鍵盤(pán)電子密碼鎖 EDA課設(shè)

1、燕 山 大 學(xué)EDA課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)題目： 鍵盤(pán)電子密碼鎖 姓名： 蓋玉帥 班級(jí)： 14通信一班 學(xué)號(hào)： 140104030017 成績(jī)： 一、設(shè)計(jì)題目及要求（1）用10個(gè)按鍵代表09，密碼為4位固定數(shù)；（2）用1個(gè)按鍵作為門(mén)鈴；（3）用1個(gè)開(kāi)關(guān)作為關(guān)門(mén)信號(hào)；（4）開(kāi)鎖和報(bào)警LED指示，且報(bào)警用聲音提示。二、設(shè)計(jì)過(guò)程及內(nèi)容1.總體設(shè)計(jì)（1）程序框圖開(kāi)始密碼輸入密碼比較 錯(cuò)誤正確紅燈亮，蜂鳴器響綠燈亮結(jié)束（2）設(shè)計(jì)方案首先用數(shù)據(jù)選擇器預(yù)設(shè)四位密碼，然后用按鍵輸入4位密碼，用優(yōu)先編碼器將輸入的按鍵轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)字，再將輸入密碼的每一位和預(yù)設(shè)密碼的每一位通過(guò)由4位比較器組成的密碼驗(yàn)證電路比較，將

2、每一位比較的結(jié)果送到4位移位寄存器存儲(chǔ)，當(dāng)4位比較結(jié)束后通過(guò)門(mén)電路輸出比較結(jié)果，用兩個(gè)LED燈和一個(gè)蜂鳴器表示比較的結(jié)果。 總原理圖如下：仿真結(jié)果如下圖所示：當(dāng)輸入四位正確密碼時(shí)，green引腳變?yōu)楦唠娖?，red和ringer為低電平。當(dāng)輸入四位錯(cuò)誤密碼時(shí)，red和ringer引腳變?yōu)楦唠娖?，green為低電平。2.模塊分析共分5個(gè)模塊（1） 按鍵防抖模塊每個(gè)按鍵后加一個(gè)D觸發(fā)器（DFF）用于防止按鍵抖動(dòng)帶來(lái)錯(cuò)誤。（2） 按鍵輸入模塊用優(yōu)先編碼器74147將十個(gè)按鍵編碼為四位二進(jìn)制形式（默認(rèn)輸出為0可解決只有9路輸入的問(wèn)題）。同時(shí)每按一次按鍵產(chǎn)生一個(gè)脈沖buffer，用于控制計(jì)數(shù)電路模塊。電路

3、原理圖如下：仿真波形圖如圖所示：（3） 計(jì)數(shù)電路模塊用16進(jìn)制計(jì)數(shù)器74161設(shè)計(jì)一個(gè)4進(jìn)制計(jì)數(shù)器，使用預(yù)置數(shù)計(jì)數(shù)方式，預(yù)置數(shù)為001，控制預(yù)設(shè)密碼的S0，S1端口，密碼輸入按鍵每按下去一次計(jì)數(shù)器加1，按4次后加到101時(shí)跳到001完成一次循環(huán)。每輸入一位密碼后，將預(yù)設(shè)密碼的一位輸入到選擇器與輸入的密碼進(jìn)行比較。當(dāng)計(jì)數(shù)器完成一次循環(huán)后，寄存器將4位存儲(chǔ)結(jié)果輸出。原理圖如下：仿真波形圖如下：（4） 密碼預(yù)設(shè)模塊用兩個(gè)雙四選一數(shù)據(jù)選擇器74153組成，通過(guò)s0和s1的電平組合決定輸出的數(shù)字，本電路預(yù)設(shè)的密碼為1417。電路原理圖如下：仿真波形圖如下：（5） 密碼比較模塊用四個(gè)D觸發(fā)器（DFF）串聯(lián)

4、成一個(gè)四位的移位寄存器。（參考教材P197）原理圖如下：仿真波形圖如下：3.硬件測(cè)試硬件仿真成功后，下載到試驗(yàn)箱測(cè)試。每輸入一位正確密碼，test連接的發(fā)光二極管就亮一次，當(dāng)輸入4位正確密碼1417時(shí)，顯示密碼正確的發(fā)光二極管點(diǎn)亮，輸入錯(cuò)誤后，顯示密碼錯(cuò)誤的發(fā)光二極管點(diǎn)亮且蜂鳴器發(fā)出錯(cuò)誤的警報(bào)信號(hào)。上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說(shuō)明實(shí)驗(yàn)成功。三、設(shè)計(jì)結(jié)論在做課程設(shè)計(jì)時(shí)，各個(gè)模塊很快畫(huà)完原理圖并調(diào)試正常，只是在聯(lián)合到一起時(shí)的仿真結(jié)果不正確，仔細(xì)檢查后發(fā)現(xiàn)總原理圖有兩根線接反了。改正后，又出現(xiàn)新的問(wèn)題，在第一個(gè)計(jì)數(shù)周期，接收到三個(gè)按鍵脈沖就會(huì)產(chǎn)生結(jié)果，而后面的周期又都正常。將計(jì)數(shù)電路的計(jì)數(shù)方式改為預(yù)置數(shù)計(jì)數(shù)解決了此問(wèn)題。通過(guò)這次EDA課程設(shè)計(jì)，我對(duì)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)有了更深刻的認(rèn)識(shí)，并且掌握了很多原來(lái)就學(xué)的不太明白的知識(shí)，以及之前自以為很明白的東西。同時(shí)，這次課程設(shè)計(jì)也讓我深刻感受到，做事不能急于求成，要沉下心來(lái)，按照既定程序一步一步的來(lái)，過(guò)于求快往往會(huì)事倍功半。當(dāng)我們持續(xù)做一件事情遇到瓶頸時(shí)，不妨換件事情做，或者放松娛樂(lè)一下，然后再回來(lái)繼續(xù)研究，往往可以獲得意想不到的靈感。EDA課程的開(kāi)設(shè)可以增強(qiáng)我們的動(dòng)手能力，加深我們對(duì)課本理論知識(shí)得理解。最后感謝學(xué)校給我們這次