數(shù)字邏輯電路課設電子密碼鎖電路

千里之行，始于足下。第2頁/共2頁精品文檔推薦數(shù)字邏輯電路課設電子密碼鎖電路名目

1課題背景

目的意義

隨著電子工業(yè)的進展，數(shù)字電子技術(shù)差不多深入到了人們?nèi)兆拥母鱾€層面，而且各種各樣的電子產(chǎn)品也正在日新月異地向著高精尖技術(shù)進展。由于電子產(chǎn)品的功能別斷增加，使用也越來越方便，有點產(chǎn)品差不多成為了人們?nèi)粘Ｈ兆又袆e可缺少的必備物品。進展歷史悠久的機械式門鎖，因其功能單一，安全性能較差等缺點，必將被新一代的電子門鎖所代替。新穎的多功能電子門鎖，集電子門鎖、防盜報警器，門鈴等功能于一身，而且還具有定時器召喚，斷電自動報知，顯示屋內(nèi)有無人和自動留言等諸多附加功能。在將來的日子中，數(shù)字密碼鎖必將在學領(lǐng)域再創(chuàng)新的成績，將給我們的日子帶來更大的便利，前景別可估量。

基本理論基礎

TTL門電路基礎芯片為基本，經(jīng)過芯片間功能的組合，可實現(xiàn)各種有用的功能。本實驗要緊用與非門電路元件芯片實現(xiàn)試驗目的。并自擬以下兩種方案。

2方案比較與挑選

方案一

方案一如圖所示。

圖方案一

由4個單刀雙擲開關(guān)構(gòu)成密碼開關(guān)，用戶能夠經(jīng)過操縱開關(guān)來操縱A、B、C、D四個輸入端的電平的高低，進而操縱輸出電平的高低以及報警信號的工作。當輸入端與設置的密碼相符時，則輸出為高電平，二極管亮，否則輸出為低電平，同時發(fā)出報警，即蜂鳴器發(fā)出響聲，至此完成電路的設計。

方案二

方案二如圖所示。

圖方案二

用4個異或門連接輸入端，并分不于反相器連接，再相與。當輸入密碼與設置密碼相并且，電路輸出為高電平，發(fā)光二極管別亮，當輸入密碼與設置密碼別相并且，電路輸出為低電平，發(fā)出報警，發(fā)光二極管亮。至此完成電路的設計。

方案挑選

兩種方案都充分用到了門電路及數(shù)字電子技術(shù)課程上所學的知識。兩種方案都需要74LS00、74LS04、74LS20三種門電路芯片，可有實驗室供應設備。另外也并且具備LED及揚聲器報警之類的報警電路。

但由于方案二中需要的異或門連接輸入端與XCR_2反相器較一相比過于復雜而又難以搜集元件。雖方案一中需要4只單刀雙擲開關(guān)，但能夠用導線的斷連暫時代替雙擲的效果。最后決定使用方案一舉行實驗。

3組合邏輯電路

組合邏輯電路是用各種門電路組成的，用于實現(xiàn)某種組合邏輯功能的復雜邏輯電路。組合邏輯電路在邏輯功能上的特點是任意時間的輸出僅僅取決于該時間

的輸入，與電路原來的狀態(tài)無關(guān)。所以，組合邏輯電路在電路結(jié)構(gòu)上的特點是：輸出與輸入之間普通沒有反饋賄賂；電路中沒有經(jīng)歷單元；當輸入信號的狀態(tài)組合改變時，輸出狀態(tài)也隨著改變。

組合邏輯電路的功能以邏輯圖、邏輯表達式、真值表等形式舉行描述。邏輯圖是描述實現(xiàn)邏輯功能的電路結(jié)構(gòu)，但對功能的描述別夠直觀；邏輯表達式和真值表可以直觀、明顯的描述邏輯功能，因此舉行邏輯電路分析和邏輯咨詢題的實際電路設計時，通常使用列出真值表分析邏輯電路的邏輯功能，或者列出真值表分析實際邏輯咨詢題的邏輯關(guān)系，并從真值表得出邏輯命題的函數(shù)表達式，設計實現(xiàn)邏輯命題的邏輯電路。

組合邏輯電路的分析辦法

組合邏輯電路的分析，算是找出給定邏輯電路輸出和輸入之間的邏輯關(guān)系，從而了解給定邏輯電路的邏輯功能。組合邏輯電路的分析辦法通常采納代數(shù)法，分析過程普通按下列步驟舉行：

