數(shù)電課程設(shè)計二進(jìn)制密碼鎖的設(shè)計

1、長 沙 學(xué) 院數(shù)電課程設(shè)計說明書題目二進(jìn)制密碼鎖的設(shè)計系(部)電子與通信工程系專業(yè)(班級)通信工程姓名XXX學(xué)號XXXXXX指導(dǎo)教師陳希起止日期5月28號-6月1號2010級通信工程專業(yè)課程設(shè)計任務(wù)書（課題九）系（部）： 電子與通信工程系 專業(yè)： 通信工程學(xué)生姓名XXX同組者無指導(dǎo)教師陳希課題名稱二進(jìn)制密碼鎖的設(shè)計設(shè)計要求及設(shè)計參數(shù)（1）課題內(nèi)容：設(shè)計一個8位并行二進(jìn)制密碼鎖，密碼內(nèi)容可通過開關(guān)進(jìn)行設(shè)置。 設(shè)置8位輸入按鍵，當(dāng)不進(jìn)行任何按鍵時，數(shù)碼管顯示“0”；當(dāng)按鍵值與預(yù)置的密碼完全符合時，數(shù)碼管顯示“R”，開鎖狀態(tài)LED燈亮；當(dāng)按鍵值與預(yù)置密碼不符合時，數(shù)碼管顯示“E”，開鎖狀態(tài)LED燈滅

2、。系統(tǒng)可設(shè)置一個使能輸入端，當(dāng)使能端為高電平時，密碼鎖能正常工作，反之，密碼鎖按鍵無效，數(shù)碼管滅, 開鎖狀態(tài)LED燈滅。（2）主要任務(wù)：完成該系統(tǒng)的硬件設(shè)計，調(diào)試好后并能通過仿真，最后就課程設(shè)計本身提交一篇課程設(shè)計說明書。設(shè)計工作量一周：1、查找資料，根據(jù)要求的格式并結(jié)合所查資料寫出理論設(shè)計方案的全過程，實驗操作的步驟、數(shù)據(jù)以及結(jié)論。 2、學(xué)習(xí)使用MultiSim軟件，利用MultiSim畫出原理圖并進(jìn)行仿真。 3、學(xué)習(xí)使用Protel軟件，利用Protel完成原理圖繪制。進(jìn)度安排起止日期工作內(nèi)容備注5月28號 8:00-5:30Multisim仿真5月29號 8:00-5:30Multisi

3、m仿真5月30號 8:00-5:30及PROTEL原理圖的繪制5月31號 8:00-5:30及PROTEL原理圖的繪制6月1號 8:00-5:30答辯主要參考資料1康華光電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分（第五版）2康華光電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分（第五版）3楊欣 王玉鳳 劉湘黔電路設(shè)計與仿真基于Multisim9與protel 994標(biāo)準(zhǔn)集成電路數(shù)據(jù)手冊TTL電路（增補本）指導(dǎo)教師簽名年 月 日系（部）主管領(lǐng)導(dǎo)意見年 月 日答辯評委老師年 月 日教研室意見年 月 日目 錄摘要41、二進(jìn)制密碼鎖的設(shè)計電路的設(shè)計方案51.1設(shè)計任務(wù)與要求51.2設(shè)計思路與原理51.3單元電路設(shè)計與參數(shù)計算7輸入密碼預(yù)設(shè)密碼輸入單元

4、：7數(shù)字比較單元：8E發(fā)光二極管顯示單元：8使能端單元：9置0單元：102、Multisim仿真及PROTEL原理圖的繪制103、設(shè)計缺陷124總結(jié)與體會13參考文獻(xiàn)：14二進(jìn)制密碼鎖的設(shè)計摘要數(shù)字密碼鎖是通過輸入密碼預(yù)設(shè)密碼進(jìn)行數(shù)值比較，如果密碼一致，則鎖被打開，否則不能打開。本方案的以以上原理為基礎(chǔ)，通過一些門電路的輔助，實現(xiàn)了實驗要求的功能的功能。關(guān)鍵字：數(shù)字 密碼鎖1、二進(jìn)制密碼鎖的設(shè)計電路的設(shè)計方案1.1設(shè)計任務(wù)與要求（1）課題內(nèi)容：設(shè)計一個8位并行二進(jìn)制密碼鎖，密碼內(nèi)容可通過開關(guān)進(jìn)行設(shè)置。 設(shè)置8位輸入按鍵，當(dāng)不進(jìn)行任何按鍵時，數(shù)碼管顯示“0”；當(dāng)按鍵值與預(yù)置的密碼完全符合時，數(shù)碼

