电子密码锁
摘要本文的电子密码锁利用数字逻辑电路，实现对门的电子控制，并且有各种附加电路保证电路能够安工作，有极高的安全系数。
关键词电子密码锁电压比较器555单稳态电路计数器JK触发器UPS电源。
1引言
随着人们生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一问题也变的尤其的突出，传统的机械锁由于其构造的简单，被撬的事件屡见不鲜，电子锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的亲呢。
设计本课题时构思了两种方案：一种是用以A T89C2051为核心的单片机控制方案；另一种是用以74LS112双JK触发器构成的数字逻辑电路控制方案。考虑到单片机方案原理复杂，而且调试较为繁琐，所以本文采用后一种方案。
2 总体方案设计
2.1设计思路
共设了9个用户输入键，其中只有4个是有效的密码按键，其它的都是干扰按键，若按下干扰键，键盘输入电路自动清零，原先输入的密码无效，需要重新输入；如果用户输入密码的时间超过40秒（一般情况下，用户不会超过40秒，若用户觉得不便，还可以修改）电路将报警80秒，若电路连续报警三次，电路将锁定键盘5分钟，防止他人的非法操作。
2.2总体方框图
3 设计原理分析
电路由两大部分组成：密码锁电路和备用电源(UPS)，其中设置UPS 电源是为了防止因为停电 造成的密码锁电路失效，使用户免遭麻烦。
密码锁电路包含：键盘输入、密码修改、密码检测、开锁电路、执行电路、报警电路、键盘输入次数锁定电路。
3.1 键盘输入、密码修改、密码检测、开锁及执行电路 . 其电路如下图1所示：
开关K1~K9是用户的输入密码的键盘，用户可以通过开关输入密码，开关两端的电容是为了提高开关速度，电路先自动将IC1~IC4清零，由报警电路送来的清零信号经C25送到T11基极，使T11
导通，其集电极输出低电平，送往IC1~IC4，实现清零。
密码修改电路由双刀双掷开关S1~S4组成（如图2所示）, 它是利用开关切换的原理实现密码的修改。例如要设定密码为1458，可以拨动开关S1向左，S2向右，S3向左，S4向右，即可实现密码的修改，由于输入的密码要经过S1~S4的选择，也就实现了密码的校验。本电路有16组的密码可供修改。 由两块74LS112（双JK 触发器，包含IC1~IC4）组成密码检测电路。由于IC1处于计数状态，当用户按下第一个正确的密码后，CLK 端出现了一个负的下降沿，IC1计数，Q 端输出为高电平，用户依次按下有效的密码，IC2~IC3也依次输出高电平，送入与门IC5，使其输出开锁的高电平信号送往IC13的2脚，执行电路动作，实现开锁。
执行电路是由一块555单稳态电路（IC13），以及由T10、 T11组成的达林顿管构成。若IC13的2脚输入一高电平，则3脚输出高电平，使T10导通，T11导通，电磁阀开启，实现开门，同时T10集电极上接的D5（绿色发光二极管）发亮，表示开门，20秒后，555电路状态翻转，电磁阀停止工作，以节电。其中电磁阀并联的电容C24使为了提高电磁阀的力矩。
图1 键盘输入、密码修改、密码检测、开锁、执行电路
3.2 报警电路
报警电路实现的功能是：当输入密码的时间超过40秒（一般情况下用户输入不会超过），电路报警80秒，防止他人恶意开锁。
电路包含两大部分，2分钟延时和40秒延时电路。其工作原理是当用户开始输入密码时，电路开始2分钟计时，超出40秒，电路开始80秒的报警。如图3所示
CLK 1 J
3 K
2
CD
15 SD 4 Q
5
Q 6
IC2A CLK 1 J
3 K
2
CD
15 SD 4 Q
5
Q 6
IC3A CLK 1 J
3 K
2
CD
15 SD 4 Q
5
Q 6
IC1A R26
R25
R24
R2
R20
VCC
CLK 1 J
3 K
2 CD
15 SD 4 Q
5
Q 6
IC4A K1
K2
S1 K3
K4
S2
K5
K6
S3
K7
K8
S4
S?
TRIG
2
Q
3
R
4 CVolt
5 THR
6 DIS
7 VCC 8
GND 1 V3
C13
20U
C12
.
