電子密碼鎖設(shè)計(jì)(嵌入式系統(tǒng))(共18頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 嵌入式系統(tǒng)一前言隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，電子器件和電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法日新月異，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)正是適應(yīng)了現(xiàn)代電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的要求，吸收了多學(xué)科最新成果而形成的一門新技術(shù)。為保證電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的速度和質(zhì)量，適應(yīng)“第一時(shí)間推出產(chǎn)品”的設(shè)計(jì)要求，EDA技術(shù)已成為不可缺少的一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)和重要工具，掌握EDA技術(shù)是電子信息類專業(yè)學(xué)生，工程技術(shù)人員所必備的基本能力和技能。隨著人們生活水平的提高，如何實(shí)現(xiàn)家庭防盜這一問(wèn)題也變的尤其的突出，傳統(tǒng)的機(jī)械鎖由于其構(gòu)造的簡(jiǎn)單，被撬的事件屢見(jiàn)不鮮，電子鎖由于其保密性高，使用靈活性好，安全系數(shù)高，受到了廣大用戶的親呢。意外事故或人為破壞可能造成中的災(zāi)

2、難性后果的系統(tǒng)稱為要害系統(tǒng)。要害系統(tǒng)的保證性包括安全性、可開(kāi)性和保全性，內(nèi)涵非常豐富。我們?cè)O(shè)計(jì)的電子密碼鎖是一類針對(duì)要害系統(tǒng)的安全保險(xiǎn)器件，其設(shè)計(jì)概念與常見(jiàn)的保安密碼鎖有所不同。從系統(tǒng)設(shè)計(jì)觀點(diǎn)看，電子安全密碼鎖是一個(gè)實(shí)體域定義的概念，比較機(jī)械安全密碼鎖，具有設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)便、密碼裝訂靈活、制造成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。每一位解鎖意圖碼在密碼鎖內(nèi)部引發(fā)的試圖解鎖動(dòng)作，可稱為安全密碼鎖的解鎖事件。電子安全密碼所有開(kāi)啟意圖碼驅(qū)動(dòng)，進(jìn)黨開(kāi)啟意圖碼預(yù)設(shè)定的安全密碼完全匹配時(shí)，方可逐步開(kāi)啟密碼鎖。基于解鎖時(shí)間概念思考，電子密碼鎖應(yīng)具備如下基本功能：1逐位解鎖 解鎖過(guò)程的事件序列特性決定了它內(nèi)部狀態(tài)機(jī)的多步步進(jìn)特性。2單

3、次試開(kāi) 解鎖事件是單向不可逆的，因此，安全密碼鎖內(nèi)部應(yīng)含誤碼鎖定組件。3 碼鑒別通過(guò)后，給出可靠的控制信號(hào)。我們構(gòu)思運(yùn)用RS觸發(fā)器構(gòu)成的數(shù)字邏輯電路控制來(lái)模擬電子密碼鎖。二.總體方案設(shè)計(jì)21. 一號(hào)方框圖圖2.1 一號(hào)方案圖我定的一號(hào)方框圖（初稿）為上圖。一號(hào)方框圖中，我共設(shè)了8個(gè)用戶輸入鍵，其中只有4個(gè)是有效的密碼按鍵，其它的都是干擾按鍵。密碼可在之前任意修改。由鍵盤輸入密碼，開(kāi)始效驗(yàn)，密碼輸入正確則執(zhí)行開(kāi)門，如果密碼輸入錯(cuò)誤則運(yùn)用555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器響鳴10秒鐘。大概的思路有：用四個(gè)RS觸發(fā)器串聯(lián)，輸入密碼正確與否，輸出的電平不同，由此達(dá)到密碼效驗(yàn)。鍵盤的輸入打算由八個(gè)四組開(kāi)關(guān)控制，分為0和