5、管顯示“R”，開鎖狀態(tài)LED燈亮；當(dāng)按鍵值與預(yù)置密碼不符合時，數(shù)碼管顯示“E”，開鎖狀態(tài)LED燈滅。系統(tǒng)可設(shè)置一個使能輸入端，當(dāng)使能端為高電平時，密碼鎖能正常工作，反之，密碼鎖按鍵無效，數(shù)碼管滅, 開鎖狀態(tài)LED燈滅。（2）主要任務(wù)：完成該系統(tǒng)的硬件設(shè)計，調(diào)試好后并能通過仿真，最后就課程設(shè)計本身提交一篇課程設(shè)計說明書。1.2設(shè)計思路與原理通過每組八個的兩組開關(guān)分別組成“輸入密碼”和“預(yù)設(shè)密碼”，然后通過數(shù)值比較器，當(dāng)比較相同時數(shù)碼管輸出字母R，當(dāng)比較不同時數(shù)碼管輸出字母E，當(dāng)不進(jìn)行任何輸入時數(shù)碼管出0（由于一旦電路搭建完成，無論組成密碼輸入和密碼預(yù)設(shè)的兩組開關(guān)是處于閉合還是斷開狀態(tài)，都進(jìn)行了輸

6、入，即：斷開輸入為高電平1，斷開輸入為低電平0，所以本實驗通過外接電路模塊來實現(xiàn)“當(dāng)不進(jìn)行任何輸入數(shù)碼管為0的功能”即：外接模塊開關(guān)處于狀態(tài)一時：無論輸入密碼和預(yù)設(shè)密碼是什么，數(shù)碼管均顯示為0，當(dāng)外接模塊開關(guān)處于狀態(tài)二時：數(shù)碼管能進(jìn)行正常的R，E轉(zhuǎn)換）。另外，設(shè)計中還設(shè)有一個使能端，使能端為高電平時數(shù)碼管和發(fā)光二級管工作，使能端為低電平時，都熄滅。另外，應(yīng)當(dāng)注意的是數(shù)碼管的7個輸入引腳要接電阻，如果不接電阻，當(dāng)使能端從高電平撥至低電平，即：數(shù)碼管從有顯示到無顯示時會閃爍，而不能完全熄滅。數(shù)值比較器輸入密碼預(yù)設(shè)密碼正確R錯誤E不輸入0使能端圖1.1數(shù)字密碼鎖框圖圖1.274HC85引腳圖圖1.3

7、引腳端符號說明圖1.474HC85引腳極限值圖1.574HC85功能表1.3單元電路設(shè)計與參數(shù)計算1.3.1輸入密碼預(yù)設(shè)密碼輸入單元：單元說明：用兩組開關(guān)組成八位二進(jìn)制密碼。當(dāng)開關(guān)處于斷開狀態(tài)時為邏輯電平1，當(dāng)開關(guān)處于閉合狀態(tài)時為邏輯電平0。圖1.6輸入密碼預(yù)設(shè)密碼輸入單元電路圖表1.1輸入密碼及預(yù)設(shè)密碼輸入單元元件清單元件序號型號主要參數(shù)數(shù)量備注S1 S8無無8開關(guān)S11 S18無無8開關(guān)1.3.2數(shù)字比較單元：單元說明：一片74HC85芯片只能比較四位二進(jìn)制數(shù)，這里用兩片74HC85串聯(lián)級聯(lián)的方式組成八位二進(jìn)制數(shù)值比較器。低位片的3腳接高電平，24腳接低電平，即：JP1的3腳接高電平，24

8、腳接低電平。圖1.7數(shù)字比較單元電路圖表1.2數(shù)字比較單元元件清單元件序號型號主要參數(shù)數(shù)量備注JP1JP274HC855V2組成八位二進(jìn)制數(shù)值比較器1.3.3RE發(fā)光二極管顯示單元：單元說明：用一些邏輯與非門非門開關(guān)電阻與門發(fā)光二極管組成。圖1.8RE發(fā)光二極管顯示單元電路表1.3RE發(fā)光二極管顯示單元元件清單元件序號型號主要參數(shù)數(shù)量備注U6U7U9無無3二輸入端與門U1U3U4無無3非門U5無無1異或門F1F7無330歐7電阻U8無無1而輸入端與非門DS1無無1七段顯示器D1無無1發(fā)光二級管1.3.4使能端單元：單元說明：當(dāng)使能端處在高電平時七段顯示器和發(fā)光二極管工作，低電平時七段顯示器和發(fā)

