数电课程设计二进制密码锁的设计.docx

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数电课程设计二进制密码锁的设计

长沙学院

数电课程设计说明书

题目

二进制密码锁的设计

系（部）

电子与通信工程系

专业（班级）

通信工程

姓名

XXX

学号

XXXXXX

指导教师

陈希

起止日期

5月28号-6月1号

2010级通信工程专业课程设计任务书（课题九）

系（部）：

电子与通信工程系专业：

通信工程

学生姓名

XXX

同组者

无

指导教师

陈希

课题名称

二进制密码锁的设计

设计要求及设计参数

（1）课题内容：

①．设计一个8位并行二进制密码锁，密码内容可通过开关进行设置。

②．设置8位输入按键，当不进行任何按键时，数码管显示“0”；当按键值与预置的密码完全符合时，数码管显示“R”，开锁状态LED灯亮；当按键值与预置密码不符合时，数码管显示“E”，开锁状态LED灯灭。

③．系统可设置一个使能输入端，当使能端为高电平时，密码锁能正常工作，反之，密码锁按键无效，数码管灭,开锁状态LED灯灭。

。

（2）主要任务：

完成该系统的硬件设计，调试好后并能通过仿真，最后就课程设计本身提交一篇课程设计说明书。

设计工作量

一周：

1、查找资料，根据要求的格式并结合所查资料写出理论设计方案的全过程，实验操作的步骤、数据以及结论。

2、学习使用MultiSim软件，利用MultiSim画出原理图并进行仿真。

3、学习使用Protel软件，利用Protel完成原理图绘制。

进度安排

起止日期

工作内容

备注

5月28号8:

00-5:

30

Multisim仿真

5月29号8:

00-5:

30

Multisim仿真

5月30号8:

00-5:

30

及PROTEL原理图的绘制

5月31号8:

00-5:

30

及PROTEL原理图的绘制

6月1号8:

00-5:

30

答辩

主要参考资料

1．康华光．电子技术基础数字部分（第五版）

2．康华光．电子技术基础模拟部分（第五版）

3．杨欣王玉凤刘湘黔．电路设计与仿真——基于Multisim9与protel99

4．标准集成电路数据手册TTL电路（增补本）

指导教师签名

年月日

系（部）主管领导意见

年月日

答辩评委老师

年月日

教研室

意见

年月日

摘要4

1、二进制密码锁的设计电路的设计方案5

1.1设计任务与要求5

1.2设计思路与原理5

1.3单元电路设计与参数计算7

1.3.1输入密码﹑预设密码输入单元：

7

1.3.2数字比较单元：

8

1.3.3R﹑E﹑发光二极管显示单元：

8

1.3.4使能端单元：

9

1.3.5置0单元：

10

2、Multisim仿真及PROTEL原理图的绘制10

3、设计缺陷12

4﹑总结与体会13

参考文献：

14

二进制密码锁的设计

摘要

数字密码锁是通过输入密码预设密码进行数值比较，如果密码一致，则锁被打开，否则不能打开。

本方案的以以上原理为基础，通过一些门电路的辅助，实现了实验要求的功能的功能。

关键字：

数字密码锁

1、二进制密码锁的设计电路的设计方案

1.1设计任务与要求

（1）课题内容：

①．设计一个8位并行二进制密码锁，密码内容可通过开关进行设置。

②．设置8位输入按键，当不进行任何按键时，数码管显示“0”；当按键值与预置的密码完全符合时，数码管显示“R”，开锁状态LED灯亮；当按键值与预置密码不符合时，数码管显示“E”，开锁状态LED灯灭。

③．系统可设置一个使能输入端，当使能端为高电平时，密码锁能正常工作，反之，密码锁按键无效，数码管灭,开锁状态LED灯灭。

。

（2）主要任务：

完成该系统的硬件设计，调试好后并能通过仿真，最后就课程设计本身提交一篇课程设计说明书。

1.2设计思路与原理

通过每组八个的两组开关分别组成“输入密码”和“预设密码”，然后通过数值比较器，当比较相同时数码管输出字母R，当比较不同时数码管输出字母E，当不进行任何输入时数码管出0（由于一旦电路搭建完成，无论组成密码输入和密码预设的两组开关是处于闭合还是断开状态，都进行了输入，即：