.
.
.
T10
T11
D5
10
C14
0.01U C15
0.01U
C16
0.01U
C17
0.01U
C18
0.01U
C19
0.01U
C20
0.01U
C21 0.01U TC13 1M
R21
3.3K
电磁锁
清零信号 RD
1 2 4 5
6
IC5A
1
2
3
IC6A
锁定信号 E1
1K X 4
清零信号 RD
74LS112
消除报警信号
74ls08
74ls22 k9
74LS112
74LS113
74LS114
555 T12
9018
C25 47u
R20 20k
R27
2.2k 来自报警电路
的清零信号
C24 500u
图3 报警电路
有人走近门时，触摸了TP 端(TP 端固定在键盘上，其灵敏度非常高，保证电路可靠的触发)，由于人体自身带的电，使IC10的2脚出现低电平，使IC10的状态发生翻转，其3脚输出高电平，T5导通(可以通过R12控制T1的基极电流)，其集电极接的黄色发光二极管D3发光，表示现在电子锁处于待命状态,T6截止，C4开始通过R14充电(充电时间是40秒,此时为用户输入密码的时间，即用户输入密码的时间不能超过40秒，否则电路就开始报警, 由于用户经常输入密码，而且知道密码，一般输入密码的时间不会超过40秒)，IC2开始进入延时40秒的状态。
开始报警:当用户输入的密码不正确或输入密码的时间超过40秒，IC11的2脚电位随着C4的充电而下降,当电位下降到1/3Vcc 时(即40秒延时结束时候),3脚变成高电位(延时时是低电平),通过R15使(R15的作用是为了限制T7的导通电流防止电流过大烧毁三极管)T7导通,其集电极上面接的红色发光二极管D4发亮,表示当前处于报警状态,T8也随之而导通,使蜂鸣器发声,令贼人生怯,实现报警.
停止报警:当达到了80秒的报警时间，IC10的6,7脚接的电容C5放电结束,IC10的3脚变成低电平,T5截止,T6导通,强制使强制电路处于稳态，IC11的3脚输出低电平,使T7,T8截止,蜂鸣器停止报警；或者用户输入的密码正确，则有开锁电路中的T10集电极输出清除报警信号，送至T12（PNP ），T12导通，强制使T7基极至低电位，解除报警信号。
3.3 报警次数检测及锁定电路
若用户操作连续失误超过3次，电路将锁定5分钟。其工作原理如下：当电路报警的次数超过3次，由IC9（74161）构成的3位计数器将产生进位，通过IC7，输出清零信号送往74161的清零端，以实现重新计数。经过IC8（与门），送到IC12（555）的2脚，使3脚产生5分钟的高电平锁定脉冲（其脉冲可由公式T=1.1RC 计算得出），经T9倒相，送IC6输入端，使IC6输出低电平，使IC13不能开锁，到锁定的目的。电路图如下图4所示：
R11
2M
R12
100
R14
1M
C5
50U
C7
0.1u
C9
0.1u
C8 47U
T5
T7
T6
D3
D4
R3
3.3K
R15
100
TRIG
2
Q 3
R
4 CV olt
5
THR 6 DIS
7
VCC
8
GND 1 IC10
TRIG 2
Q 3 R
4 CV olt
5 THR
6 DIS
7
VCC
8
GND 1 IC11 T8
蜂鸣器
清零信号 RD
TP
C6
0.01U
R16
3.3K
报警次数进位 B1
3.3K
3.3K
9014
9018
9018
9018
vcc
T13
接密码检测电路 消除报警信号
去密码检测电路
清零信号
图4 报警次数检测及锁定电路 3.4 备用电源电路
为了防止停电情况的发生，本电路后备了UPS 电源，它包括市电供电电路，停电检测电路，电
子开关切换电路，蓄电池充电电路和蓄电池组成。其电路图如下图5所示：
220V 市电通过变压器B 降压成12V 的交流电,再经过整流桥整流,7805稳压到5V 送往电子切换电路，由于本电路功耗较少，所以选用10W 的小型变压器。
图5 电源电路
由R8，R9，R6，R7及IC14构成电压比较器，正常情况下，V+
TRIG 2
Q 3
R 4 CV olt 5 THR 6 DIS 7 VCC 8 GND 1
