电子密码锁的设计与仿真

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电子密码锁的设计与仿班级:姓名:学号:1、设计基本要求(1)设计一个数字电子锁,有其预先设定好的密码,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Tx,警报持续时间也为Tx,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。2、设计思路1、用按键输入四位十进制数字,输入密码要存储。2、比较输入密码和原始密码。当输入正确密码时,给出开锁信号,开锁信号用一个绿色指示灯表示,绿灯亮表示密码输入正确;如果输入密码不正确,用红灯表示。3、锁的开关用红灯和绿灯表示,一次只能亮一盏。红灯亮、绿灯灭表示关锁,绿灯亮、红灯灭表示开锁。4、设置倒计时电路和自锁电路。如果密码在5s内未能输入正确则发出报警声,并且自锁电路。5、设置密码设置开关,开关闭合后,允许设置密码,设置好密码后,打开此开关。6、需要在输入密码开始时识别输入,并由此触发计时电路。用74LS147译码器来把按键输入转化为二进制。通过8片四位寄存器74LS194实现密码功能,其中四片用来存储预置密码,另四片则用来存储输入的密码。当密码开始输入时开始计时,通过74LS192计数器实现计时功能;然后在密码输入期间,用74LS138数据选择器来选片存储。数据选择器的输入端又一个两位的二进制的加法计数器来控制,当键盘有按键输入时计数器就加1,当一个按键按完后会轮到下一个芯片存储。自锁功能利用74LS138来控制。通过四片74LS85芯片判断原始密码和输入密码是否相同,接着用指示灯来表示密码的输入正确与否,如果密码没有输入正确的话,则红灯亮,否则则绿灯亮。若是没在规定时间输入正确密码,则会发出警报信号(蜂鸣器响)3、设计方框图4、主要元器件及功能表5、所用器件6、仿真电路开锁的仿真预先将译码器的Y0接口和D触发器的D接口连接,即选择密码为000000。输入密码000000(波动逻辑开关S1-S6)后,按一下确认键(S10),便可以看到LED1亮了,即电路为开锁状态,此绿灯亮持续11秒的时间,这与理论分析一致。若一直按着确认键(S10)不放,则LED1一直亮,松开确认键(S10)11秒后,绿灯熄灭。这也就证明的,开锁部分仿真成功。如图开锁仿真。报警的仿真预先将译码器的Y0接口和D触发器的D接口连接,即选择密码为000000。输入密码100000(波动逻辑开关S1-S6)后,按一下确认键(S10),便可以看到LED2亮了,即电路为报警状态,此红灯亮持续11秒的时间,这与理论分析一致。若一直按着确认修改密码密码正确密码错误确认按钮三位密码键(S10)不放,则LED2一直亮,松开确认键(S10)11秒后,红灯熄灭。这也就证明的,报警部分仿真成功。如图报警仿真。7、总结通过这次数字电路课程设计,让我深入理解各芯片的功能电路并充分利用它们解决我们日常问题。而且也让我明白电路各元件之间工作不但要分工合作,也要让它们之间相互通讯,使得电路中各部分协调工作。在设计电路时,首先要想到的是要解决什么问题,然后把问题划分为几个小问题,每个小问题用一个或几个模块来实现它的功能。像这个电子密码锁一样,要设计一个密码锁,先要把密码锁的各个功能分开,分别用不同电路来解决它。由于密码锁每个模块都只是解决一个小问题,所以要实现密码锁这整个功能时就要把各个模块充分调用起来,让它们有机结合,共同完成密码锁这个大功能。像按键识别模块那样,一有按键被按下去它就识别信号,如果是在密码输入阶段的话,它就会向计时电路发送信号使计时电路工作。而自锁功能的功能也是要条件才触发,红灯亮且计时电路已经计时完毕才会触发自锁功能。最巧妙的还是寄存器的读写功能实现。它分一个数据线,一个地址线。数据线是共用的,地址线是独用的,利用地址线来控制各个寄存器的读写功能。总的来说,一个密码锁是一个整体,它要它各自的部分协调工作才能组成一个完整的一个整体。

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