4位数字密码锁的设计样本.docx

1、4位数字密码锁的设计样本1技术指标 用与非门设计一种4位或多位代码数字锁，规定如下： A：设计一种保险箱用多位代码数字锁，例如4位代码ABCD四个输入端和一种开锁用钥匙插孔输入端E，当开箱时（E1）,如果输入代码（例如ABCD1010）与设定代码相似，则保险箱被打开，即输出端Z1,否则电路发出报警信号: B：进行电路仿真，并阐明其工作原理。2方案比较方案一：由4个单刀双掷开关构成密码开关，顾客可以通过控制开关来控制A、B、C、D四个输入端电平高低，进而控制输出电平高低以及报警信号工作。当输入端与设立密码相符时，则输出为高电平，二极管亮，否则输出为低电平，并且发出报警，即蜂鸣器发出响声，至此完毕

2、电路设计。其电路图如图2.1图2.1 方案一电路图方案二：用4个异或门连接输入端，并分别于反相器连接，再相与。当输入密码与设立密码相似时，电路输出为高电平，发光二极管不亮，当输入密码与设立密码不相似时，电路输出为低电平，发出报警，发光二极管亮。其电路图如图6.13 Proteus软件简介Proteus软件是来自英国Labcenter electronics公司EDA工具软件。Proteus软件有十近年历史，在全球广泛使用，除了其具备和其他EDA工具同样原理布图、PCB自动或人工布线及电路仿真功能外，其革命性功能是，她电路仿真是互动，针对微解决器应用，还可以直接在基于原理图虚拟原型上编程，并实现

3、软件源码级实时调试，如有显示及输出，还能看到运营后输入输出效果，配合系统配备虚拟仪器如示波器、逻辑分析仪等，您不需要别，Proteus为您建立了完备电子设计开发环境！特别重要是Proteus Lite可以完全免费，也可以花微局限性道费用注册达到更好效果；功能最强Proteus专业版也非常便宜，人人用得起，对高校尚有更多优惠。 Proteus组合了高档原理布图、混合模式SPICE仿真,PCB设计以及自动布线来实现一种完整电子设计系统。此系统受益于来持续开发,被电子世界在其对PCB设计系统比较文章中评为最佳产品“The Route to PCB CAD”。Proteus 产品系列也包括了咱们革命性

4、VSM技术,顾客可以对基于微控制器设计连同所有周边电子器件一起仿真。顾客甚至可以实时采用诸如LED/LCD、键盘、RS232终端等动态外设模型来对设计进行交互仿真。 其功能模块：个易用而又功能强大ISIS原理布图工具；PROSPICE混合模型SPICE仿真； ARES PCB设计。PROSPICE 仿真器一种扩展PROTEUS VSM：便于涉及所有有关器件基于微解决器设计协同仿真。此外，还可以结合微控制器软件使用动态键盘，开关，按钮，LEDs甚至LCD显示CPU模型。Proteus支持许多通用微控制器，如PIC,AVR,HC11以及8051。交互装置模型涉及：LED和LCD显示,RS232终端

5、,通用键盘。Proteus有强大调试工具；涉及寄存器和存储器,断点和单步模式。IAR C-SPY 和Keil uVision2等开发工具源层调试。Proteus应用特殊模型DLL界面-提供关于元件库所有文献。Proteus与其她仿真软件相比较，在下面长处：1、能仿真模仿电路、数字电路、数模混合电路；2、能绘制原理图、PCB图；3、几乎涉及实际中所有使用仪器；4、其最大亮点在于可以对单片机进行实物级仿真。从程序编写，编译到调试，目的版仿一应俱全。支持汇编语言和C语言编程。还可配合Keil C实现程序联合调试，将Proteus中绘制原理图作为实际中目的板，而用Keil C集成环境实现对目的板控制，

6、与实际中通过硬件仿真器对目的板调试几乎完全相似，并且支持多显示屏调试，即Proteus运营在一台计算机上，而Keil C运营在另一台计算机上，通过网络连接实现远程调试。4组合逻辑电路组合逻辑电路是用各种门电路构成，用于实现某种组合逻辑功能复杂逻辑电路。组合逻辑电路在逻辑功能上特点是任意时刻输出仅仅取决于该时刻输入，与电路本来状态无关。因而，组合逻辑电路在电路构造上特点是：输出与输入之间普通没有反馈贿赂；电路中没有记忆单元；当输入信号状态组合变化时，输出状态也随着变化。组合逻辑电路功能以逻辑图、逻辑表达式、真值表等形式进行描述。逻辑图是描述实现逻辑功能电路构造，但对功能描述不够直观；逻辑表达式和

