双钮电子锁.docx

1、双钮电子锁广西科技大学（筹）课题名称 双钮电子锁 系 别 职 业 技 术 教 育 学 院专 业 电 子 信 息 工 程 班 级 电子Z102 班 学 号 姓 名 孙思琪 指导教师 廖贵成 摘 要 双钮电子锁是指由两个按钮控制的密码锁。本设计是利用数字逻辑电路实现其功能的。设计过程采用系统设计的方法，先分析任务，得到系统要求，然后进行总体设计，划分子系统，然后进行详细设计，决定各个功能子系统中的内部电路，最后进行测试。本文针对双钮电子锁的设计要求，提出了如下方案：先定义和规定各个模块的结构，再对模块内部进行详细设计；详细设计的时候又根据可采用的芯片，分析各芯片是否适合本次设计，选择较合适的芯片进

2、行设计，最后将设计好的模块组合调试，并最终在QuartusII下仿真通过。关键词：双钮电子锁 校验密码 计数器 D触发器1 前言 随着人们生活水平的不断提高，如何实现防盗也变得由为重要。传统的机械锁由于构造的简单，被撬的事件屡见不鲜，而电子锁由于其保密性高，使用灵活幸好，安全系数高，受到了广大用户的亲睐。作为电子信息工程这一专业的学生，我们都应该能够运用学到的数电和模电知识，去解决和分析一些逻辑电路的问题，继而学会设计具有一定逻辑功能的逻辑器件，这次的课程设计给了我们一个很好的学习如何实际运用这些知识的机会。我们设计的双钮电子锁是严格按照设计要求来设计的，具有自设密码的功能，有A ，B两个输入

3、按钮，每当按B按钮时门铃就会响，当输入密码正确锁就可打开，不正确就会报警。 2 设计任务及方案 2.1 设计思路 要想实现双钮电子锁的功能就要有输入端口，用来输入密码；要有密码储存的，可以自设密码的，并且还需要校验密码，这就要用计数器等来实现；当然输出端口也是必不可少的，用来实现开锁和报警。2.2 设计方案 总体设计分为四个模块，输入模块，密码校验模块，计数模块，输出模块。其中密码校验模块又包含四个密码储存模块（mima1,mima2,mima3,mima4） 。 总体设计方案思路如图1所示： 图1 设计方案组成图3 具体设计步骤与方法。3.1 输入模块（如图2所示） 图2 输入模块由A ,B

4、按钮输入密码，且用A和B与非来控制复位清零；CLK输入时钟，CP输入脉冲。3.2密码校验模块（1）存储模块mima1（如图3所示） 图3 存储模块mima1框图 A端输入脉冲，只有当输入3个信号时（此模块密码为3），四输入与门才输出1，若此时B也输入信号，则D触发器（上）输出1，否则输出0。另一个D触发器（下），如若密码输入信号过多，产生进位，则其输出1，再通过非门输出0，那么此校验模块输出0；如密码输入正确，那么此校验模块输出1，下一密码模块开始校验。 正确密码仿真如图4所示： 图4 正确密码仿真波形图（2）其他3个密码（密码依次为4,6,9）储存模块相似，只是储存密码不同，且当要输入密码9

5、时就要把计数器74160改换为74161。（3）四个储存密码模块整合组成的校验模块（如图5） 图5 由四个储存密码模块整合组成的校验模块正确密码仿真如图6所示 图6 组合成的校验模块正确密码仿真波形图3.3计数模块（如图7所示） 图7 计数模块计数模块原理与储存密码模块mima1相同，当输入四个信号时输出为1。正确密码仿真如图8所示： 图8 计数模块正确密码仿真波形图3.4输出模块（如图9所示） 图9 输出模块 输出端口分别是KS（开锁）、BJdeng（报警灯）、BJbaojing(报警铃)、mengling（门铃）。校验模块的输出和计数模块的输出经由与门（上）输出的信号连接到KS，同时将信号

6、经过一个非门，再与计数模块的输出用与门（下）并起来，信号输出接到报警灯与报警铃。当校验模块和计数模块的输出均为1时，与门（上）输出信号为1，锁被打开，同时与门（下）输出信号为0，此时报警灯和报警铃均不工作；当校验模块和计数模块的输出其中一个或者两个为0时，与门（上）输出信号为0，锁没有打开，同时与门（下）输出信号为1，此时报警灯和报警铃处于工作状态。3.5总体原理图（如图10所示） 图10 总体原理图总体电路仿真（1）正确密码仿真如图11所示： 图11 总体电路正确密码仿真波形图（2）错误密码仿真如图12所示： 图12 总体电路错误密码仿真波形图4 心得体会 本次课程设计历时三个星期，在这三个

7、星期的设计与思考过程中，可以说是困难重重，但无论多么艰辛我们都没有放弃，而是一个个问题去解决去突破，最终在QuartusII上完成了双钮电子锁的波形仿真，并在EDA实验箱进行下载和模拟，实现了设计的要求。现将心得体会总结如下：1.由于是第一次接触课程设计，而我们所学的理论知识也比较零散，如何将理论知识结合到实践应用中来显得非常重要。所以拿到题目后我们遇到了不少的麻烦，刚开始的两天我们像无头苍蝇似的不知从何入手。基于此，我们并没有忙于做设计，而是查找相关书籍资料认真了解双钮电子锁有关的设计原理，根据题目要求实现的功能划分模块，选择最佳方案进行设计。从这里，我们懂得了拿到一个项目，尤其是陌生的，一

8、定不要急于动手，而是事先查找资料，做好需求分析、概念分析、逻辑设计等，并完善设计思路和理念，否则只会事倍功半。2.要学会团队合作。相比以前做的数字逻辑设计实验，本次课程设计无论从难度上还是工作量上都大很多，故这时团队合作精神就显得非常重要了。我们将双钮电子锁的设计分为四个模块，然后分工合作，最后整合编译。这样分工合作减轻了负担，也使得设计井然有序。在分工合作的时候一定要明确各自的任务，并做好输入输出的正确链接。3.要学会与老师、同学的交流。很多难点的突破都来自于交流，交流使自己获得更多信息，开拓了思路。有时候同学的一句提示，老师的稍稍指导对我们设计都会带来相当大的启发。就如本次的设计，起初我们没有设计出门铃的响声，回来查找大量资料苦思冥想也弄不出来，后来老师说在门铃那里并上一个时钟信号，给它合适的频率就可以了。我们根据老师的提点，终于做出了门铃发出响声的功能。因此，一定要重视多多与别人交流。4.本次设计虽然艰辛，但我们收获巨大。我们把理论应用到了实践中，同时通过设计，也加深了对理论知识的理解和掌握。在这里非常感谢我的队友以及老师和帮助过我们的同学。参 考 文 献（1）薛宏熙 胡秀珠 编著：数字逻辑设计（第1版），清华大学出版社（2）湖南大学 彭介华 主编：电子技术课程设计指导（第1版），北京，高等教育出版社