断开输入为高电平1，断开输入为低电平0，所以本实验通过外接电路模块来实现“当不进行任何输入数码管为0的功能”即：

外接模块开关处于状态一时：

无论输入密码和预设密码是什么，数码管均显示为0，当外接模块开关处于状态二时：

数码管能进行正常的R，E转换）。

另外，设计中还设有一个使能端，使能端为高电平时数码管和发光二级管工作，使能端为低电平时，都熄灭。

另外，应当注意的是数码管的7个输入引脚要接电阻，如果不接电阻，当使能端从高电平拨至低电平，即：

数码管从有显示到无显示时会闪烁，而不能完全熄灭。

图1.1数字密码锁框图

图1.274HC85引脚图

图1.3引脚端符号说明

图1.474HC85引脚极限值

图1.574HC85功能表

1.3单元电路设计与参数计算

1.3.1输入密码﹑预设密码输入单元：

单元说明：

用两组开关组成八位二进制密码。

当开关处于断开状态时为逻辑电平1，当开关处于闭合状态时为逻辑电平0。

图1.6输入密码﹑预设密码输入单元电路图

表1.1输入密码及预设密码输入单元元件清单

元件序号

型号

主要参数

数量

备注

S1~S8

无

无

8

开关

S11~S18

无

无

8

开关

1.3.2数字比较单元：

单元说明：

一片74HC85芯片只能比较四位二进制数，这里用两片74HC85串联级联的方式组成八位二进制数值比较器。

低位片的3脚接高电平，2﹑4脚接低电平，即：

JP1的3脚接高电平，2﹑4脚接低电平。

图1.7数字比较单元电路图

表1.2数字比较单元元件清单

元件序号

型号

主要参数

数量

备注

JP1~JP2

74HC85

5V

2

组成八位二进制数值比较器

1.3.3R﹑E﹑发光二极管显示单元：

单元说明：

用一些逻辑与非门﹑非门﹑开关﹑电阻﹑与门﹑发光二极管组成。

图1.8R﹑E﹑发光二极管显示单元电路

表1.3R﹑E﹑发光二极管显示单元元件清单

元件序号

型号

主要参数

数量

备注

U6﹑U7﹑U9

无

无

3

二输入端与门

U1﹑U3﹑U4

无

无

3

非门

U5

无

无

1

异或门

F1—F7

无

330欧

7

电阻

U8

无

无

1

而输入端与非门

DS1

无

无

1

七段显示器

D1

无

无

1

发光二级管

1.3.4使能端单元：

单元说明：

当使能端处在高电平时七段显示器和发光二极管工作，低电平时七段显示器和发光二极管不工作。

此模块应该特别注意七段显示器的7个输入端都要接330欧的电阻，防止使能端拨至低电平时七段显示器闪烁。

图1.9使能端单元电路图

表1.4使能端单元元件清单

元件序号

型号

主要参数

数量

备注

U9

无

无

1

二输入端与门

U3

无

无

1

非门

F8﹑F10

无

330欧

2

电阻

1.3.5置0单元：

单元说明：

由于一旦电路搭建完成，无论组成密码输入和密码预设的两组开关是处于闭合还是断开状态，都进行了输入，即：

断开输入为高电平1，断开输入为低电平0，所以本实验通过外接电路模块来实现“当不进行任何输入数码管为0的功能”即：

外接模块开关处于状态一时：

无论输入密码和预设密码是什么，数码管均显示为0，当外接模块开关处于状态二时：

数码管能进行正常的R，E转换。

图1.10置0单元电路图

表1.5置0单元元件清单

元件序号

型号

主要参数

数量

备注

U2、U10

无

无

2

开关

S22、S23、S24

无

无

3

非门

F9

无

330欧

1

电阻

2、Multisim仿真及PROTEL原理图的绘制

图2.1Protel原理图

图2.2Multism仿真图

表2.1总清单

元件序号

型号

主要参数

数量

备注

S1~S8S11~S18S21~S24

无

无

20

开关

JP1~JP2

74HC85

2

数值比较器

U1~U4﹑U10

无

无

5

非门

U5

无

无

1

异或门

U6﹑U7﹑U9

无

无

3

二输入端与门

U8

无

无

1

二输入端与非门

F1~F10

无

330欧

10

电阻

DS1

无

无

1

七段显示器

D1

无

无

1

发光二极管

3、设计缺陷

本次课程设计方案最大的缺陷莫过于任务要求的“当不进行任何输入时，数码管显示数字0”功能实现起来过于繁琐。

其次，Multism仿真电路图搭建的不过整洁也是这次我的课程设计不足之处。

4﹑总结与体会

这次课程设计可谓收获颇丰，通过本次课程设计学习到了很多书本上学习不到的东西，例如：

出现问题后自我解决的能力，与同学之间的互相学习的能力。

这次课程设计虽然只用时一周，去让我们对以前理论课上学到的知识得到了很好的理解，是对理论知识的运用，深化理解。

而通过对文献资料的参照查找与对比，以及对仿真软件Multisim和Protel软件的学习。

不仅独立制作出了数字密码所电路的全过程设计、调试，而且初步学会了如何设计数字系统。

在查找文献资料中不仅能学到许多东西，而且学会了许多解决问题的方法；而对Multisim和Protel软件的学习，则更加提高自己实践操作能力的提高。

在设计过程中不断寻求解决方案与方法，独立进行学习与查找方案。

对课程设计说明书的撰写，进一步加强了各方面能的锻炼，分析能力进一步加强。

在书写课程设计时，不仅要进行单元块的调试，而且需要一步一步进行组装最后调试。

在进行逻辑分析时，还要对其进行不对思考改进，强化了独立解决问题的能力。

另外，MicrosoftOfficeWord得到熟练应用。

当然，通过这次课程设计也让我看到了很多需要改进的地方。

完成个目标有很多种方法，而只有通过不断的改进我们的方案，不断地学习他人的长处，并化为自己的思想，才能尽可能的把我们的设计方案做得完美。

我的这个设计方案并不是最好，例如：

在要求不进行任何输入时七段显示器显示数字“0”，我用的办法是外接电路模块控制。

虽然也能实现，但终觉得不完美。

英语方面的欠缺，也会使得设计受阻，在当今这个地球村的时代，我们不得不学号英语，已达到学习发达国家技术的目的。

就本次课程设计而言，就要用到两种英文软件，一种是Multisim软件，另一种是Protel软件。

这两个软件在本次设计中起到很关键的作用。

所以学好英语的重要性可见一斑。

参考文献：

[1]康华光．电子技术基础数字部分第四版[M]．北京：

高等教育出版社，1998，1～386.

[2]童诗白．模拟电子技术第二版[M]．北京:

高等教育出版社，1988，1～100.