7、真值表可以直观、明显描述逻辑功能，因此进行逻辑电路分析和逻辑问题实际电路设计时，普通使用列出真值表分析逻辑电路逻辑功能，或者列出真值表分析实际逻辑问题逻辑关系，并从真值表得出逻辑命题函数表达式，设计实现逻辑命题逻辑电路。4.1组合逻辑电路分析办法 组合逻辑电路分析，就是找出给定逻辑电路输出和输入之间逻辑关系，从而理解给定逻辑电路逻辑功能。组合逻辑电路分析办法普通采用代数法，分析过程普通按下列环节进行： （1）依照给定组合逻辑电路逻辑图，以每个门电路输入端输入信号为自变量，写出各种逻辑门输出端逻辑表达式，对于中间变量最佳在写出表达式同步化简，以免积累到最后。 （2）化简总输出端逻辑表达式。 （3

8、）列出真值表。 （4）从逻辑函数表达式或真值表，分析出给定组合逻辑电路逻辑功能。4.2组合逻辑电路设计对于第一种逻辑表达工式或逻辑电路，其真值表可以是惟一，但其相应逻辑电路或逻辑表达式也许有各种实现形式，因此，一种特定逻辑问题，其相应真值表是惟一，但实现它逻辑电路是各种各样。在实际设计工作中，如果由于某些因素无法获得某些门电路，可以通过变换逻辑表达式变电路，从而能使用其她器件来代替该器件。同步，为了使逻辑电路设计更简洁，通过各办法对逻辑表达式进行化简是必要。组合电路可用一组逻辑表达式来描述。设计组合电路直就是实现逻辑表达式。规定在满足逻辑功能和技术规定基本上，力求使电路简朴、经济、可靠、实现组

9、合逻辑函数途径是各种各样，可采用基本门电路，也可采用中、大规模集成电路。 组合逻辑电路设计普通可按如下环节进行: （1）逻辑抽象。将文字描述逻辑命题转换成真值表叫逻辑抽象。一方面要分析逻辑命题，拟定输入、输出变量；然后用二值逻辑0、1两种状态分别对输入、输出变量进行逻辑赋值，即拟定0、1详细含义；最后依照输出与输入之间逻辑关系列出真值表。 （2）选取器件类型。依照命题规定和器件功能及其资源状况决定采用哪种器件。 （3）依照真值表和选用逻辑器件类型，写出相应逻辑函数表达式。 （4）依照逻辑函数表达式及选用逻辑器件画出逻辑电路图。 实际设计时，还要进行生产工艺设计，涉及进行生产工艺设计，涉及器件安

10、装机箱、电源、控制开关、输入开关、有关显示电路、外观布置、生产工艺等设计。5 TTL与非门电路全称Transistor-Transistor Logic,即BJT-BJT逻辑门电路，是数字电子技术中惯用一种逻辑门电路，应用较早，技术已比较成熟。TTL重要有BJT（Bipolar Junction Transistor 即双极结型晶体管，晶体三极管）和电阻构成，具备速度快特点。最早TTL门电路是74系列，日后浮现了74H系列，74L系列，74LS,74AS,74ALS等系列。TTL电平信号被运用最多是由于普通数据表达采用二进制规定，+5V等价于逻辑“1”，0V等价于逻辑“0”，这被称做TTL（晶

11、体管-晶体管逻辑电平）信号系统，这是计算机解决器控制设备内部各某些之间通信原则技术。TTL电平信号对于计算机解决器控制设备内部数据传播是很抱负，一方面计算机解决器控制设备内部数据传播对于电源规定不高以及热损耗也较低，此外TTL电平信号直接与集成电路连接而不需要价格昂贵线路驱动器以及接受器电路；再者，计算机解决器控制设备内部数据传播是在高速下进行，而TTL接口操作恰能满足这个规定。TTL型通信大多数状况下，是采用并行数据传播方式，而并行数据传播对于超过10英尺距离就不适合了。这是由于可靠性和成本两面因素。由于在并行接口中存在着偏相和不对称问题，这些问题对可靠性均有影响。基本TTL反相器不难变化成