4、1兩種情況。而響鳴10秒鐘由555定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器控制時(shí)間。開(kāi)門由燈泡點(diǎn)亮模擬?？捎幸粋€(gè)問(wèn)題：本身的密碼僅有16種情況，很容易試出密碼，因?yàn)闆](méi)有時(shí)間次數(shù)的限制，賊人能夠輕易得到密碼。僅僅是這樣的設(shè)計(jì)，此數(shù)字密碼鎖失去意義。于是，我準(zhǔn)備再此方案圖中加入計(jì)時(shí)器及鎖定電路使其完善：在密碼剛輸入時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，若計(jì)時(shí)超過(guò)60秒則報(bào)警。另外，若三次輸入錯(cuò)誤密碼，鎖定輸入密碼電路5分鐘，賊人無(wú)法再打開(kāi)，保護(hù)主人利益。修改后的方框圖如下：2.2. 二號(hào)方框圖圖2.2 二號(hào)方框圖共設(shè)了8個(gè)用戶輸入鍵，其中只有4個(gè)是有效的密碼按鍵，其它的都是干擾按鍵。輸入密碼的同時(shí)開(kāi)始計(jì)數(shù)，超過(guò)60秒報(bào)警。輸入正確開(kāi)門并取

5、消計(jì)數(shù)，輸入錯(cuò)誤三次則鎖定5分鐘，防止他人非法操作。當(dāng)上下開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)情況一致時(shí)， R端為高電平，S端為低電平，輸出為低電平，下一階RS觸發(fā)器的S端為低電平。若四位密碼輸入正確，RS4輸出為低電平。若四位密碼輸入錯(cuò)誤，上下開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)不一致，輸出為高電平。由此可以判斷輸入密碼是否正確。如果密碼輸入錯(cuò)誤，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)一次，如果密碼輸入錯(cuò)誤三次，QA、QB同時(shí)為高電平，與非端輸出為低電平，使555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器3號(hào)端口輸出55秒高電平，并鎖定發(fā)光二極管使其不發(fā)光。如果密碼輸入正確，Q端輸出為高電平，發(fā)光二極管亮，模擬開(kāi)門。2.3. 方框圖比較在二號(hào)方框圖中，我加入計(jì)時(shí)器及鎖定電路，在密碼剛輸入時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，

6、若計(jì)時(shí)超過(guò)60秒則報(bào)警。另外，若三次輸入錯(cuò)誤密碼，鎖定輸入密碼電路5分鐘，賊人無(wú)法再打開(kāi)，保護(hù)主人利益。由此，可以防止試出密碼的現(xiàn)象發(fā)生。其缺點(diǎn)是較復(fù)雜，可能出現(xiàn)的問(wèn)題較多。我決定使用二號(hào)方框圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。三單元模塊設(shè)計(jì)各單元模塊功能：3.1 RS觸發(fā)器圖3.1 RS觸發(fā)器觸發(fā)器的兩個(gè)輸入信號(hào)來(lái)自主觸發(fā)器的輸出，為一對(duì)互補(bǔ)信號(hào)，有，SR=0。表3.1 RS觸發(fā)器的功能表SR說(shuō)明00輸出狀態(tài)不變010輸出狀態(tài)與S的狀態(tài)相同101輸出狀態(tài)與R的狀態(tài)相同11-輸出狀態(tài)不定3.2 555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器555電路含有兩個(gè)電壓比較器，一個(gè)基本RS觸發(fā)器，一個(gè)放電開(kāi)關(guān)管T，比較器的參考電壓由三只5k的電阻器

7、構(gòu)成的分壓器提供。它們分別使高電平比較器A1的同相輸入端和低電平比較器A2的反向輸入端的參考電平為2Vcc/3和Vcc/3。A1與A2的輸出端控制RS觸發(fā)器狀態(tài)和放電管開(kāi)關(guān)狀態(tài)。當(dāng)輸入信號(hào)自6腳，即高電平觸發(fā)輸入并超過(guò)參考電平2Vcc/3時(shí)，觸發(fā)器復(fù)位，555的輸出端3腳輸出低電平，同時(shí)放電開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通；當(dāng)輸入信號(hào)自2腳輸入并低于Vcc/3時(shí)，觸發(fā)器置位，555的3腳輸出高電平，同時(shí)放電開(kāi)關(guān)管截止。是復(fù)位端（4腳），當(dāng)=0，555輸出低電平。平時(shí)端開(kāi)路或接Vcc。Vcc是控制電壓端（5腳），平時(shí)輸出2Vcc/3作為比較器A1的參考電平，當(dāng)5腳外接一個(gè)電壓，即改變了比較器的參考電平，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出