IC12 555
P0 3P1
4P2 5P3 6 Q0
14 Q1 13 Q2 12 Q3 11 TC 15 EP 7ET 10 CP
2 LD
9 RCO 1 RD
IC9
74LS161
T9
9018
R19
3.3K
C10
68u
C11
0.1U
R18
5.2M
锁定键盘信号 E1
来自报警电路的信号B1
VCC
VCC
555
1
2 3 IC8A 74ALS00
图6 停电检测及电子开关切换电路
T1，T2构成的蓄电池自动充电电路，它在电池充满后自动停止充电，其中D1亮为正在充电，D2为工作指示。由R4，R5，T1构成电压检测电路，蓄电池电压低，则T1，T2导通，实现对其充电；充满后，T1，T2截止，停止充电，同时D1熄灭，电路中C4的作用是滤除干扰信号。其电路图如图7所示：
图7 蓄电池自动充电电路
4 总结与体会
以上为实习期间所设计的电子密码锁电路，它经过多次修改和整理，以是一个比较不错的设计，可以满足人们的基本要求，但因为水平有限，此电路中也存在一定的问题，譬如说电路的密码不能遗忘，一旦遗忘，就很难打开，这可以通过增加电路解决，但过于复杂，本次设计未其中；用开关作74LS112的CLK 脉冲，不是很稳定，可以调换其它高速开关或计数脉冲；电路密码只有16种可供修改，但由于他人不知道密码的位数，而且还要求在规定的时间内按一定的顺序开锁，所以他人开锁的几率很小；电路中未加显示电路，但可通过其它数字模块实现这一功能。这需要一段时间的进一步改进，如果有好的意见，希望老师给以支持。
通过这三周的学习，我感觉有很大的收获：首先，通过学习使自己对课本上的知识可以应用于实际，使的理论与实际相结合，加深自己对课本知识的更好理解，同时实习也段练了我个人的动手能力：能够充分利用图书馆去查阅资料，增加了许多课本以外的知识。能对protel 99、和EWB 等仿
R8 50K
R9 40K R7 30K
R6 20K
T3 9018
R10 5.1K
T4 9014
1 2
3
IC14
741
继电器
蓄电池供电
5V 直流电源 A1
蓄电池 A2
5V 直流电源 A1 蓄电池 A2
VCC
常闭
常开
R5 470
R2 3K
R1
3K
T1 9014
D2
D1
C4 0.1U
3CG21
R4 3K
6V 蓄电池电源 A2
6V 充电电源
蓄电池
真软件操作，能达到学以致用。对我们学生来说，理论与实际同样重要，这是我们以后在工作中说明自己能力的一个重要标准。
在实习中，我感受到了老师对学生的那种悔人不卷的精神，每天的固定时间，老师都来给我们指导，使我们少走弯路，顺利完成实习任务，请允许我向你们致意崇高的敬意，感谢你们，老师！
参考文献
[1] 康华光.电子技术基础（第四版）[M].北京:高等教育出版社,1998
[1] 梁宗善.新型集成块应用[M].武汉:华中理工大出版社,2004
电子信息专业毕业设计（论文）任务书-----《数字密码锁的设计》-----许艳老师[center]毕业设计（论文）任务书[/center]
信息学部电子信息专业级（届）班学生
毕业设计（论文）题目：
数字密码锁的设计
毕业设计（论文）内容：
设计一种由AT89C2051编程实现的控制电路，具有按键有效指示、输入错误指示、解码有效指示、控制开锁电平、定时中断、控制报警、密码修改等功能，可在意外泄密的情况下及时修改密码。8位十进制密码共一亿组不重复，保密性强，灵活性高，适用范围广，特别适合家庭、宾馆等场所。
毕业设计（论文）专题部分：
指导教师：（签名）年月日
教研室主任：（签名）年月日
学部主任：（签名）年月日：
[left]江西理工大学信息学院 01级（ 2005届）[/left] [center]学生毕业设计（论文）开题报告[/center]
设计（论文）题目数字密码锁的设计
专业电子信息工程学生姓名指导教师
[center]本课题研究的现状[/center]
