1、東華理工大學課程設計報告課程名稱： 脈沖與數字電路 系 部： 通信工程系 專業班級： 1421302 小組成員： 個人 指導教師： 鄧伶莉 完成時間： 報告成績： 評閱教師 鄧伶莉 日期 電子密碼鎖課程設計報告一. 設計要求1） 基本要求： 設計一個數字密碼鎖，要求只有按正確的順序，輸入正確的密碼，方能輸出開鎖信號，實現開鎖。 設置三個正確的密碼鍵和若干個偽鍵，任何偽鍵按下后，密碼鎖都無法打開。 每次只能接受四次按鍵信號，而且第四個鍵只能是“確定”或者“重輸鍵”，其他無效。 能顯示已輸入鍵的個數 2） 擴展要求： 第一次密碼輸錯后，可以輸入第二次，但是連續三次輸錯，密碼將被鎖，必須按復位鍵才能

2、解鎖。 二. 設計的作用、目的課程設計的基本任務，是著重提高動手能力及在字集成電路應用方面的實踐技能，培養綜合運用理論知識解決實際問題的能力。各組人員可分別通過設計圖紙，上網查找資料以及撰寫報告這幾個過程來鍛煉邏輯思維能力及實際動手能力。從實際操作中學習知識，思考存在的問題以及解決問題。讓我認識到數電中一些基本的的元器件的功能及其使用，如一些簡單的與非門異或門，計數器，移位寄存器，數值比較器和開關的使用方法及實現指定要求的電子密碼鎖。 綜合運用所學過的脈沖與數字電路課程知識，進行有一點工作量的數字電路綜合設計，掌握電路原理分析，電路設計，電路板制作，電路焊接與電路調試能力。 三. 設計的具體實

3、現1 系統概述由設計要求可知，電子密碼鎖結構必須包括密碼設置及輸入部分，顯示部分，輸入密碼與初始密碼比較部分，即解鎖部分，一些相應的功能鍵，如密碼重置鍵，密碼重輸鍵，密碼確認鍵，復位鍵等，和擴展要求部分。（電路圖詳見圖1.1,1.2）密碼設置及輸入部分，即輸入密碼所需的按鍵模塊和將按鍵編碼的編碼器，同時需要將編碼器的編碼存儲，即需要個存儲器，存儲器包括兩個，一個是設置初始密碼的存儲器，另一個是解鎖輸入密碼的存儲器。我采用的是按鈕作為密碼按鍵，兩個或門組成的3-2線編碼器，和課本上的雙向移位寄存器。顯示部分，同時需要能顯示已輸入鍵的個數，則需要一個計數器，我采用的是按鈕作為開關，將開關的一端連到

4、計數器的CLK端口，按一下密碼鍵則會產生一個脈沖，計數器就會計數，再將計數器的相應端口連到七段數碼管，則能實現。解鎖部分，而且要求只有按正確的順序，輸入正確的密碼，方能輸出開鎖信號，實現開鎖，則需要一個數值比較器，將初始密碼和輸入密碼比較，得到輸出結果，作為此密碼鎖的開關。擴展要求部分，則同樣需要一個計數器，將該計數器的CLK連到重輸密碼鍵的開關，當計數器計到4時，利用計數器的相應輸出端口來控制密碼輸入按鍵的工作，實現鎖住密碼鎖的功能，并且可以設置一個復位鍵來解鎖。基本要求部分總覽 圖1.1擴展要求部分圖 1.22 電路設計與分析 1）.密碼設置與輸入部分 密碼設置則需要按鍵來實現密碼輸入功能

5、，為了其它的功能的順利實現，采用如下圖2.1所示的按鈕開關。 圖2.1設置初始密碼時，按下如圖2.2的按鈕則會產生高電平，使得由兩個或門的組成的3-2線編碼器編碼，并且將編成的兩位二進制碼Y1Y2存入存儲器中。3-2編碼器模塊 圖2.2ASDY1Y2100010101000111表2.1 3-2線編碼器真值表編碼器邏輯表達式Y1=S+DY2=A+D 如圖2.3所示，三次按鍵后則需要存儲6位二進制數，我采用的是兩片74LS194D芯片（雙向4位移位寄存器），將一個按鍵產生的兩位二進制碼分別存入對應高位和低位存儲器中，把Y1Y2分別接到對應的高位和低位密碼移位存儲器（74LS194D）上，同時兩個

6、寄存器的CLK接到了按鈕上，則輸入密碼時按下按紐，編碼器則會按照上表2.1編碼瞬間產生一個兩位二進制碼并將其存入的兩個存儲器的QD，同時會產生一個脈沖，按三下按鈕后則會寄存器會把3個兩位二進制碼，即6位二進制碼分別存入QBQCQD中，而在要求需要接受四次按鍵信號，而我的設計將第四次按鍵設置為任意鍵，即輸入三次后按下任意一個密碼鍵，即為確認鍵，則需存儲的3個兩位二進制碼存在QAQBQC中，同時該存儲器接收到第四次按鍵信號后，需將其存儲的密碼保持。根據芯片74LS194D功能表（見數電課本p276）已知S1=0,S0=0時保持，S1=1，S0=0時左移，則可以通過如下圖所示的密碼存儲控制A雙輸入或