8、的另一種控制，在不接外加電壓時(shí)，通常接一個(gè)0.01µf的電容器到地，起濾波作用，以消除外來(lái)的干擾，以確保參考電平的穩(wěn)定。T為放電管，當(dāng)T導(dǎo)通時(shí)，將給接于腳7的電容器提供低阻放電通路。555定時(shí)器主要是與電阻、電容構(gòu)成充放電電路，并由兩個(gè)比較器來(lái)檢測(cè)電容器上的電壓，已確定輸出電平的高低和放電開(kāi)關(guān)管的通斷。這就很方便的構(gòu)成從微妙到數(shù)十分鐘的延時(shí)電路，可方便的構(gòu)成但穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，多諧振檔器，施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生或波形變換器。555定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器由555定時(shí)器格外接定時(shí)元件R、C構(gòu)成。觸發(fā)電路由Cl、Rl、D構(gòu)成，其中D為鉗位二極管，穩(wěn)態(tài)時(shí)555電路輸入端處于電源電平，內(nèi)部放電開(kāi)關(guān)

9、管T導(dǎo)通，輸出放電開(kāi)關(guān)管T導(dǎo)通，輸出端F輸出低電平，當(dāng)有一個(gè)外部負(fù)脈沖觸發(fā)信號(hào)經(jīng)Cl加到2端。并使2端電位瞬時(shí)低于Vcc/3，低電平比較器動(dòng)作，單穩(wěn)態(tài)電路即開(kāi)始一個(gè)暫態(tài)過(guò)程，電容C開(kāi)始充電，Vc按指數(shù)規(guī)律增長(zhǎng)。當(dāng)Vc充電到2Vcc/3時(shí)，高電平比較器動(dòng)作，比較器A1翻轉(zhuǎn)，輸出Vo從高電平返回低電平，放電開(kāi)關(guān)管T重新導(dǎo)通，電容C上的電荷很快經(jīng)放電開(kāi)關(guān)管放電，暫態(tài)結(jié)束，為下個(gè)觸發(fā)脈沖的到來(lái)做好準(zhǔn)備。波形圖如圖 所示。圖3.2 555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路圖由555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，電源接通瞬間，電路有一個(gè)穩(wěn)定的過(guò)程，電源通過(guò)電阻R向電容C充電，當(dāng)Vc上升到23Vcc時(shí)，觸發(fā)器復(fù)位，Vo為低電平，電容C

10、放電，電路進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。若VI < 23Vcc,觸發(fā)器發(fā)生翻轉(zhuǎn)，電路進(jìn)入穩(wěn)暫態(tài)，Vo輸出高電平。此后電容C充電至23Vcc，電路又發(fā)生翻轉(zhuǎn)，Vo輸出低電平，電容C放電，電路恢復(fù)至穩(wěn)定狀態(tài)。TW = RCln3 = 1.1RC通過(guò)改變R、C的大小，可使延時(shí)時(shí)間在幾個(gè)微秒到幾十分鐘之間變化。可這種單穩(wěn)態(tài)電路作為計(jì)時(shí)器時(shí)，可直接驅(qū)動(dòng)小型繼電器，并可以使用復(fù)位端（4腳）接地的方法來(lái)中止暫態(tài)，重新計(jì)時(shí)。此外尚需用一個(gè)續(xù)流二極管與繼電線圈并接，以防繼電器線圈反電勢(shì)損壞內(nèi)部功率管。圖3.3 555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器工作波形3.3 74LS161計(jì)數(shù)器圖3.4 74LS161的引腳圖74LS161是4位二進(jìn)制