出于安全、方便等方面的需要，许多智能锁（如指纹辩识、IC卡辩识）已相继问世，但这些产品的特点是针对特定指纹或有效卡，只能适用于保密要求高且仅供个别人使用的箱、柜、房间等，而且卡片式IC卡还有易丢失等特点，加上其成本一般比较高，一定程度上限制了这类产品的普及和推广。本数字密码锁成本则相对较小。
[center]学术价值和现实意义[/center]
数字密码锁的设计综合应用之前所学的单片机、微机控制、电路设计等方面的知识。数字密码锁适合于多种场合的保密，特别适合于家庭、外出旅行。
课程设计任务书 学生姓名：专业班级：通信1201 指导教师：工作单位：信息工程学院 题目: 数字式电子锁的设计与实现 初始条件： 本设计既可以使用集成电路和必要的元器件等，也可以使用单 片机系统构建数字密码电子锁。自行设计所需工作电源。电路组成 原理框图如图1，数字密码锁的实际锁体一般由电磁线圈、锁栓、 弹簧和锁柜构成。当线圈有电流时，产生磁力，吸动锁栓，即可开 锁。反之则不开锁。 图1 数字式电子锁原理框图要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 1、课程设计工作量：1周。 2、技术要求： 1）课程设计中，锁体用LED代替（如“绿灯亮”表示开锁，“红灯亮”表示闭锁）。 2）其密码为4位二进制代码，密码可以通过密码设定电路自行设定。 3）开锁指令为串行输入码，当开锁密码与存储密码一致时，锁被打开。当开锁密码与存储密码不一致时，可重复进行，若连续三次未将锁打开，电路则报警并实现自锁。（报警动作为响1分钟，停10秒） 4）选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路原理图，阐述基本原理。安装调试设计电路。 3、查阅至少5篇参考文献。按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规范。 时间安排： 1、年月日，布置作课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求说明。 2、年月日至年月日，方案选择和电路设计。 3、年月日至年月日，电路调试和设计说明书撰写。 4、年月日，上交课程设计成果及报告，同时进行答辩。 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日
数字式电子锁的设计与实现摘要 现实中很多地方都用到锁，其实锁是一种保护功能。现代信息渠道的发展出现各种密码保护功能的信息保障，电子科技的发展使社会上又出现一种电子密码锁。电子密码锁是采用电子电路构成的，高集成度的电子密码锁可靠性高，保密性强，安全系数高。这些优良的特点使电子密码锁被广泛运用。在设计过程中，通过对电子密码锁功能的了解，经查找各方面的资料，再根据资料设计几种使其功能实现的方案。经过比较，选择一种最合适的方案，运用各种电子元器件组成一个完整的密码锁电路。 本次试验的电子密码锁利用了数字电子技术中所学的知识，其中包含了门电路的高效，抗干扰能力强等特性。整个电路分为密码输入电路，密码比较与存储电路，报警电路三块，利用了74ls194,74ls160,555定时器等数字电路中的典型元器件。 本实验利用的是multisim 12.0软件, Multisim是Interactive Image Technologies (Electronics Workbench)公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。关键字: 数字密码锁 Multisim 数字电路
