X
X
X
L
H
L
A3=B3
A2=B2
A1=B1
A0=B0
H
L
L
H
L
L
A3=B3
A2=B2
A1=B1
A0=B0
L
H
L
L
H
L
A3=B3
A2=B2
A1=B1
A0=B0
X
X
H
L
L
H
A3=B3
A2=B2
A1=B1
A0=B0
H
H
L
L
L
L
A3=B3
A2=B2
A1=B1
A0=B0
L
L
L
H
H
L
图74HC85（4位数值比较器）引脚图
3.3电路设计
图密码计数电路、系统复位组合电路
密码计数电路及系统复位组合电路如上图所示，该组合电路由1片74LS90D芯片、1个逻辑异或门、2个逻辑非门、3个逻辑与门、直流5V电源、1个单刀双掷开关、1K电阻等组成。
该组合电路通过逻辑器件组合能够实现操纵数字密码锁输入电源，指示灯显示等功能。
功能实现原理：
按上图所示接好电路。
当开关J15闭合接逻辑与门U28A后电路开始工作，（注：
14引脚接复位开关“9”，U31A输出端接系统工作电源），当复位开关“9”闭合一次，那么74LS90D芯片计数一次，输出端引脚八、9经逻辑与门和开关J15反馈回芯片引脚二、3。
当复位开关“9”闭合4次时，经逻辑与门U26A、U29A，和逻辑非门U27A、U30A、使系统锁闭灯（黄灯）亮，并通过逻辑异或门U31A使电源输出断开，即异或门U31A输出端现在输出低电平，系统被锁闭。
系统解锁那么需要通过开关J15接高电平。
附：
逻辑门“与门”、“非门”、“异或门”、图示及真值表如下：
图逻辑与门图逻辑非门图逻辑异或门
表6逻辑与门真值表
输入
输出
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
表7逻辑非门真值表
输入
输出
0
1
1
0
表8逻辑异或门真值表
输入
输出
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
0
图由1片74HC374芯片和2片74HC85芯片组成的锁存电路、比较电路
锁存电路由1片74HC374N芯片及输入电路组成，比较电路由74HC374芯片的输出及2片74HC85芯片组成，2片74HC85AD芯片之间串联，比较后输出后，通过指示灯显示。
74HC374芯片输入引脚3、4、7、八、13、14、17、18别离接密码锁输入数字（0--8），引脚1接开关J9,（当J9接低电平常，74HC374芯片开始工作，接高电平那么锁存初态Qn），74HC374芯片为低电平触发有效芯片，因此引脚11接瞬时接通断开开关J10,当需要74HC374芯片工作时，闭合开关J10一次。
74HC374芯片的输出按图示接74HC85的相应引脚，通过两个74HC85芯片的级联，比较后输出，再经逻辑或门输出后显示.
图2片74HC85芯片组成的比较电路
比较电路由两片74HC85芯片，1个逻辑或门，2个指示灯（数字密码锁锁闭指示灯（红灯），数字密码锁开锁指示灯（绿灯）），1个单刀单掷开关，1个直流5V电源，1个1K电阻组成。
74HC85芯片（U2）的输入引脚1五、13、1二、10接74HC374芯片输出引脚二、五、六、9。
74HC85芯片（U3）的输入引脚1五、13、1二、10接74HC374芯片输出引脚1二、1五、1六、19。
两74HC85芯片级联，74HC85（U2）的输入引脚4、3、2别离接74HC85芯片（U3）的输出引脚五、六、7.，且74HC85芯片（U3）的输入引脚必需通过开关J13接高电平。
最后，通过逻辑与门、指示灯显示比较结果。
图数码管显示及指示灯电路，输入、改密、复位电路
输入、改密、复位电路、数码管显示及指示灯电路由2个逻辑非门，9个逻辑异或门，10个单刀双掷开关、1个瞬时接通断开开关、1个状态指示灯、2个5V直流电源，11个1K电阻组成。
开关J15—J22代表密码数字（0—8），它们的闭合和断开代表密码的正确或错误，通过它们的闭合、断开达到开锁或锁闭数字锁及改密码的功能，显示电路那么由逻辑异或门操纵显示，开关J23操纵电路，使数字密码锁维持锁闭或打开状态，开关J24那么达到辅助复位的功能，J14开关为确认开关，操纵74HC374芯片的工作的时钟脉冲输入及状态指示灯（蓝灯）的闪烁。
