搜索
《数字电子技术基础》课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目:数字式电子锁的设计与实现初始条件：本设计既可以使用集成电路和必要的元器件等，也可以使用单片机系统构建数字密码电子锁。自行设计所需工作电源。电路组成原理框图如图1，数字密码锁的实际锁体一般由电磁线圈、锁栓、弹簧和锁柜构成。当线圈有电流时，产生磁力，吸动锁栓，即可开锁。反之则不开锁。图1数字式电子锁原理框图要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、课程设计工作量：1周。2、技术要求：1）课程设计中，锁体用LED代替（如“绿灯亮”表示开锁，“红灯亮”表示闭锁）。2）其密码为4位二进制代码，密码可以通过密码设定电路自行设定。3）开锁指令为串行输入码，当开锁密码与存储密码一致时，锁被打开。当开锁密码与存储密码不一致时，可重复进行，若连续三次未将锁打开，电路则报警并实现自锁。（报警动作为响1分钟，停10秒）4）选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路原理图，阐述基本原理。安装调试设计电路。3、查阅至少5篇参考文献。按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规范。时间安排：1、年月日，布置课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求说明。2、年月日至年月日，方案选择和电路设计。3、年月日至年月日，电路调试和设计说明书撰写。4、年月日，上交课程设计成果及报告，同时进行答辩。指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日数字式电子锁的设计与实现摘要本数字式电子锁设计由74芯片构成，由密码输入部分、密码设定部分、开锁部分和报警部分组成。本设计电路简单，并能实现要求中的所有功能。在实际生活中也有运用。关键词：数字式电子锁74芯片目录1绪论...........................................................................................................................1数字式密码锁简介................................................................................................12方案设计.................................................................................................................13芯片介绍...................................................................................................................23.174ls194..........................................................................................................23.274ls175..........................................................................................................33.374ls161..........................................................................................................43.474ls85............................................................................................................53.574ls00............................................................................................................63.674ls08............................................................................................................73.7NE555...............................................................................................................73.7.1NE555引脚图....................................................................................73.7.2NE555相关应用................................................................................84电路设计...............................................................................................................104.1密码输入电路............................................................................................104.2密码预置电路和开锁电路..........................................................................104.3报警电路....................................................................................................114.4自锁电路....................................................................................................124.5总电路图....................................................................................................135仿真与调试.............................................................................................................145.1密码预置与输入的仿真............................................................................145.2报警电路的仿真........................................................................................155.3蜂鸣器工作时间的仿真............................................................................156实物图.....................................................................................................................167小结与体会...........................................................................................................168参考文献.................................................................................................................1711绪论数字式密码锁简介电子密码锁是一种通过密码输入来控制电路或是芯片工作，从而控制机械开关的闭合，完成开锁、闭锁任务的电子产品。它的种类很多，有简易的电路产品，也有基于芯片的性价比较高的产品。现在有的电子密码锁是以芯片为核心，通过连接电路来实现的，也有的是以单片机为核心以编程来实现的。不管是哪一种，其性能和安全性已大大超过了机械锁。其特点如下：1)保密性好，编码量多，远远大于弹子锁。随机开锁成功率几乎为零。2)密码可变，用户可以随时更改密码，防止密码被盗，同时也可以避免因人员的更替而使锁的密级下降。3)误码输入保护，当输入密码多次错误时，报警系统自动启动。4)无活动零件，不会磨损，寿命长。5)使用灵活性好，不像机械锁必须佩带钥匙才能开锁。6)电子密码锁操作简单易行，一学即会。2方案设计方案一：由两片74HC151八选一数据选择器连接成十六选一数据选择器，数据选择器的通道信号由人工预置，数据选择器的输入端接寄存器的4个输出端，从而由数据选择器的输出端判断是否输入的密码和预置的密码相同。方案二：用74ls85数据比较器。数据比较器的A0到A3连接寄存器的4个输出，B0到B3由人工预置。根据A0到A3和B0到B3的数值比较输出端来判断输入的密码和预置的密码是否相同。方案一用到了两块74HC151芯片，跟方案二相比较，用的芯片较多，方案二较为简洁，故选择方案二。23芯片介绍3.174ls194194为4位双向移位寄存器，其逻辑图如下：图3.1.174ls194逻辑图引出端符号CLOCK时钟输入端CLEAR清除端（低电平有效）A－D并行数据输入端DSL左移串行数据输入端DSR右移串行数据输入端S0、S1工作方式控制端QA－QD输出端当清除端（CLEAR）为低电平时，输出端（QA－QD）均为低电平。当工作方式控制端（S0、S1）均为高电平时，在时钟（CLOCK）上升沿作用下，并行数据（A－D）被送入相应的输出端QA－QD。此时串行数据（DSR、DSL）被禁止。当S0为高电平、S1为低电平时，在CLOCK上升沿作用下进行右移操作，数据由DSR送入。当S0为低电平、S1为高电平时，在CLOCK上升沿作用下进行左移操作，数3据由DSL送入。当S0和S1均为低电平时，CLOCK被禁止。只有当CLOCK为高电平时S0和S1才可改变。其真值表如下：图3.1.274ls194真值表3.274ls17574ls175是用维持阻塞触发器组成的4位寄存器，其引脚图如下：图3.2.174ls175引脚图其功能表如下：清零时钟输入输出工作模式R̅DCPQ0Q1Q2Q3Q0Q1Q2Q30×××××0000异步清零1↑Q0Q1Q2Q3Q0Q1Q2Q3数码保存11××××保持数据保持10××××保持数据保持图3.2.274ls175功能表43.374ls16174LS161是常用的四位二进制可预置的同步加法计数器，他可以灵活的运用在各种数字电路，以及单片机系统种实现分频器等很多重要的功能，其引脚图如下：图3.3.174LS161引脚图管脚图介绍：时钟CP和四个数据输入端P0~P3清零/MR使能CEP，CET置数PE数据输出端Q0~Q3以及进位输出TC.(TC=Q0·Q1·Q2·Q3