数字电路课程设计题目选编 1、基于DC4011水箱水位自动控制器的设计与实现 简介及要求：水箱水位自动控制器，电路采用CD4011 四与非门作为处理芯片。要求能够实现如下功能：水 箱中的水位低于预定的水位时，自动启动水泵抽水； 而当水箱中的水位达到预定的高水位时，使水泵停止 抽水，始终保持水箱中有一定的水，既不会干，也不 会溢，非常的实用而且方便。 2、基于CD4011声控、光控延时开关的设计与实现 简介及要求：要求电路以CD4011作为中心元件，结合外围 电路，实现以下功能：在白天或光线较亮时,节电开关呈关闭 状态,灯不亮；夜间或光线较暗时，节电开关呈预备工作状态， 当有人经过该开关附近时，脚步声、说话声、拍手声等都能开 启节电开关。灯亮后经过40秒左右的延时节电开关自动关闭， 灯灭。 3、基于CD4011红外感应开关的设计与实现 在一些公共场所里，诸如自动干手机、自动取票机等，只要人手在机器前面一晃，机器便被启动，延时一段时间后自动关闭，使用起来非常方便。要求用CD4011设计有此功能的红外线感应开关。 4、基于CD4011红外线对射报警器的设计与实现 设计一款利用红 外线进行布防的防盗 报警系统，利用多谐振 荡器作为红外线发射 器的驱动电路，驱动红 外发射管，向布防区内 发射红外线，接收端利用专用的红外线接收器件对发射的 红外线信号进行接收，经放大电路进行信号放大及整形， 以CD4011作为逻辑处理器，控制报警电路及复位电路，电
路中设有报警信号锁定功能，即使现场的入侵人员走开，报警电路也将一直报警，直到人为解除后方能取消报警。 5、基于CD4069无线音乐门铃的设计与实现 音乐门铃已为人们所熟知，在一些住宅楼中都 装有音乐门铃，当有客人来访时，只要按下门铃按 钮，就会发出“叮咚”的声音或是播放一首乐曲， 然而在一些已装修好的室内，若是装上有线门铃， 由于必须布线，从而破坏装修，让人感到非常麻烦。 采用CD4069设计一款无线音乐门铃，发射按键与接 收机间采用了无线方式传输信息。 6、基于时基电路555“叮咚”门铃的设计与实现 用NE555集成电路设计、制作一个“叮咚”门铃，使该装置能够 发出音色比较动听的“叮咚”声。 7、基于CD4511数显八路抢答器的设计与实现 CD4511是一块含BCD-7段锁存、译码、驱动电路于一体的集成 电路。设计一款基于CD4511八路抢答器，该电路包括抢答，编 码，优先，锁存，数显和复位。 8、基于NE555+CD4017流水彩灯的设计与实现 以NE555和CD4017为核心，设计制作一个流水彩灯，使之通 过调节电位器旋钮，可调整彩灯的流动速度。 9、基于用CD4067、CD4013、 NE555跑马灯的设计与实 现
6.6 数字电路综合设计 6.6.1汽车尾灯控制电路 1. 要求：假设汽车尾部左右两侧各有三个指示灯(用发光二极管模拟)，要求汽车正常运行时指示灯全灭；右转弯时，右侧3个指示灯按右循环顺序点亮；左转弯时左侧三个指示灯按左循环顺序点亮；临时刹车时所有指示灯同时闪烁。2．电路设计： (1)列出尾灯和汽车运行状态表如表6.1所示 (2)总体框图：由于汽车左或右转弯时，三个指示灯循环点亮，所以用三进制计数器控制译码器电路顺序输出低电平，从而控制尾灯按要求点亮。由此得出在每种运行状态下，各指示灯和各给定条件(S1、S0、CP、Q1、Q0)的关系，即逻辑功能表(如表6-2所示(表中0表示灯灭，1表示灯亮)。 由表6-2得总体框图如图6.6-1所示 图6.6-1汽车尾灯控制电路原理框图
(3)单元电路设计 三进制计数器电路可根据表6-2由双J—K触发器74LS76构成。 汽车尾灯控制电路如图6.6-2所示，其显示驱动电路由6个发光二极管构成；译码电路由3—8线译码器74LSl38和6个和门构成。74LSl38的三个输入端A2、A1、A0分别接S1、Q1、Q0，而Q1Q0是三进制计数器的输出端。当S1＝0，使能信号A=G=1，计数器的状态为00，01，10时，74LSl38对应的输出端 Y、１Y、２Y依次为0有效(３Y、４Y、５Y信号为“1” ０ 无效)，反相器G1—G3的输出端也依次为0，故指示灯D1→D2→D3按顺序点亮，示意汽车右转弯。若上述条件不变，而S1＝1，则74LSl38对应的输出端 Y、５Y、６Y依次为0有 ４ 效，即反相器G4～G6的输出端依次为0，故指示灯D4→D5→D6按顺序点亮，示意汽车左转弯。当G＝0，A=1时，74LSl38的输出端全为1，G6～G1的输出端也全为1，指示灯全灭；当G＝0，A＝CP时，指示灯随CP的频率闪烁。 对于开关控制电路，设74LSl38和显示驱动电路的使能