11、同步加計(jì)數(shù)器,RD是異步清零端，LD是預(yù)置數(shù)控制端，A、B、C、D是預(yù)置數(shù)據(jù)輸入端，EP和ET是計(jì)數(shù)使能端，RCO是進(jìn)位輸出端，它的設(shè)置為多片集成計(jì)數(shù)器的級(jí)連提供了方便。圖3.5 74LS161邏輯電路圖1 異步清零 當(dāng)RD=0時(shí)，不管其它輸入端的狀態(tài)如何，計(jì)數(shù)器輸出將被直接置零。2 同步并行預(yù)置數(shù) 在RD=1的條件下，當(dāng)LD=0、有時(shí)鐘脈沖CP的上升沿作用時(shí)，A、B、C、D輸入端的數(shù)據(jù)將分別被QA至QD接收。由于這個(gè)置數(shù)操作要與CP上升沿同步，且A到D的數(shù)據(jù)同時(shí)置入計(jì)數(shù)器，所以稱為同步并行預(yù)置。3 保持 在RD=LD=1的條件下，當(dāng)ET*EP=0,即兩個(gè)計(jì)數(shù)使能端中有0時(shí)，不管有無(wú)CP脈沖作

12、用，計(jì)數(shù)器都將保持原有狀態(tài)不變。4 計(jì)數(shù) 當(dāng)RD=LD=EP=ET=1時(shí)，74161處與計(jì)數(shù)狀態(tài)。其功能表如下：表3.2 74LS161功能表清零預(yù)置LD使 能EP ET時(shí) 鐘CP預(yù)置數(shù)據(jù)輸入A B C D輸 出L* * * *L L L LHL* *上升沿A B C DA B C DHHL * * * *保 持HH* L* * * *保 持HHH H上升沿* * * *計(jì) 數(shù)3.4 總電路圖：圖4.1 總電路圖密碼鎖電路包含：鍵盤輸入、密碼修改、密碼檢測(cè)、報(bào)警電路、鍵盤輸入次數(shù)鎖定電路。41 各單元模塊功能介紹：411 鍵盤輸入、密碼修改電路圖如下圖所示圖4.2 鍵盤輸入、密碼修改電路圖由四

13、個(gè)RS觸發(fā)器和十六個(gè)開(kāi)關(guān)構(gòu)成四位密碼驗(yàn)證電路，可實(shí)現(xiàn)密碼修改及密碼輸入，輸出電平可驗(yàn)證密碼的正確性。根據(jù)RS觸發(fā)器的工作原理可知，其置位端比復(fù)位端具有優(yōu)先權(quán)，在EN端接高電平的條件下，只要S端為高電平，不管R端怎樣變化，其輸出端均輸出高電平。只有S端為低電平，R端為高電平，Q端才輸出低電平。利用RS觸發(fā)器的功能，用戶可以通過(guò)開(kāi)關(guān)的閉合情況調(diào)制或輸入密碼。打開(kāi)或閉合開(kāi)關(guān)K21、K22、K23、K24、K25、K26、K27、K28可設(shè)置調(diào)解密碼，其中，預(yù)設(shè)開(kāi)關(guān)K21、K23、K25、K27為0，K22、K24、K26、K28預(yù)設(shè)為1。而打開(kāi)或閉合開(kāi)關(guān)K11、K12、K13、K14、K15、K16

14、、K17、K18為輸入密碼，K11、K13、K15、K17預(yù)設(shè)為0，K12、K14、K16、K18預(yù)設(shè)為1。預(yù)設(shè)的0或1井代表一種字符，與高低電平無(wú)關(guān)。當(dāng)上下開(kāi)關(guān)的閉合情況一致時(shí)， R端為高電平，S端為低電平，由可知，輸出Q為低電平，下一階RS觸發(fā)器的S端為低電平。若四位密碼輸入正確，RS4輸出為低電平。若四位密碼輸入錯(cuò)誤，上下開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)不一致，輸出為高電平。由可以判斷輸入密碼是否正確。4.1.2 密碼輸入錯(cuò)誤三次即鎖定電路如下圖所示：圖4.3 密碼輸入錯(cuò)誤三次即鎖定電路如果密碼輸入錯(cuò)誤，或門的輸出端為高電平，74LS160的CP端輸入高電平，由圖3.3.3可知，計(jì)數(shù)器加計(jì)數(shù)一次，如果密碼連續(xù)