12、为多输入端与非门 。它重要特点是在电路输入端采用了多发射极BJT。下图是采用多发射极BJT用作2输入端TTL与非门输入器件一种实例。当任一输入端为低电平时，T1发射结将正向偏置而导通，T2将截止。成果将导致输出为高电平。只有当所有输入端为高电平时，T1将转入倒置放大状态，T2和T3均饱和，输出为低电平。图5.1 TTL二输入与非门当任一输入端为低电平时，T1发射结将正向偏置而导通，T2将截止。成果将导致输出为高电平。只有当所有输入端为高电平时，T1将转入倒置放大状态，T2和T3均饱和，输出为低电平。74LS00是一种4个二输入与非门芯片，其引脚图如下：图5.2 74LS00引脚图其功能表如表5

13、.1表5.1 74LS00真值表输 入输出ABYLLHLHHHLHHHL74LS20是一种四输入与非门，其引脚图如图5.3：图5.3 74LS20引脚图其真值表如表5.2:表5.2 74LS20真值表输 入输出ABCDYxxxLHxxLxHxLxxHLxxxHHHHHL74LS86四输入异或门引脚图：6电路原理图图6.1数字密码锁设计图中，U1、U2、U3、U4为或非门，U6、U7为与非门，D1为发光二极管。当输出密码与设立密码相似时，U6输出端为低电平，输出为高电平1，发光二极管不亮。当输出密码与设立密码不相似时，U6输出端为高电平，则电路输出为低电平，同步发出报警，发光二极管亮。7仿真7.

14、1各个环节（1）双击打开Proteus软件，点击文献-新建设计，选取A4再点击拟定，进入设计界面。（2）添加元件到元件列表中，本例要用元件有与非门、或门、发光二极管等。单击“P”按钮，弹出对话框：输入74LS20：单击OK键就可放置元件，如下图：同理，可放置其他元件。（3）放置电源和地左键选取模型选取工具栏中按钮，浮现如下图：选取GROUND，并在原理图编辑窗口中左键单击一下，这样就放置了“地”。POWER就是电源，添加方式和“地”是同样。双击电源，打开对话框，对电源参数进行修改。在编号栏中填+5，表达所加电源为+5V。如下图所示：（4）按照原理图连线，得到仿真图：7.2仿真成果点击如图第一种

15、按键单击开始仿真，得到成果如下图由此图可看出，当输入密码为1010时，输出为1，报警灯不亮。得到成果与设计规定一模同样。再把输入密码改成1100，得到仿真成果如下：由此图可看出，当输入密码与设立密码不相似时，输出为0，发光二极管亮，与设计规定也相似。阐明设计电路是对的。8心得体会以上为咱们所设计电子密码锁电路，它通过多次修改和整顿，以是一种比较不错设计，可以满足人们基本规定，但由于水平有限，此电路中也存在一定问题，譬如说电路密码不能遗忘，一旦遗忘，就很难打开，这可以通过增长电路解决，但过于复杂，本次设计未其中；电路密码只有16种可供修改，但由于她人不懂得密码位数，并且还规定在规定期间内按一定顺

16、序开锁，因此她人开锁几率很小；电路中未加显示电路，但可通过其他数字模块实现这一功能。这需要一段时间进一步改进，如果有好意见，但愿教师给以支持。通过这几天学习，我感觉有很大收获：一方面，通过学习使自己对课本上知识可以应用于实际，使理论与实际相结合，加深自己对课本知识更好理解，同步实习也段练了我个人动手能力：可以充分运用图书馆去查阅资料，增长了许多课本以外知识。能对Proteus等仿真软件操作，能达到学以致用。对咱们学生来说，理论与实际同样重要，这是咱们后来在工作中阐明自己能力一种重要原则。通过对各元器件引脚功能、真值表分析、并设计其原理图，且运用电子电路计算机进行仿真使得学习研究电子技术变得更加

17、简朴、直观，学习效果进一步提高，带动了学习积极性。通过学习使自己对课本上知识可以应用于实际，使得理论与实际相结合，加深了对课本上知识理解，并可以运用到图书馆查阅资料，增长了许多课本以外知识，且实习也锻炼了我个人动手能力，通过书写电子密码锁论文同步也锻炼了我文字表达能力。在设计过程中，我感受到了教师对学生那种悔人不卷精神，每天固定期间，教师都来给咱们指引，使咱们少走弯路，顺利完毕实习任务，请容许我向你们致意崇高敬意，感谢你们,教师！参照文献1伍时和.数字电子技术基本.北京：清华大学出版社，2康华光.电子技术基本（第四版）.北京：高等教诲出版社，19983梁宗善.新型集成块应用M.武汉:华中理工大出版社，4张庆双.实用电子电路200例M.北京：机械工业出版社，5梅开乡.数字逻辑电路：电子工业出版社，6沈任元,吴勇.数字电子技术基本M.北京：机械工业出版社，