1、燕 山 大 學eda課程設計報告書題目： 電子密碼鎖 1、 設計題目及要求題目：電子密碼鎖要求：1. 用 10 個按鍵代表09，輸入后應轉換為8421bcd 碼，如按“6”后轉換為“0110”；2. 密碼位數為 6 位，具有密碼設置和修改功能；3. 開鎖和報警均有 led 燈指示，且報警有聲音提示，報警音頻率為750hz，每鳴叫1 秒停1 秒，共鳴叫5 響；4. 用 6 個數碼管顯示輸入的密碼。2、 設計過程及內容1. 設計方案本次eda設計項目主要由輸入模塊、數據分路模塊、輸入及密碼寄存模塊、比較模塊、密碼重置模塊、顯示模塊及結果輸出報警模塊組成。圖一、電路總圖keyinput1為輸入模塊，

2、其中包含防抖電路，利用74147編碼器將單位輸入轉化成對應的十進制bcd碼，并輸出按鍵的脈沖以及計數器所記錄按鍵次數的bcd碼，計數器采用74160利用清零端轉換成7進制以便記錄六位密碼。cinput1為數據分路模塊，輸入端為按鍵表示的4為bcd碼和3位二進制地址碼，利用74138（3線8線譯碼器）進行譯碼，利用四個譯碼器并聯實現利用地址碼對輸入數據進行并行輸出的功能。compare為寄存和密碼比較模塊，輸入端為3位地址碼、keycp脈沖、chpw脈沖、六位十進制bcd碼并行輸入，其中包含的2個cinput模塊用以利用輸入的地址碼將keycpt和chpw脈沖分別送入6個bj模塊，6個bj模塊中

3、包含兩個寄存器，一個用來寄存系統內密碼，一個用來寄存輸入的密碼，并利用7485進行逐位比較輸出結果。flash模塊為晶體管的掃描模塊，輸入為6組十進制bcd碼，掃描輸入cp，利用74151實現利用地址碼對6組bcd碼的選擇輸出，最后實現輸出端為三位地址碼和4位十進制bcd碼。地址碼和輸出對應循環變化實現數碼管的動態顯示。show1為顯示模塊，地址碼和bcd碼為輸入，利用7448以直接驅動數碼管。結果輸出報警模塊包括蜂鳴器和led指示燈。 2、 模塊功能介紹（1） 、keyinput1圖二、keyinput模塊圖輸入按鍵首先經過一個fd0模塊進行消抖處理，經過消抖電路后經過74147進行譯碼，把

4、按鍵輸入的脈沖轉換成對應的bcd碼輸出，并經過延時。按鍵時產生的脈沖作為74160計數器的計數脈沖實現0-7的計數，并輸出計數結果的3位bcd碼，以及計數器為7時的一個計數脈沖信號unm7。消抖電路主要是輸入一個366hz的脈沖作為d觸發器的時鐘信號，以按鍵脈沖作為輸入，從而濾去頻率大于366hz的毛刺，電路圖如下：圖三 fd0模塊圖利用時鐘上升沿輸出數據的特性可以消除那些頻率較高的毛刺，實現消抖的目的。（2） 、cinput1圖四 cinput1模塊電路圖cina、cinb 、cinc、 cind為輸入的四位bcd碼，cins0、cins1、cins2為三位地址碼。cinput模塊電路如下：

5、圖五 cinput模塊電路圖74138譯碼器會根據地址碼選擇相應輸出端輸出，這樣就能根據地址碼的不同得到六組4位的bcd碼，并將數據送入compare模塊中。（3） compare模塊電路圖如下所示：圖六 compare模塊電路圖電路圖中兩個cinput模塊用以根據地址碼輸入將keycp和chpw兩個信號分別從六個不同位置輸出，cinput模塊前面已經給出。六個bj模塊輸入為六組4位bcd碼。bj模塊電路圖如下：圖七 bj模塊電路圖圖中en1為chpw脈沖輸入，當ma、mb、mc、md輸入數據時，同時輸入chpw脈沖可以改變存在密碼鎖中的密碼，同時不改密碼時en1默認為低電平，數據可以傳到那上