15、輸入錯(cuò)誤三次， 同時(shí)為高電平，則與非端輸出低電平，輸入555觸發(fā)器的2端。由圖3.2.2可知，555觸發(fā)器所構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器3號(hào)端口連續(xù)55秒輸出高電平，7432N輸入為零零，輸出為低電平，由此可以鎖定發(fā)光二極管使其無(wú)法發(fā)光，即完成鎖定電路功能。另一方面，如果密碼輸入正確，或門輸出為高電平，7432N輸入為零一，輸出為高電平，使發(fā)光二極管亮，模擬開(kāi)門。由于鎖定時(shí)間即555計(jì)時(shí)器所構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出高電平的時(shí)間常數(shù) Tw = 1.1RC，可算出當(dāng)C1 = 1µHz,R = 50M時(shí),能使 Tw =55s，可鎖定電路55秒。4.1.3 計(jì)時(shí)電路如下圖所示：圖4.4 計(jì)時(shí)電路CP為0

16、.025Hz連續(xù)脈沖信號(hào)。輸入密碼即開(kāi)關(guān)K11或K12任一閉合時(shí)開(kāi)始時(shí)計(jì)時(shí)。若密碼正確輸入則取消計(jì)時(shí)，若密碼未正確輸入，當(dāng)從0000加計(jì)數(shù)到1111其間經(jīng)過(guò)40秒后，進(jìn)位端RCO變?yōu)楦唠娖剑?jīng)Q1、Q2放大后，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。3.5 各單元模塊的連接：J1、J2接出連入或門的輸出端接報(bào)警電路中74LS160的ET端和EP端，在J1或J2閉合時(shí)開(kāi)始加計(jì)數(shù)，直到計(jì)數(shù)完畢拉響蜂鳴。鍵盤輸入、密碼修改電路圖內(nèi)的 Q1、Q2、Q3、Q4 或邏輯端反相電平與555但穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出反相電平的或邏輯后，接發(fā)光二極管。若兩者同時(shí)為低電平，發(fā)光二極管不亮，若其中有一個(gè)為高電平，法官二極管亮。鍵盤輸入、密

17、碼修改電路圖內(nèi)的 Q1、Q2、Q3、Q4 或邏輯端接入密碼輸入錯(cuò)誤三次即鎖定電路74LS161的CP端、Q端及計(jì)時(shí)電路74LS161的端。由此，可由或門輸出電平的高低決定單元模塊的有效或無(wú)效，從而驗(yàn)證密碼的正確性。五.軟件設(shè)計(jì)常用的畫電路圖軟件有protel 99se、protel 2004及ISIS等。由于Multisim 9安裝簡(jiǎn)便、容易上手、畫圖美觀等優(yōu)點(diǎn)，在本次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，我所使用的畫電路圖軟件為Multisim。Multisim 是全球獨(dú)一無(wú)二的交互式電路模擬軟件，令你產(chǎn)品設(shè)計(jì)事半功倍。Multisim 完全集成 Multicap，乃構(gòu)建電路并立即模擬運(yùn)行的理想工具。Multisim

18、電子電路全功能模擬測(cè)試仿真軟件，是一套完整的系統(tǒng)設(shè)計(jì)工具，其強(qiáng)大功能包含：元器件編輯、選取、放置；電路圖編輯、繪制；電路工作狀況測(cè)試；電路特性分析；電路圖報(bào)表輸出打??；檔案轉(zhuǎn)入/出；PCB文件轉(zhuǎn)換功能；結(jié)合SPICE、VHDL、Verilog共同仿真；高階RF設(shè)計(jì)功能；虛擬儀器測(cè)試及分析功能；計(jì)劃及團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)功能； VHDL及Verilog設(shè)計(jì)與仿真；FPGACPLD組件合成。我們通過(guò)人機(jī)對(duì)話的方式，親自動(dòng)手搭接電路，進(jìn)行元件接線，參數(shù)設(shè)定。邊連線，邊測(cè)試，邊修改，邊分析，并與理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)照。通過(guò)Multisim軟件的"componentProperties"(元件屬性

