数字电子锁电子课程设计.doc

湖南文理学院 电子技术综合课程设计 专业班级： 电信 学生姓名： 学生学号： 指导教师： 设计时间： 4位代码数字锁 一、设计任务与要求 任务与要求：设计一个保险箱用4位代码数字锁，如果输入代码与设定的代码（1101）相同，则保险箱被打开，绿色指示灯亮，错误则红色指示灯亮并发出声音报警。 二、方案设计与论证 设计思路：1、该题的主要任务是产生一个开锁信号，而开锁信号的形成条件是输入代码和密码相同。 2、在产生开锁信号后，要求输出声、光信号，声音的产生由开锁信号触动扬声器工作，光信号由开锁信号点亮LED指示灯。 方案一、由四个单刀双掷开关构成密码开关，用户可以通过控制开关来控制A、B、C、D四个输入端的电平的高低，进而控制输出电平的高低以及报警信号的工作，当输入端与设置端密码相同时，则输出为高电平，二极管亮（绿灯），否则输出为低电平，并且发出报警，即蜂鸣器发出响声，二极管亮（红灯），至此完成本方案的设计。 原理框图如下： 方案二、用两片八位锁存器，一片输入密码，另一片输入开锁的代码，通过比较的方法判断若两者相等，则形成开锁信号。在产生开锁信号后，要求输出声、光信号，其中音响的产生可以由开锁信号去触发音响电路。其中的光信号可以用开锁信号点亮LED指示灯（绿灯）。用按钮开关的第一个动作信号触发一个作5s定时的定时器，若在5s内无开锁信号的产生，则让扬声器产生一种特殊的音响，以示警告，并输出一信号使LED指示灯亮（红灯）。 原理框图如下： 三、单元电路设计与参数计算 对于第一个逻辑表达工式或逻辑电路，其真值表可以是惟一的，但其对应的逻辑电路或逻辑表达式可能有多种实现形式，所以，一个特定的逻辑问题，其对应的真值表是惟一的，但实现它的逻辑电路是多种多样的。在实际设计工作中，如果由于某些原因无法获得某些门电路，可以通过变换逻辑表达式变电路，从而能使用其他器件来代替该器件。同时，为了使逻辑电路的设计更简洁，通过各方法对逻辑表达式进行化简是必要的。组合电路可用一组逻辑表达式来描述。设计组合电路直就是实现逻辑表达式。要求在满足逻辑功能和技术要求基础上，力求使电路简单、经济、可靠、实现组合逻辑函数的途径是多种多样的，可采用基本门电路，也可采用中、大规模集成电路。 A、B、C、D为四个输入端，Z为输出端。 1）真值表 A 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 B 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 C 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 D 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 Z 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 2）卡诺图： 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 3）得出逻辑表达式： 4)画出逻辑电路图如下： 四、仿真过程与仿真结果 仿真步骤： （1）双击打开EWB软件，点击文件-New （2）添加元器件到EWB工作白板中，要用到与非门，发光二极管，蜂鸣器，NPN型三极管等，单击Source,Basic,Diodes,Logic Gates， Digital ICs添加74LS00与非门集成芯片，如下图： （4）按照原理图进行连线，得到仿真图： 仿真结果： 由上图可看出，当输入密码为1101时，绿色发光二极管亮。得到的结果与设计要求一模一样。 输入错误密码时，得到仿真结果如下： 由此图也可看出，当输入密码不相同时，红色发光二极管亮，蜂鸣器也有报警响声，与设计要求相同，说明设计的电路是正确的。 五、总原理图及元器件清单 1、总原理图 2、元件清单 元件序号 名称 主要参数 数量 备注 1 与非门 74LS00 2 2 三极管 S9014 2 3 电阻 2 1K 4 单刀双掷开关 4 5 发光二极管 2 红绿各一个 6 蜂鸣器 1 74LS00是一个4个二输入与非门芯片。 蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，，当蜂鸣器获得足够大的电流后发声，蜂鸣器中没有电流流过是不发声。 六、安装与调试 进入实验室后，我们根据前一周分析的电路原理图和电路元器件，在万用板上进行了布线和焊接。在最终的调试下，结果如下图： 图中为输入错误的密码时，红色发光二极管亮，同时蜂鸣器发出报警声。 七、性能测试与分析 经过在万用板上的安装与调试，效果能达到实验的设计要求：输入代码与设定的代码（1101）相同，则保险箱被打开，绿色LED指示灯亮，错误则红色LED指示灯亮，蜂鸣器发出声音报警。 八、结论与心得 以上为我们所设计的电子密码锁电路，它经过多次