图8位数字密码锁总电路图
4、电路功能实现原理要求：
系统初始状态调试
系统电源接通后，第一个数码管显示“A”,如图所示，（假设数码管显示“A”,且系统锁闭灯（黄灯）亮，则按两次系统复位键“A”，锁即可打开；）其余数码管均无显示，按下系统复位键“A”键后（即开关J11电阻R12、开关J12接电阻R11、开关J13A断开），那么现在数码管依次显示“AEDCBA987”；如下图。
再次按下系统复位键“A”（现在开关J11接地、开关J12接逻辑与门U17A输出端、开关J13A闭合），现在数码管依次显示“A00000000”；如下图。
两次按系统复位键“A”时，系统状态灯（蓝灯）常亮，数字密码锁锁闭指示灯（红灯）常亮，说明现在数字密码锁处于锁闭状态，系统已进入工作状态。
图
图
图图系统初始状态调试仿真图
4.2输入原始密码打开数字密码锁
在9个数码管依次显示“A00000000”后，输入原始密码（“”），按下确认键“0”键（即电路中开关J10刹时闭合后断开），状态指示灯（蓝灯）闪烁一次，锁闭指示灯（红灯）状态不变，数码管依次显示“A”；如下图。
再次输入原始密码“”，按下确认键后，状态灯（蓝灯）闪烁一次，数码管依次显示“A00000000”，开锁指示灯（绿灯）常亮，锁闭指示灯（红灯）熄灭，数字密码锁被打开。
如下图。
图
图图输入原始密码打开数字密码锁仿真图
4.3维持开锁状态
开锁后，数码管依次显示“A00000000”，开锁指示灯（绿灯）常亮，锁闭指示灯（红灯）熄灭。
当按下复位键“9”（电路中为开关“J9”闭合）后，数码管依次显示“000000000”（九个“0”），开锁指示灯（绿灯）、状态灯指示灯（蓝灯）两灯均维持常亮不变。
如下图。
此刻芯片“74LS90D”计数“1”，假设现在输入任意密码（位数不限,数字必需为“1—8”）后，按下确认键“0”键，状态灯指示灯（蓝灯）闪烁一次，现在数码管将显示按下的数字，开锁指示灯（绿灯）仍然常亮，表示锁仍然处于开锁状态。
例如：
按下数字“1358”，状态灯指示灯（蓝灯）闪烁一次，开锁指示灯（绿灯）仍然常亮，数码管依次显示“0”。
如下图。
图
图图维持开锁状态仿真图
4.4开锁状态解除
方式：
按下复位键“9”（电路中为开关J9闭合），并按下数码管上显示的非0数字后，数码管依次显示“A00000000”，开锁指示灯（绿灯）熄灭，锁闭指示灯（红灯）常亮，表示现在数字锁处于锁闭状态，如下图按下确认键“0”键后，数码管显示不变（仍是“A00000000”），开锁指示灯（绿灯）常亮，锁闭指示灯（红灯）熄灭，表示现在数字锁处于开锁状态。
图但注意：
现在芯片“74LS90D”再次计数一个“1”（即每次按下复位键“9”后，计数器计数一次）。
图
图图开锁状态解除仿真图
4.5数字密码锁的密码更改
在开锁状态下，数码管依次显示“A00000000”），开锁指示灯（绿灯）常亮，锁闭指示灯（红灯）熄灭，状态指示灯（蓝灯）常亮，如下图。
现在，输入你想要改的密码（如:
1357）,注意：
密码的组合方式不止以上一种，只若是数字1,3,5,7的组合都能够。
（例如：
5731，1357,5137均为能够），输入密码后，锁指示灯（绿灯）常亮，锁闭指示灯（红灯）熄灭，状态指示灯（蓝灯）常亮，如下图，按下确认键“0”后，锁指示灯（绿灯）熄灭，锁闭指示灯（红灯）常亮，状态指示灯（蓝灯）常亮，表示密码已经更改成功，如下图。
在闭锁状态下，改密方式一样，只是先按下上一次的密码，使数码管依次显示“A00000000”）后，即可更改密码。
图
图图数字密码锁的密码更改
4.6开锁及闭锁状态下，系统锁闭的条件及解除方式
当计数器计数四次时：
状态灯指示灯（蓝灯）常亮、开锁指示灯（绿灯）常亮【开锁状态下】或锁闭指示灯（红灯）常亮【闭锁状态下】、系统锁闭灯（黄灯）常亮、数码管依次显示“A00000000”，说明系统被锁定，现在输入任何数字“0—8”均无效。