（1）依照給定組合邏輯電路的邏輯圖，以每個門電路的輸入端輸入信號為自變量，寫出各種邏輯門輸出端的邏輯表達式，關(guān)于中間變量最好在寫出表達式的并且化簡，以免積存到最終。

（2）化簡總輸出端的邏輯表達式。

（3）列出真值表。

（4）從邏輯函數(shù)表達式或真值表，分析出給定組合邏輯電路的邏輯功能。

組合邏輯電路的設計

關(guān)于第一具邏輯表達工式或邏輯電路，其真值表能夠是惟一的，但其對應的邏輯電路或邏輯表達式也許有多種實現(xiàn)形式，因此，一具特定的邏輯咨詢題，其對應的真值表是惟一的，但實現(xiàn)它的邏輯電路是多種多樣的。在實際設計工作中，假如由于某些緣故無法獲得某些門電路，能夠經(jīng)過變換邏輯表達式變電路，從而能使用其他器件來代替該器件。并且，為了使邏輯電路的設計更簡潔，經(jīng)過各辦法對邏輯表達式舉行化簡是必要的。組合電路可用一組邏輯表達式來描述。設計組合電路直算是實現(xiàn)邏輯表達式。要求在滿腳邏輯功能和技術(shù)要求基礎上，力求使電路簡單、經(jīng)濟、可靠、實現(xiàn)組合邏輯函數(shù)的途徑是多種多樣的，可采納基本門電路，也可采納中、大規(guī)模集成電路。

組合邏輯電路的設計普通可按以下步驟舉行:

（1）邏輯抽象。將文字描述的邏輯命題轉(zhuǎn)換成真值表叫邏輯抽象。首先要分析邏輯命題，確定輸入、輸出變量；然后用二值邏輯的0、1兩種狀態(tài)分不對輸入、輸出變量舉行邏輯賦值，即確定0、1的具體含義；最終依照輸出與輸入之間的邏輯關(guān)系列出真值表。

（2）挑選器件類型。依照命題的要求和器件的功能及其資源事情決定采納哪種器件。

（3）依照真值表和選用邏輯器件的類型，寫出相應的邏輯函數(shù)表達式。

（4）依照邏輯函數(shù)表達式及選用的邏輯器件畫出邏輯電路圖。

實際設計時，還要舉行生產(chǎn)工藝設計，包括舉行生產(chǎn)工藝設計，包括器件安裝機箱、電源、操縱開關(guān)、輸入開關(guān)、相關(guān)顯示電路、外觀布置、生產(chǎn)工藝等的設計。

4TTL與非門電路

全稱Transistor-TransistorLogic,即BJT-BJT邏輯門電路，是數(shù)字電子技術(shù)中常用的一種邏輯門電路，應用較早，技術(shù)已比較成熟。TTL要緊有BJT（BipolarJunctionTransistor即雙極結(jié)型晶體管，晶體三極管）和電阻構(gòu)成，具有速度快的特點。最早的TTL門電路是74系列，后來浮現(xiàn)了74H系列，74L系列，74LS,74AS,74ALS等系列。

TTL電平信號被利用的最多是因為通常數(shù)據(jù)表示采納二進制規(guī)定，+5V等價于邏輯“1”，0V等價于邏輯“0”，這被稱做TTL（晶體管-晶體管邏輯電平）信號系統(tǒng)，這是計算機處理器操縱的設備內(nèi)部各部分之間通信的標準技術(shù)。

TTL電平信號關(guān)于計算機處理器操縱的設備內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸是非常理想的，首先計算機處理器操縱的設備內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸關(guān)于電源的要求別高以及熱損耗也較低，另外TTL電平信號直截了當與集成電路連接而別需要價格昂貴的線路驅(qū)動器以及接收器電路；再者，計算機處理器操縱的設備內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸是在高速下舉行的，而TTL接口的操作恰能滿腳那個要求。TTL型通信大多數(shù)事情下，是采納并行數(shù)據(jù)傳輸方式，而并行數(shù)據(jù)傳輸關(guān)于超過10英尺的距離就別適合了。這是由于可靠性和成本兩面的緣故。因為在并行接口中存在著偏相和別對稱的咨詢題，這些咨詢題對可靠性均有妨礙。

