电子技术综合实验课程设计-电子密码锁的设计4.docx

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1、华州也力去学课程设计（综合实验）报告（20132014年度第一学期）名称：电子技术综合实验题目：电子密码锁的设计院系:电气与电子工程学院班级：通信1103学号：UU210301学生姓名：XXX指导教师：XX设计周数：La成绩：日期：2014年1月3日目录设计任务书一、综合实验的目的与要求二、设计框图及电路系统概述三、各单元电路的设计方案及原理说明、参数计算四、调试过程及结果分析五、设计、安装及调试中的体会六、参考文献华，Ir电Q公管课程设计（综合实验）报告电子技术综合实验任务书一、目的与要求1 .目的1.1 综合实验是教学中必不可少的重要环节，通过综合实验巩固、深化和扩展学生的理论知识与初步的

2、专业技能，提高综合运用知识的能力，逐步增强实际工程训练。1.2 注重培养学生正确的设计思想，掌握综合实验的主要内容、步骤和方法。1. 3培养学生获取信息和综合处理信息的能力、文字和语言表达能力以及协作工作能力。2. 4提高学生运用所学的理论知识和技能解决实际问题的能力及其基本工程素质。2.要求2.1 能够根据设计任务和指标要求，综合运用电子技术课程中所学到的理论知识与实践技能独立完成一个设计课题。2. 2根据课题需要选择参考书籍，查阅手册、图表等有关文献资料。要求通过独立思考、深入钻研综合实验中所遇到的问题，培养自己分析、解决问题的能力。2. 3进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，掌握合理选用

3、的原则。2. 4学会电子电路的安装与调试技能，掌握常用仪器设备的正确使用方法。利用“观察、判断、实验、再判断”的基本方法，解决实验中出现的问题。2. 5学会撰写综合实验总结报告。2.6通过综合实验，逐步形成严肃认真、一丝不苟、实事求是的工作作风和科学态度，培养学生树立一定的生产观点、经济观点和全局观点。要求学生在设计过程中，坚持勤俭节约的原则，从现有条件出发，力争少损坏元件。3. 7在综合实验过程中，要做到爱护公物、遵守纪律、团结协作、注意安全。二、主要内容共有8个既有学习价值又有一定的实用性和趣味性的设计课题，学生根据自身情况自由选择其中之一。1 .移位寄存器型彩灯控制器2 .智力竞赛抢答器

4、3 .电子拔河游戏机4 .交通信号灯控制器5 .数字电子钟6 .电子密码锁7 .电子秒表8 .数字电子钟（硬件）三、进度计划序号设计（实验）内容完成时间备注1设计内容讲解、学习资料查找方法半天2发放材料、清点材料、熟悉各种元器件半天3查找资料、设计电路、绘制总体电路草图1天4电路组装并调试或在Multisim上绘制电路图、仿真并调试2天5验收、撰写实验报告1天四、设计（实验）成果要求L学生根据所选课题的任务、要求和条件进行总体方案的设计，通过论证与选择，确定总体方案；然后对方案中单元电路进行选择和设计计算；最后画出总体电路图。2 .预设计经指导教师审查通过后，学生即可向实验室领取所需元器件等材

5、料，在面包板上组装、调试电路，使之达到设计指标要求。3 .在MUltiSiIn软件平台上学生可直接设计、仿真和实现，直至达到设计要求。五、考核方式4 合以下指标评定综合实验总成绩：优、良、中、及格和不及格。1 .设计方案的正确性与合理性；2 .实验动手能力（安装工艺水平、调试中分析解决问题的能力以及创新精神等）；3 .总结报告；4 .答辩情况（课题的论述和回答问题的情况）；5 .设计过程中的学习态度、工作作风和科学精神。学生姓名：指导教师：2014年1月3日正文一、课程设计（综合实验）的目的与要求1 .本题要求用电子器件设计制作一个密码锁，使之在输入正确的代码时，输出开锁信号以推动执行机构动作

6、，并用红灯亮、绿灯灭表示关锁，而绿灯亮、红灯灭表示开锁。M在锁的控制电路中储存一个可修改的4位二进制代码作为密码，当输入代码和锁的密码相等时，进入开锁状态使锁打开。1.2每组密码输入后要通过确认信号才进入解锁控制器，第一组密码的确认信号之后的5秒内若未将锁打开，则电路进入自锁状态，使之无法再打开，并由扬声器发出持续20秒的报警信号。二、设计框图及电路系统概述1 .系统组成系统应包括输入开关电路、输入锁存电路、密码修改电路、密码存储电路、比较电路、定时电路、显示电路、音响电路等。通过所输入的密码与实际密码的比较，进行开锁、亮灯或报警等相关操作。2 .总体设计原理方框图如下所示。国开关电路密码修改

7、电路音响电路三.各单元电路的设计方案及原理说明、参数计算3.1该题的主要任务是产生一个开锁信号，而开锁信号的形成条件是输入代码和已设置的密码相同。实现这种功能的电路构思有多种。比如：用2片8位数据锁存器或2片4位寄存器，一片存入开锁的代码,另一片存入密码，通过比较的方法判断，若二者相等，则形成开锁信号。3.2在产生开锁信号后，要求输出光信号。光信号可以用开锁信号点亮LED指示灯。3.3用第一组密码的确认信号触发一个5s的定时器，若在5s内未将锁打开，则电路进入自锁状态，使之无法再打开，并由扬声器发出持续20s的报警信号。4 .系统主要电路模块4.1 密码修改储存比较电路密码修改存储主要采用了7