别离如图及图所示
假设按下系统复位键“A”并按下确认键“0”后，数码管显示无序数字或字母【假设系统被锁定后未按任何数字0—8，那么数码管依次显示“AEDCBA987”，如图（a）所示。
且锁闭指示灯（红灯）熄灭（开锁状态下）；闭锁状态下，数码管依次显示“AFFFFFFFF”且锁闭指示灯（红灯）常亮，如图（a）】，状态灯指示灯（蓝灯）常亮，锁闭指示灯（红灯）闪烁一下（闭锁状态下不闪烁）。
【假设系统被锁定后按下了数字0—8其中或全数（例如按下一、3、4、5），那么数码管依次显示“AEFCBAFFF”,锁闭指示灯（红灯）常亮，状态灯指示灯（蓝灯）常亮，如图（b）所示，】系统锁闭灯（黄灯）熄灭，说明数字锁处于闭锁且复位初状态。
假设再次按下系统复位键“A”，并按下相应数字键（即保证数码管依次显示“A00000000”），再按确认键“0”键后，开锁指示灯（绿灯）常亮，状态灯指示灯（蓝灯）常亮，表示系统电路恢复正常，如下图。
现在，系统回归原始状态，密码为原始密码“”。
注意：
由于仿真时电路处于运行状态，不仿真时电路处于断电状态，且各芯片保留了逻辑状态，因此运用Multisim设计软件仿真终止后，请保证现在开关J11接地、开关J12接逻辑与门U17A输出端、开关J13A闭合，开关J1-J9全数闭合，并保证数字密码锁处于开锁状态（未显现开锁状态时，能够通过按系统复位键“A”使其处于开锁状态。
）如下图。
图
图
图（a）
图（b）
图（a）
图图开锁、闭锁状态系下，系统锁闭的条件及解除方式
数码管显示仿真图
图
5、要紧仪器与设备
数字电路实验箱或Multisim设计软件
集成电路74HC374—1片，74HC85—2片，74LS90D—1片，逻辑非门4个，逻辑与门3个，逻辑或门2个，逻辑异或门10个，
显示器件蓝灯1只红灯1只绿灯1只黄灯1只
电阻1KΩ—12只，单刀双掷开关11个，单刀单掷开关1个，瞬时接通断开开关1个
其它5V直流电源3个，导线假设干
6、设计体会与建议
设计体会
以上为我所设计的8位电子密码锁电路及仿真演示，尽管通过我多次的修改和整理,但由于水平有限,该电路中可能还存在需要改良的地址。
通过这次对8位数字密码锁的设计与电路的仿真实践，让我学到了关于设计简单有效电路的程序，也让我学到了关于密码器的大体原理与设计理念。
通过这次电子密码锁电路设计，让我对部份电路有了可能的了解，也让我对这门课程产生了浓厚的爱好。
这次课程设计后，我感觉收成专门大。
因为我不仅明白了，实际动手能力关于把握好电子技术基础这门课程的重要性，也加深了自己对讲义知识的明白得和把握。
同时，这次课程设计我还增加了许多讲义之外的知识，熟悉了Multisim仿真软件的相关操作，真正达到了学以致用的目的。
最后，我衷心感谢教师的指导和同窗的帮忙和支持，谢谢！
对设计的建议
我希望教师在咱们动手设计之前，教师能多提供咱们一些关于所设计电路的参考资料和原理，和如何检测电路的方式，并提供更多的答疑时刻。
参考文献
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高等教育出版社，2006年
[2]金唯香谢玉梅等编.电子测试技术.长沙：
湖南大学出版社，2020年
[3]张庆双等全新有效电路集萃编辑.北京：
机械工业出版社，2006年
[4]赵春华张学军Multisim9电子技术基础仿真实验.北京：
机械工业出版社2020年
[5]王彩君/杨睿数字电路实验国防工业出版社2006年7月
[6]王建新/姜萍电子线路实践教程科学出版社2003年9月
[7]顾德仁/万栋义脉冲与数字电路高等教育出版社1985年7月
[8]刘建成电子线路实验教程北京气象出版社2004年1月
[9]韩克电子技术与EDA技术广州暨南大学出版社2004年4月
[10]李银华电子线路设计指导北京航空航天大学出版社2005年
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