电子密码锁数字逻辑课设要点.doc

概述 本次课程设计主要设计一个在生活中运用广泛的数字电子密码锁。通过对课程的设计掌握电子系统的一般设计方法，掌握模拟IC器件的应用，培养综合应用所学知识来指导实践的能力，为接下来电子信息学习培养兴趣。本系统的设计思路为将整个系统分为密码输入，密码设置，密码比较，控制结果四个部分。主要的设计要求有： （1）有预先设定好的密码，该密码可以修改。 (2) 输入密码按确定键后，若密码正确则锁打开（此设计用发光二极管S表示锁，锁打开就是点亮发光二极管S）；若密码不正确则电路发出报警信号（用放光二级管J，报警就是点亮放光二级管J）。任意输入密码而不按确定键的话电路不会有反应。 （3）任意输入密码而不按确定键的话电路不会有反应。 （4）打开的持续时间为10秒，警报持续时间也为10秒，即按下确定键到松开后10秒，按住确定键不放的话一直打开或者报警。 本设计报告主要由原理图的设计，分解单元的设计，连接与调试和Multisim图的正确设置和接线组成。本系统已经可以粗略模拟在生活中已经广泛运用的数字密码锁的大概功能，例如ATM机，数字防盗门，数字密码锁都能通过本设计实现，所以本课设具有极强的实际意义。方法设计 1.数字电子密码锁原理框图 图 1原理框图 本次设计采用图1所示的程序框图的设计思路，利用74LS138形成三输入八输出的密码输入，同时由555定时器构成单稳态触发器产生触发信号触发开锁或者报警，个设计方案不但便于制作，电路的价格比较低廉，采取的电路结构也简单易读，而且可移植性高，能够适用于多种设备及系统，便于投入实际生产。 电路设计 3.1 本次电路设计主要包含用了密码输入的74LS138 3线-8线译码器，用去验证密码的D触发器，和用于10秒计时的555单稳态计时器，还有一些逻辑关系来调节发光二极管。 3.2 密码输入及验证电路 此模块主要是用输入键盘和74LS138实现，输入键盘为六个逻辑开关;74LS138为3线-8线译码器,它的真值表如表1 表 1 74LS138真值表 输入 输出 G1 ~G2A+~G2B C B A Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 由表1 可知每个输出端为0时都有唯一的输入码，所以可以把G1 ~G2A ~G2B C B A作为密码输入端，与输入键盘相连,共有26=64种输入情况。Y0—Y7只需要选择其中一端作为密码验证信号输出就行了。有8个选择，也就是修改密码时，只有8个不同的固定密码可以选。电路连接图如图2。 图2 密码输入连接图 密码和密码选择端对应表如表2 表2 密码选择端真值表 密码设定端的连接 密码 Y0 100000 Y1 100001 Y2 100010 Y3 100011 Y4 100100 Y5 100101 Y6 100110 Y7 100111 3.3密码修改及输出锁定 此模块用的是九逻辑开关以及D触发器74LS175。其电路连接如图3。 图3 逻辑开关电路连接图 该模块是预先选择密码，即译码器的8个输出端口分别连接到逻辑开关8个接口上面，这样就可以实现选择密码的功能，但是密码只有固定的8种。然后D触发器再把密码验证模块送来的验证结果存住。在按下确定键时，单稳态触发器送过来的上升沿使触发器做出反应。 D触发器真值表如表3。 表3 D触发器真值表 输入 输出 CLK D Q 0 0 1 1 X 保持 3.4计时部分 此模块选用555电路单稳态的一种变形。由555定时器组成的单稳态触发器如图4所示。 图4 单稳态触发器连接图 由公式 Tx≈1.1R1C2 可以算得，为了是开锁和报警时间维持10秒左右，令R1 =1M欧，C2 =10uF。而对于LED连接的电阻，为了使LED能正常发光，可以