19、)可隨時(shí)調(diào)整和修改元器件參數(shù)，分析各元件參數(shù)對(duì)電路的作用與影響。調(diào)試和測(cè)量過(guò)程就是最好的學(xué)習(xí)過(guò)程。在這樣的實(shí)驗(yàn)中，把實(shí)驗(yàn)與理論有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，加深了我們對(duì)理論的認(rèn)識(shí)。我們可以通過(guò)一個(gè)實(shí)際的設(shè)計(jì)例子來(lái)體現(xiàn)Multisim仿真軟件的優(yōu)越性。通過(guò)以上設(shè)計(jì)可見(jiàn)，運(yùn)用Multisim軟件，可方便地在計(jì)算機(jī)上設(shè)計(jì)電路，并進(jìn)行仿真。通過(guò)改變電路參數(shù)，可以觀察不同電路參數(shù)對(duì)電路性能的影響，用虛擬儀器可以觀察各實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的波形及整個(gè)電路的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，一個(gè)方案不成功可刷新重來(lái)，反復(fù)多次后選擇出最佳的設(shè)計(jì)方案。由于該軟件具有豐富的元件庫(kù)和儀器庫(kù)，可以充分發(fā)揮我們的想象力和創(chuàng)造力，大膽進(jìn)行設(shè)計(jì)嘗試，不必?fù)?dān)心元器件會(huì)損壞，這

20、樣的設(shè)計(jì)可以隨心所欲、花樣疊出。若電路設(shè)計(jì)有誤，通過(guò)仿真，軟件會(huì)做出警告或提示，當(dāng)設(shè)計(jì)方案正確無(wú)誤后，再按此方案搭接實(shí)際電路。用Multisim軟件設(shè)計(jì)電子電路改變了傳統(tǒng)的基于電路板的設(shè)計(jì)方法，從而可以大大縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，節(jié)約開(kāi)發(fā)費(fèi)用，提高效率。Multisim軟件是設(shè)計(jì)電子電路的有效工具。Multisim9是一個(gè)虛擬實(shí)驗(yàn)室，為使用者造就了一個(gè)集成一體化的試驗(yàn)環(huán)境，他采用圖形化的輸入方式，只需進(jìn)行簡(jiǎn)單的拖放和連接操作，便可完成電路的搭建與分析。作為一個(gè)專業(yè)應(yīng)用軟件，他具有以下特點(diǎn)：    (1)豐富的元件和測(cè)試儀器Multisim9提供了數(shù)千種電路元件，包括基本獨(dú)立

21、元件(電阻、電容、三極管等)、集成電路(74及40系列芯片、DA及AD、集成運(yùn)放等)、源器件(各種獨(dú)立源、受控源、時(shí)鐘信號(hào)等)、基本顯示器件(伏特表、電流表、數(shù)碼管等)和其他元器件(繼電器、電磁鐵、直流電機(jī)等)，而且還可以根據(jù)需要擴(kuò)充或新建已有的元器件庫(kù)，大大方便了使用者。軟件中各元器件參數(shù)可調(diào)，并提供了理想值，這為分析電路的實(shí)際值與理論值的差異提供了依據(jù)。Multisim9的測(cè)試儀器包括數(shù)字萬(wàn)用表、函數(shù)發(fā)生器、多綜示波器、掃頻儀、頻率計(jì)、邏輯分析儀等，很難設(shè)想實(shí)際購(gòu)置這些儀器設(shè)備所需的巨額投資。(2)動(dòng)態(tài)可視化效果Multisim9的元器件采用與實(shí)物一致的外形，使用者即便是第一次使用，也能方

22、便地找到所需的元器件。對(duì)于測(cè)試儀器，其測(cè)量結(jié)果的顯示也與實(shí)際設(shè)備一致，能實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行。另外，他的數(shù)碼管能夠發(fā)光、熔斷絲可以燒斷、蜂鳴器能夠發(fā)聲、電阻器能夠通過(guò)鍵盤隨時(shí)改變阻值，形象地表征了電路的動(dòng)態(tài)特性，體現(xiàn)了其“軟件即儀器”的本質(zhì)特性。(3)多種分析功能作為虛擬的電子工作臺(tái)，Multisim9提供了詳細(xì)的電路分析手段，不僅可以完成電路的瞬態(tài)分析、穩(wěn)態(tài)分析、時(shí)域和頻域分析、器件的線性和非線性分析、電路的噪聲分析和失真分析等常規(guī)電路分析方法，而且還提供了離散傅里葉分析、電路零極點(diǎn)分析、交直流靈敏度分析和電路容差分析等共計(jì)27種電路分析方法，以幫助我們分析電路的性能。此外他還可以對(duì)被仿真電路