6、邊的dcs鎖存模塊中，同時按鍵脈沖keycp輸入en2中提供上升沿，數據被所存住，一路作為輸出，一路進入7485與下邊的dcs鎖存器進行比較，輸出比較結果。在更改密碼時需要按下chpw鍵，此時en1位低電平，數據不會被存入上邊的鎖存器，避免在修改完密碼后不需輸入密碼就顯示為密碼輸入正確結果。圖八 dcs鎖存器電路圖六路比較模塊結果利用與門輸出1路，為最終的比較結果。（4） 、flash模塊flash模塊是為了實現六位數碼管動態顯示，具體電路圖如下：圖九flash電路圖74160實現對地址碼0-5的循環顯示，連接為6進制。輸入一個375khz的脈沖為時鐘，使地址碼快速在0-5之間循環，地址碼輸入

7、74151這個8選1數據選擇器中，實現對六組4位bcd碼的循環顯示，由于人的視覺停留的緣故，可以看到六位同時顯示。（5） show1模塊圖十flash模塊電路主要作用是利用7448將輸入的4位十進制bcd碼轉化成7段數碼管顯示模式以直接驅動數碼管。（6） 結果輸出報警模塊電路如圖所示：圖十一報警模塊compare模塊輸出結果進入d鎖存器，脈沖由keyinput模塊中計數器到7輸出脈沖驅動，該脈沖作為時鐘信號加入前經過一個防抖的d鎖存器，目的是消除計數過程中產生的毛刺。比較結果經過d鎖存器是為了讓比較結果可以保存六次按鍵的周期，從而保證在修改密碼時，比較結果的正確性以實現修改密碼的脈沖能夠成功輸

8、入。輸出結果驅動led，并作為信號輸入fengming模塊中。fp電路如下所示：圖十二分頻電路輸入366脈沖，為了實現響一秒停一秒，需要得到0.5hz的信號，同時占空比為1：1，所以加入鎖存器，由于d鎖存器本身有二分頻特性，前邊電路設置為366進制。fengming模塊如下圖所示：圖十三fengming模塊電路比較結果信號bjjg、1hz信號、計數器記六輸出num6進入與門以實現只有比較結果錯誤且計數數量有六個時才能輸入1hz的信號，計數器記6清0可以實現對1hz脈沖的計數，當計數滿6時，輸出低電平與輸入進入與門，使得信號不能繼續輸入，達到只響5次的目的，用750hz的脈沖供電，使蜂鳴器震動頻

9、率為750hz，rest鍵方便計數器清零，輸出新的密碼驗證結果。（7） 、電路仿真結果圖十四 仿真圖形三、設計結論（包括設計過程中出現的問題；對eda課程設計感想、意見和建議）在設計過程中出現了很多問題，在老師的幫助下和組內同學的齊心協力下都得到了很好的解決，簡單總結如下：1、 時序問題，由于多處電路用到鎖存器，計數器等邊沿觸發裝置，所以有些時候鎖存內容會與預想不同，比如比較密碼模塊中輸入密碼的鎖存器就因為按鍵脈沖過去太快而造成同時鎖存住第二次鍵入得內容，利用lcrll延時器對keycp進行延時可以有效解決問題。2、 分頻問題，為了得到占空比為1:1的脈沖需要加入d鎖存器，但是又要同時注意d鎖存器本身的二分頻作用。3、 密碼修改問題，以前為了讓鎖存器存住比較結果的時間內可以修改6位密碼，所以把計數器達到6時的脈沖作為d鎖存器的時鐘，實際中發現修改第六位密碼時剛剛按下第六位密碼，鎖存器就會鎖存新的結果，造成修改密碼過程只能成功修改5位。4、 eda設計過程中總會出現意想不到的錯誤，就像老師說的，最好的解決辦法絕對不是說理論上應該輸出什么，而是引出輸出端，看看到底輸出什么數據，與理論值是否一致，不一致的話，可能出現的錯誤是什么，有針對的解決。5、 在進行仿真時千