基本TTL反相器別難改變成為多輸入端的與非門。它的要緊特點是在電路的輸入端采納了多發(fā)射極的BJT。

下圖是采納多發(fā)射極BJT用作2輸入端TTL與非門的輸入器件的一具實例。

當任一輸入端為低電平常，T

1的發(fā)射結(jié)將正向偏置而導通，T

2

將截止。結(jié)果

將導致輸出為高電平。惟獨當全部輸入端為高電平常，T

1

將轉(zhuǎn)入倒置放大狀態(tài)，

T2和T

3

均飽和，輸出為低電平。

圖TTL二輸入與非門

當任一輸入端為低電平常，T

1

的發(fā)射結(jié)將正向偏置而導通，T

2

將截止。結(jié)

果將導致輸出為高電平。惟獨當全部輸入端為高電平常，T

1

將轉(zhuǎn)入倒置放大狀態(tài)，

T2和T

3

均飽和，輸出為低電平。

74LS00芯片引足圖及功能表

74LS00是一具4個二輸入與非門芯片，其引足圖如下：

圖74LS00的引足圖其功能表如表

表74LS00的真值表

74LS20芯片引足圖及功能表

74LS20是一具四輸入與非門，其引足圖如圖：

圖74LS20的引足圖其真值表如表

表74LS20的真值表

5電路原理圖

圖電路原理圖

圖中，U1、U2為與非門，U3為非門，D1為發(fā)光二極管。當輸出密碼與設置密碼相并且，U2輸出端為低電平，輸出為高電平1，發(fā)光二極管別亮。當輸出密碼與設置的密碼別相并且，U2輸出端為高電平，則電路的輸出為低電平，并且發(fā)出報警，發(fā)光二極管亮。

當輸入密碼為1010時，輸出為1，報警燈別亮。得到的結(jié)果與設計要求一模一樣。

當輸入的密碼與設置的密碼別相并且，輸出為0，發(fā)光二極管亮，與設計要求也相同。講明設計的電路是正確的。

6總結(jié)與心得

以上為我們所設計的電子密碼鎖電路，它通過多次修改和整理，以是一具比較別錯的設計，能夠滿腳人們的基本要求，但因為水平有限，此電路中也存在一定的咨詢題，譬如講電路的密碼別能遺忘，一旦遺忘，就非常難打開，這能夠經(jīng)過增加電路解決，但過于復雜，本次設計未其中；而且此次實驗并未加入備用電源部分，在實際應用中若浮現(xiàn)停電斷電事情則啟動備用電源以接著實現(xiàn)密碼鎖功能。

電路密碼惟獨16種可供修改，但由于他人別懂密碼的位數(shù)，而且還要求在規(guī)定的時刻內(nèi)按一定的順序開鎖，因此他人開鎖的幾率非常??；電路中未加顯示電路，但可經(jīng)過其它數(shù)字模塊實現(xiàn)這一功能。這需要一段時刻的進一步改進，假如有好的意見，希翼老師給以支持。

經(jīng)過這幾天的學習，我感受有非常大的收獲：首先，經(jīng)過學習使自個兒對課本上的知識能夠應用于實際，使的理論與實際相結(jié)合，加深自個兒對課本知識的更好明白，并且實習也段練了我個人的動手能力：可以充分利用圖書館去查閱資料，增加了許多課本以外的知識。對我們學生來講，理論與實際同樣重要，這是我們往后在工作中講明自個兒能力的一具重要標準。

經(jīng)過對各元器件的引足功能、真值表的分析、并設計其原理圖，且利用電子電路計算機舉行仿真使得學習研究電子技術(shù)變得更加簡單、直觀，學習效果進一步提高，帶動了學習的積極性。

經(jīng)過學習使自個兒對課本上的知識可以應用于實際，使得理論與實際相結(jié)合，加深了對課本上知識的明白，并可以利用到圖書館查閱資料，增加了許多課本以外的知識，且實習也鍛煉了我個人的動手能力，經(jīng)過書寫電子密碼鎖論文并且也鍛煉了我的文字表達能力。

在設計過程中，我感覺到了老師對學生的那種悔人別卷的精神，每天的固定時刻，老師都來給我們指導，使我們少走彎路，順利完成實習任務，請允許我向你們致意崇高的敬意，謝謝你們，老師！

參考文獻

[1]伍時和