23、中的元件設(shè)置各種故障，如開(kāi)路、短路和不同程度的漏電等，從而觀察到在不同故障情況條件下的電路工作狀態(tài)。    (4)兼容性好Multisim 9的器件模型和分析方法都是建立在SPICE(Simulation Program with Integrated CircuitEmphasis)仿真程序的基礎(chǔ)上，因此他與SPICE的網(wǎng)格兼出PCB文件，這樣利用Multisim9一個(gè)軟件，便可完成從電路的設(shè)計(jì)分析直至印刷電路板格式文件輸出等全部設(shè)計(jì)工作，大大加快了產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)速度，提高了設(shè)計(jì)人員的工作效率。六.系統(tǒng)功能本文的電子密碼鎖利用邏輯電路，采用4位輸入密碼，只有在輸入了

24、正確的密碼后才能實(shí)現(xiàn)對(duì)燈的電子控制，并且有各種附加電路已達(dá)到報(bào)警及鎖定功能，有極高的安全系數(shù)。密碼鎖電路包含：鍵盤輸入、密碼修改、密碼檢驗(yàn)、報(bào)警電路及鍵盤輸入次數(shù)鎖定電路，具有以上功能。由四個(gè)RS觸發(fā)器和十六個(gè)開(kāi)關(guān)構(gòu)成四位密碼驗(yàn)證電路，可實(shí)現(xiàn)密碼修改及密碼輸入，輸出電平可驗(yàn)證密碼的正確性。若四位密碼輸入正確，RS4輸出為低電平。若四位密碼輸入錯(cuò)誤，上下開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)不一致，輸出為高電平。由可以判斷輸入密碼是否正確。J1、J2接出連入或門的輸出端接報(bào)警電路中74LS160的ET端和EP端，在J1或J2閉合時(shí)開(kāi)始加計(jì)數(shù)，直到計(jì)數(shù)完畢拉響蜂鳴。鍵盤輸入、密碼修改電路圖內(nèi)的 Q1、Q2、Q3、Q4 或邏輯

25、端反相電平與555但穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出反相電平的或邏輯后，接發(fā)光二極管。若兩者同時(shí)為低電平，發(fā)光二極管不亮，若其中有一個(gè)為高電平，法官二極管亮。鍵盤輸入、密碼修改電路圖內(nèi)的 Q1、Q2、Q3、Q4 或邏輯端接入密碼輸入錯(cuò)誤三次即鎖定電路74LS161的CP端、Q端及計(jì)時(shí)電路74LS161的端。由此，可由或門輸出電平的高低決定單元模塊的有效或無(wú)效，從而驗(yàn)證密碼的正確性。如果密碼輸入錯(cuò)誤，74LS160的CP端輸入高電平，計(jì)數(shù)器加計(jì)數(shù)一次，如果密碼連續(xù)輸入錯(cuò)誤三次，與非端輸出低電平，輸入555觸發(fā)器的2端。由圖3.2.2可知，555觸發(fā)器所構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器3號(hào)端口連續(xù)55秒輸出高電平，7432N輸入為零零，輸出為低電平，可以鎖定發(fā)光二極管使其無(wú)法發(fā)光，即完成鎖定電路功能。如果密碼輸入正確，Q端輸出為高電平，發(fā)光二極管亮，模擬開(kāi)門。CP為0.025Hz連續(xù)脈沖信號(hào)。輸入密碼，開(kāi)關(guān)K11或K12其一閉合時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)。若密碼正確輸入取消計(jì)時(shí)，若密碼未正確輸入， 40秒后，LD變?yōu)楦唠娖?，拉響蜂鳴，開(kāi)始報(bào)警。七.設(shè)計(jì)總結(jié)以上為我設(shè)計(jì)的電子密碼鎖電路，它主要由RS觸發(fā)器、74LS161及555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器構(gòu)成，經(jīng)過(guò)多次修改和整理，可以滿足基本要求。但因?yàn)樗接邢?，此電路中仍存在一定的?wèn)題，譬如說(shuō)電路的密碼僅為四位二進(jìn)制數(shù)，共只有十六種可能，容