8、4LS194寄存器，UI为储存的是预置密码，U2储存的是用户所输入密码,电路用到的是当74LSI94的SI和S2端输入为1是的并行置数功能。74LS85为4位二进制数值比较器，当输入A和B相等时，输出端A=B输出为1,此时绿灯亮，红灯灭。原理图如下图1,在实验电路中反应如图2。U2174LS08N图24.2 五秒计时电路五秒计时电路主要采用了计数器74LS161,对5s定时电路来说，当输出为5时，QDQCQBQA为0101,欲使计数器停止，则需将时钟脉冲置为无效，因此可将QC和QA的高电平信号接出经过一个与非门再和时钟脉冲与非，则当输出为5时，芯片的时钟脉冲输入端始终为高电平，不再有脉冲，计数

9、器停止工作。实验原理图如图3,在电路中反应如图4。LOAD-CLRCLKrjliU19AI74LS00N7405NU7X4X3OU9AU4AU13A74LS12U18A74LS00N70Fz5VABCDOQQQQRcPTNNABCDWE74LS12NBUZZER900kHz74LS04NU12A澎LS08N*V3)70Hz4.3 .20秒计时电路对20定时电路来说，原理和5秒计时器类似，当输出为20时，片1为。100,片2为O(X)I.欲使计数器停止，则需将时钟脉冲置为无效，因此可将片I和片2的高电平信号接出经过一个与非门再和时钟脉冲与非，则当输出为20时，芯片的时钟脉冲输入端始终为高电平，不

10、再有脉冲，计数器停止工作。蜂鸣器不再工作。IO秒计时电路原理图如图5.1、5.2,在电路中20秒计时电路反应如图6.1、6.2图5.1普通计时器HEXjDRANGEVlj 70Hz 5V图5.2十进制20秒计时器IiiiicdeU21图6.116进制计数器DCD_HEXVCCOsvABCD0QQQQCRPTNNABCDEEABCDQQQQABCDYZPRCOENT-LOAD-CLRCl-K图6.210进制计时器5 .完整电路图功能综述：本电子密码锁通过输入四位密码，将输入与预置密码相比较，做出开锁并亮灯或是电路进入自锁状态并报警的相应反应。当输入与密码相等时，74LS85输出A=B为1,接在输

11、出端的绿灯亮，与其相反的红灯灭。第一次密码输入后，按确认键SPaCe触发5s计时器，开始计时；5s后，将输出反馈回输入端，使得U2的Clk端保持为1,而74LS194为上升沿有效，U2所以不能再输入。同时如果5内没有正确输入密码，将触发20秒定时器，蜂鸣器同时触发，发出报警声20s。运行工程中发现错误一一如果输入5秒后密码错误，该电路还能继续输入密码。当输入正确了20秒计时器将停止。改正：将输出反馈回输入端，使得U2的Clk端保持为1,而74LS194为上升沿有效，U2U22该电路将不会出现上述错误。即5秒后再次调整E也20计时器也不会停止。很好防止了胡乱输入密码的情况。三、调试过程及结果分析

12、调试过程中，先保持开关J9、J10.Jll断开，通过AO、Al、A2、A3设置密码。假设设置密码为1100,然后输入密码同时打开J9、J10、JIl触发5s计时器。U5显示预置密码12即C,U6显示输入密码1101,即d。这时明显密码错误，红灯亮。超过5秒后密码仍然错误则触发20秒计数器，并伴随蜂鸣器的提醒，20s后停止。在这20秒内及时改变输入密码也无济于事。即改变开关E使输入密码为IloO,20秒计时器也不会接受，蜂鸣器将继续工作。有效的防止猜测密码的行为。如图：U22如果由于电脑音响原因无法使蜂鸣器工作可以改由红灯代替提醒。即密码错误红灯将会和20秒计时器一同亮20秒后灭。四、设计、安装

13、及调试中的体会实验过程需要注意的地方：显示器对应引脚的连接，不能连错乱。74LS85N的输出端接A=Be74LS161N计时器一片只能计时15,所以必须采用2片级联的方式过程20秒计时器。74LS194N寄存器U2,即密码输入的CLK应该来至于红灯和5秒计时器的与。这样才能保证输入密码是在5秒内错误后，后面的输入电路不会做出反应。有效防止猜测密码的行为由于电脑原因，蜂鸣器可能听不见声音。可以采用红灯来测试是否正确。(6)U2,即密码输入端一开始不会显示密码，等5秒后显示，因为5秒内可以改变输入密码，5秒后不能。则显示最终输入密码。通过此次电子综合实验自己设计电子密码锁电路图，加深了对数电以及相

14、关知识的学习和理解。，这次要设计的是一个整体,即在运用器件设计某部分电路的时候还必须考虑它在整个电路中的作用，和其他局部一起为整个实验服务。所以在完成局部的设计之后，必须得把它融入整个电路当中发挥重用。从而必须的运用适当的与非门。在经过构思、电路成型、运行、调试及修改之后，最终电路能达到设计要求完成任务。在实验中还是遇到了很多的问题，比如在刚开始的设计的时候，我直接设计整个电路图，但是由于对整体电路的把握不好，出现了很多的错误。后来采用分模块来设计，最后再将各个模块连接起来的设计方法，最终实现了本次实验的设计要求。还有就是反馈端的设计，如果不是引入反馈端，则会形成一直测试密码的现象。所以通过引入反馈端控制五秒之后对U2一直是高电平，而74LS194N是上升沿有效，所以此时输入密码不会改变。再者就是，蜂鸣器的问题，开始以为电路错误，一直调试都没用。此时可以通过换用红灯代替从而测试电路是否错误。20秒计时器的设计也是难点之一。74LS161N只能计数15,所以必须通过级联才能完成20秒的计时。再者就是电路的连接要仔细，少有错误就会错误。通过这次电子综合实验，培养了我仔细、谨慎、坚持的习惯，在一次次的构思和查询当中，终于完成了实验。我想这