn)行控制，用單片機(jī)內(nèi)部計數(shù)器進(jìn)行計數(shù)，經(jīng)過運算后送到數(shù)碼管進(jìn)行動態(tài)顯示測量結(jié)果。此方案穩(wěn)定，精度高，成本很小。但由于本次為個人開放實驗，應(yīng)用單片機(jī)沒有意義，故排除次方法。數(shù)字芯片輸入密碼后用邏輯門電路和計數(shù)器74LS192進(jìn)行篩選，從而在輸入正確密碼后輸出一個信號，信號輸入NE555并被整形，利用計數(shù)器計數(shù)，并送至譯碼顯示器顯示出來，輸入譯碼器的同時輸入繼電器電路，實現(xiàn)繼電器的吸合。本次開放實驗將采用此種方法進(jìn)行設(shè)計。

2簡易密碼控制裝置的基本原理2.1邏輯門與計數(shù)器結(jié)合簡易密碼的控制是通過結(jié)合邏輯門和計數(shù)器來實現(xiàn)的。按鍵之后輸入高電平，從而使計數(shù)器加一個計數(shù)，并以BCD碼的形式傳遞下去（例如：0001為加一個計數(shù)）。之后，各個鍵位可以輸入不同次數(shù)的高電平，從而計數(shù)器會加不同次數(shù)的計數(shù)，都會以BCD碼的形式傳輸下去。各個信號會通過接下來不同的邏輯門電路進(jìn)行篩選，只有正確的輸入信號才會在最后邏輯門之后輸入高電平，傳至整形電路之中。圖為一部分密碼輸入部分電路，S1為按鍵，當(dāng)所有按鍵均輸入正確密碼時，信號輸入即可通過最后的門電路從而對作用于后續(xù)電路。2.2整體方框圖及原理如圖顯示的是簡易密碼控制裝置的主體電路由密碼輸入部分電路、整形電路、計數(shù)器電路、譯碼顯示器電路和反饋線路組成。它的工作過程是由密碼輸入部分電路輸入正確密碼從而發(fā)出一個可以通過密碼輸入部分電路的信號，通過整形，輸入一個方波，并使計數(shù)器對其進(jìn)行計數(shù)。當(dāng)計數(shù)完畢，計數(shù)器將計數(shù)結(jié)果輸入譯碼器，從而顯示在數(shù)碼管上顯示。圖為方波信號，由NE555發(fā)出，通過74LS192計數(shù)器，CD4511譯碼器最終將計數(shù)部分顯示在LED數(shù)碼管中。

3單元電路設(shè)計3.1密碼輸入部分電路密碼輸入部分電路是篩選正確密碼的電路。電路采用邏輯門線路與計數(shù)器相結(jié)合所構(gòu)成。當(dāng)密碼正確時，就可輸入相應(yīng)的高電平進(jìn)入邏輯門與計數(shù)器相結(jié)合的線路從而輸入需要的信號以連通之后的電路。如圖所示：圖密碼輸入部分電路3.2整形電路整形電路是將待測信號整形變成計數(shù)器所要求的脈沖信號。電路形式采用由555所構(gòu)成的施密特觸發(fā)器。當(dāng)輸入被測波形后，經(jīng)過整形電路后，輸出可以被計數(shù)器計數(shù)的矩形波。從而達(dá)到整形目的，其圖示如圖所示：圖整形電路3.3計數(shù)器電路中的計數(shù)電路中采用的是74LS192計數(shù)器。74LS192是可預(yù)置的十進(jìn)制同步加減計數(shù)器，計數(shù)器狀態(tài)與減法還是加法無關(guān)。計數(shù)器有清零引腳CLR，清零后無論加減狀態(tài)，計數(shù)器輸出均為零。不進(jìn)行清零和加載操作，計數(shù)器一直循環(huán)計數(shù)，無所謂從哪里開始。圖計數(shù)3.4譯碼顯示器譯碼顯示器是為了將計數(shù)器所計數(shù)的部分直觀的顯示出來的工具，由譯碼器和數(shù)碼管組成。本電路中采用的是7段譯碼器CD4511和7段數(shù)碼管。譯碼器接收來自計數(shù)器的計數(shù)信號后，傳輸給數(shù)碼管并顯示。LED數(shù)碼管顯示為十進(jìn)制。如圖所示：圖譯碼顯示器

4芯片功能介紹4.1NE555的引腳及功能圖NE555是用內(nèi)部的定時器來構(gòu)成時基電路，給其他的電路提供時序脈沖的集成電路。

圖NE555引腳圖及功能圖4.274LS192的引腳及功能圖74LS19274LS192是同步十進(jìn)制可逆計數(shù)器，它具有雙時鐘輸入，并具有清除和置數(shù)等功能。PL為置數(shù)端，CPU為加計數(shù)端，CPD為減計數(shù)端，TCU為非同步進(jìn)位輸出端，TCD為非同步借位輸出端，P0、P1、P2、P3為計數(shù)器輸入端，MR為清除端，Q1、Q2、Q3、Q4為數(shù)據(jù)輸出端。4.3CD4511的引腳及功能表CD4511具有鎖存、譯碼、消隱功能，通常以反相器作輸出級，通常用以驅(qū)動LED。左邊的引腳表示輸入，右邊表示輸出，還有兩個引腳8、16分別表示的是VDD、VSS。