9、光二極管不工作。此模塊應(yīng)該特別注意七段顯示器的7個輸入端都要接330歐的電阻，防止使能端撥至低電平時七段顯示器閃爍。圖1.9使能端單元電路圖表1.4使能端單元元件清單元件序號型號主要參數(shù)數(shù)量備注U9無無1二輸入端與門U3無無1非門F8F10無330歐2電阻1.3.5置0單元：單元說明：由于一旦電路搭建完成，無論組成密碼輸入和密碼預(yù)設(shè)的兩組開關(guān)是處于閉合還是斷開狀態(tài)，都進(jìn)行了輸入，即：斷開輸入為高電平1，斷開輸入為低電平0，所以本實驗通過外接電路模塊來實現(xiàn)“當(dāng)不進(jìn)行任何輸入數(shù)碼管為0的功能”即：外接模塊開關(guān)處于狀態(tài)一時：無論輸入密碼和預(yù)設(shè)密碼是什么，數(shù)碼管均顯示為0，當(dāng)外接模塊開關(guān)處于狀態(tài)二時：

10、數(shù)碼管能進(jìn)行正常的R，E轉(zhuǎn)換。圖1.10置0單元電路圖表1.5置0單元元件清單元件序號型號主要參數(shù)數(shù)量備注U2、U10無無2開關(guān)S22、S23、S24無無3非門F9無330歐1電阻2、Multisim仿真及PROTEL原理圖的繪制圖2.1Protel原理圖圖2.2 Multism仿真圖表2.1總清單元件序號型號主要參數(shù)數(shù)量備注S1 S8 S11 S18 S21S24無無20開關(guān)JP1JP274HC852數(shù)值比較器U1U4U10無無5非門U5無無1異或門U6U7U9無無3二輸入端與門U8無無1二輸入端與非門F1F10無330歐10電阻DS1無無1七段顯示器D1無無1發(fā)光二極管3、設(shè)計缺陷本次課程

11、設(shè)計方案最大的缺陷莫過于任務(wù)要求的“當(dāng)不進(jìn)行任何輸入時，數(shù)碼管顯示數(shù)字0”功能實現(xiàn)起來過于繁瑣。其次，Multism仿真電路圖搭建的不過整潔也是這次我的課程設(shè)計不足之處。4總結(jié)與體會這次課程設(shè)計可謂收獲頗豐，通過本次課程設(shè)計學(xué)習(xí)到了很多書本上學(xué)習(xí)不到的東西，例如：出現(xiàn)問題后自我解決的能力，與同學(xué)之間的互相學(xué)習(xí)的能力。這次課程設(shè)計雖然只用時一周，去讓我們對以前理論課上學(xué)到的知識得到了很好的理解，是對理論知識的運用，深化理解。而通過對文獻(xiàn)資料的參照查找與對比，以及對仿真軟件Multisim和Protel軟件的學(xué)習(xí)。不僅獨立制作出了數(shù)字密碼所電路的全過程設(shè)計、調(diào)試，而且初步學(xué)會了如何設(shè)計數(shù)字系統(tǒng)。在

12、查找文獻(xiàn)資料中不僅能學(xué)到許多東西，而且學(xué)會了許多解決問題的方法；而對Multisim和Protel軟件的學(xué)習(xí)，則更加提高自己實踐操作能力的提高。在設(shè)計過程中不斷尋求解決方案與方法，獨立進(jìn)行學(xué)習(xí)與查找方案。對課程設(shè)計說明書的撰寫，進(jìn)一步加強了各方面能的鍛煉，分析能力進(jìn)一步加強。在書寫課程設(shè)計時，不僅要進(jìn)行單元塊的調(diào)試，而且需要一步一步進(jìn)行組裝最后調(diào)試。在進(jìn)行邏輯分析時，還要對其進(jìn)行不對思考改進(jìn)，強化了獨立解決問題的能力。另外，Microsoft Office Word得到熟練應(yīng)用。當(dāng)然，通過這次課程設(shè)計也讓我看到了很多需要改進(jìn)的地方。完成個目標(biāo)有很多種方法，而只有通過不斷的改進(jìn)我們的方案，不斷地學(xué)習(xí)他人的長處，并化為自己的思想，才能盡可能的把我們的設(shè)計方案做得完美。我的這個設(shè)計方案并不是最好，例如：在要求不進(jìn)行任何輸入時七段顯示器顯示數(shù)字“0”，我用的辦法是外接電路模塊控制。雖然也能實現(xiàn)，但終覺得不完美。英語方面的欠缺，也會使得設(shè)計受阻，在當(dāng)今這個地球村