7、非門（74LS02）實現自動控制。 易知編碼器對按鈕的編碼有3種01，10，11，接收到四次按鍵信號后通過兩個移位寄存器的QA狀態的變化，實現接受四次信號后QA會從00變成01，10,11,據此則可以采用將如圖2.3的密碼存儲控制模塊的輸出端分別接到存儲器的S1端口，則可以實現了在接受了四次按鍵信號后能將設置的初始密碼保持下來要求，同時該芯片還具有異步置0端口CLR，據此可以設置一個如圖所示的密碼重置鍵。（詳細電路連接見圖1.1）初始密碼存儲器模塊 圖2.3輸入密碼存儲器，同樣采用兩片74LS194D芯片，該模塊的功能應該是，設置好了初始密碼后，此時兩片74LS194D芯片才能開始存儲輸入密碼

8、按鍵產生的編碼，則需要通過通過如圖2.4的所示的密碼輸入控制模塊。可知，輸入密碼存儲器開始存儲時，需要保證初始密碼存儲后，之前設置的初始密碼的時間內，各個輸出端口保持0狀態，并且開始輸入密碼存儲時，存儲完3位密碼后，按下任意鍵后，則野需要保持。據此，可以利用如圖所示的密碼輸入控制模塊來自動控制輸入密碼存儲器的存儲功能，CLK端口連接與初始密碼存儲器相同，這兩塊芯片的S1端口連接到，初始密碼存儲器的芯片S1端口的反相后與輸入密碼存儲器的模塊的密碼存儲控制的異或后的輸出端口上，即能實現正常的存儲功能了，同時也能利用CLR做一個密碼重輸鍵。輸入密碼存儲器模塊 圖2.42） .顯示部分實現顯示已輸入鍵

9、的個數，則需要一個計數器和一個7段數碼管，如下圖，計數器的CLK端口接到3輸入或非門的輸出端上，按下一個按紐鍵就會產生一個脈沖，則把16進制計數器初始值設為0000，則按一下按紐即可以計一個數，異步置0端口CLR通過連到QC的反門上，實現了4進制計數器，對應引腳連到數碼管上即能顯示已輸入鍵的個數。顯示模塊 圖2.53） .解鎖部分將兩個存儲器的存儲的6個二進制數分別接到數值比較器上。因為有6位數，則采用兩片74LS85N四位比較器芯片，將6位二進制數分別對應接到比較器的輸入端口上，將A=B的輸出端口通過一個密碼驗證鍵接到一個指示燈上，按下密碼驗證燈，指示燈亮則說明密碼輸入正確，否則錯誤，則需要

10、按密碼重輸鍵再次輸入才能解鎖。解鎖模塊 圖2.64） .擴展要求部分根據4位二進制計數器的功能表可知，按如圖所示的連接方式，分別把相應的線路連接至總覽圖的對應引腳，則可實現3次輸錯密碼，密碼鎖就會鎖住，按下復位鍵才能重新輸入密碼（由于線路過于雜亂只能將擴展要求部分電路圖單獨列出） 四心得體會及建議首先掌握了一些基本元器件，比如簡單的與，或，非門，計數器，編碼器，七段數碼管，數值比較器，移位寄存器的功能及其綜合使用方法。課程設計的前幾天我在實驗室無所事事，對我的課程設計題目完全不知如何下手，前5天不知所措，星期6在寢室里和舍友討論了思路后，自己花了整整一天的時間，終于得到符合要求的電路。通過這件

11、事，讓我懂得做任何事，都要用心去做，才能獲得自己滿意的結果。五附錄數量描述參考標識6SWITCH, PB_DPSTJ2, J3, J1, 密碼重輸鍵, 密碼重置鍵, 密碼驗證確認鍵174STD, 74161N4進制計數器174STD, 7427NU19374STD, 7432N編碼器Y1, 編碼器Y2, 密碼存儲控制1474LS_IC, 74LS194D低位密碼移位存儲器, 高位密碼移位存儲器, 輸入存儲器高位, 輸入存儲器低位174LS, 74LS02D密碼存儲控制1SWITCH, SPST程序開始鍵174LS, 74LS04DU6174STD, 74136N輸入密碼存儲控制274LS, 74LS85N比較器, 比較器1174LS, 74LS04N計數器置0控制端2DCD_HEX_DIG_GREEN七段數碼管六參考文獻參考文獻的格式如下：1 閻石.數字電子技術基礎.第五版.北京:高等教育出版社,2005.東華理工大學信息工程學院課程設計評分表學生姓名： 班級： 學號：課程設計題目：項目內容滿分實 評選題能結合所學課程知識、有一定的能力訓練。符合選題要求（5人一題）10工作量適中，難易度合理10能力水平能熟練應用所學知識，有一定查閱文獻及運用文獻資料能力10理論依據充分，數據準確，公式推導正確10能應用計算機軟件進行編程、資料搜集錄入、加工、排版、制圖等10能體現創造性思維，或