5結(jié)論密碼控制，就是要求在輸入正確的密碼的條件下，連通電路，實現(xiàn)后續(xù)電路的過程。在短短幾天的開放實驗中，完成了此次對于簡易密碼控制裝置的設(shè)計的技術(shù)要求。本次開放實驗中密碼輸入部分電路是一大難點，設(shè)計這部分電路也花費了很多時間和精力。為了提高效率以及不影響總體的進(jìn)度和通順程度，我選擇最后設(shè)計連接這部分電路，從而完成對整個電路圖的設(shè)計。除了密碼輸入部分電路，計數(shù)器反饋控制時間也是設(shè)計中出現(xiàn)的一個問題，在分區(qū)分析后才得以較好的解決，反饋回路影響到了7秒后的暫停，是很重要的一個部分。

6個人總結(jié)經(jīng)過為期一周的開放實驗，我獲益匪淺。很多很多曾經(jīng)只出現(xiàn)在書本上的東西一下子出現(xiàn)在面前，例如一些平時很常見的電子設(shè)備的電路圖設(shè)計，豐富了我的見識的同時，還較大程度上的鍛煉了我的邏輯思維能力、動手能力和電路設(shè)計能力。同時也暴漏了我在親手做電路時出現(xiàn)的一些問題，例如設(shè)計部周全導(dǎo)致線路混亂不堪，對于邏輯門電路的不熟悉等等。對此，我以后也要多加練習(xí)，多動手，使理論和生活相結(jié)合，在實踐中獲取知識。當(dāng)我設(shè)計完整個電路的最后一點線路時，成就感是不言而喻的，看著出自自己手中的電路圖順利連通，滿足感油然而生。從一開始的了解元器件，到研究原理，再到一點一點的設(shè)計出電路圖，最后到實品的誕生，一步步走來也是很不容易。從這過程中我也學(xué)到了很多平時學(xué)不到的東西。在此次對于簡易密碼控制裝置的設(shè)計中，我了解了很多元器件的結(jié)構(gòu)和使用方法以及工作原理，也對元器件之間線路的排布有了新的心得體會，同時還鍛煉了獨自完成設(shè)計的工作能力和查閱大量資料來獲取最正確方式的習(xí)慣，這無疑對于我今后的學(xué)習(xí)和生活都是巨大的幫助。雖然這僅僅是一次短暫的開放實驗，但其中所包含的東西卻是對于我們今后的成長都是極其有意義的，無形中鍛煉了我們對于日后道路和前途選擇的態(tài)度和能力。因小見大，有時候我們覺得這個器件這個設(shè)計多么簡單，其實當(dāng)你親自動手去做時才發(fā)現(xiàn)，一切都和自己想的不一樣，一切都是那么畏首畏尾。無論做什么事情都是這樣，只有靜下心來一點一點做，一步步走，才能獲得最后的收益。在這一段時間，我發(fā)現(xiàn)了自己動手能力差，獨立思考問題能力不強(qiáng)的問題，經(jīng)常一個人動手時就會舉步維艱，遇到問題都不會大膽的去嘗試、去尋求答案，而是懷疑自己的想法。今后我也會逐漸克服自己的不足，經(jīng)常鍛煉自己獨立動手獨立思考獨立做事情的能力，培養(yǎng)一種大膽嘗試、從實踐中獲得收益的生活態(tài)度，只有這樣才能掌控生活，掌控人生的道路。一周的開放實驗已經(jīng)結(jié)束，不過我們的人生之路才剛剛開始，其實這都是相同的，都是在相熟中前進(jìn)，在已知與未知之間探索，在前人的道路上挖掘，但愿我們都可以收獲不一樣的自己，不一樣的人生。參考文獻(xiàn)1．康華光，電子技術(shù)基礎(chǔ)，高教出版社，2003。2．李銀華，電子線路設(shè)計指導(dǎo)，北京航空航天大學(xué)出版社，2005年6月。3.于曉平，數(shù)字電子技術(shù)，北京科學(xué)出版社，2004。4．何小艇，電子系統(tǒng)設(shè)計，浙江大學(xué)出版社，2001年6月。5．姚福安，電子電路設(shè)計與實踐，山東科學(xué)技術(shù)出版社，2001年10月。6．王澄非，電路與數(shù)字邏輯設(shè)計實踐，東南大學(xué)出版社，1999年10月。7.陳爾紹，電子控制電路控制，電子工業(yè)出版社，2004年11月8.高吉祥，電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗與開放實驗，北京電子工業(yè)出版社，2005。9．程勇，實例講解Multisim10電路仿真，人民郵電出版社，2010。10.郭振民，電子設(shè)計自動化EDA，中國水利水電出版社，2008。11．石磊，AltiumDesigner8.0中文版電路設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)教程，清華大學(xué)出版社，2009。12．邱關(guān)源，電路，2006年5月。13．胡翔駿，電路分析，2002年9月。14