“数字电子技术”课程设计 实验报告 姓名： 指导老师： 班级：13电子卓越班 学号：2013****01121 时间：2014·12·05 东莞理工学院 电子工程学院 密码锁
目录 一、选题意义 (3) 二、方案论证选择 (4) 2.1 设计要求 (4) 2.2 拓展要求 (4) 2.3 系统框图 (4) 2.4 设计过程 (5) 三、电路设计 (5) 3.1 所需芯片及芯片管脚图 (5) 3.2 CD4017构成的主题电路 (6) 3.2确认键的电路设计 (6) 3.3输入密码三次锁死系统原理分 (7) 3.4用led显示当前输入密码个数 (8) 3.5 综合电路 (8) 四、电路调试及实物照片 (9) 五、心得体会 (13)
一．选题意义 1概述 电子密码锁是一种通过密码输入来控制电路或是芯片工作，从而控制机械开关的闭合，完成开锁、闭锁任务的电子产品。它的种类很多，有简易的电路产品，也有基于芯片的性价比较高的产品。应用较广的电子密码锁是以芯片为核心，通过编程来实现的。 2性能特点 其性能和安全性已大大超过了机械锁，特点如下： 1．保密性好,编码量多,远远大于弹子锁。随机开锁成功率几乎为零。 2．密码可变。用户可以经常更改密码，防止密码被盗，同时也可以避免因人员的更替而使锁的密级下降。 3．误码输入保护。当输入密码多次错误时，报警系统自动启动。 4. 电子密码锁操作简单易行，一学即会。 5.干扰码功能在输入正确密码前可输入任意码。 6.安保功能 如果连续输错4次密码将会自动断电3分钟。 7.紧急开启功能（Panic Open） 出门时无需其他操作，只需一次的把手动作，可机械的开启门，所以遇到火灾等应急状况下也迅速，安全的开启门。 8.入侵感应功能 在门上锁的状态下，有人破锁而入时，会发出强力的报警音。 9.火灾报警功能 在室内如果温度达到75°左右，将会发出强力的报警音，同时锁会自动开启。 10.双重锁定功能 外部强制锁定：在内部不能开启，适用于外出时，防止有人入侵。 内部强制锁定：在外部不能开启，让您在家时更安心、安全。 11.弱电提醒当电量不足时，在启动开门时，会有美妙的音乐提示您及时更换电池。 12.自动上锁功能 采用全自动锁芯，门关后6秒内自动上锁,外出更加安全。 本次我们设计的密码锁仅为逻辑电路部分，不涉及上文所述的具体的机械设备以及其他周边电路！
实验三旋转灯光电路与追逐闪光灯电路 一、实验目的 1．熟悉集成电路CD4029、CD4017、74LS138的逻辑功能。 2．学会用74LS04、CD4029、74LS138组装旋转灯光电路。 3. 学会用CD4069、CD4017组装追逐闪光灯电路。 二、实验电路与原理 1．旋转灯光电路： 图3-1 旋转灯光电路 将16只发光二极管排成一个圆形图案，按照顺序每次点亮一只发光二极管，形成旋转灯光。实现旋转灯光的电路如图3-1所示，图中IC1、R1、C1组成时钟脉冲发生器。IC2为16进制计数器，输出为4位二进制数，在每一个时钟脉冲作用下输出的二进制数加“1”。计数器计满后自动回“0”，重新开始计数，如此不断重复。 输入数据的低三位同时接到两个译码器的数据输入端，但是否能有译码器输出取决于使能端的状态。输入数据的第四位“D”接到IC3的低有效使能端G2和IC4的高有效使能端G1，当4位二进制数的高位D为“0”时，IC4的G1为“0”，IC4的使能端无效，IC4无译码输出，而IC3的G2为“0”，IC3使能端全部有效，低3位的CBA数据由IC3译码，输出D＝0时的8个输出，即低8位输出（Y0～Y7）。当D为“1”时IC3的使能端处于无效状态，IC3无译码输出；IC4的使能端有效，低3位CBA数据由IC4译码，输出D＝1时的8个输出，即高8位输出（Y8～Y15）。 由于输入二进制数不断加“1”，被点亮的发光二极管也不断地改变位置，形成灯光地“移动”。改变振荡器的振荡频率，就能改变灯光的“移动速度”。
注意：74LS138驱动灌电流的能力为8mA，只能直接驱动工作电流为5mA的超高亮发光二极管。若需驱动其他发光二极管或其他显示器件则需要增加驱动电路。 2. 追逐闪光灯电路 图 3-2 追 逐 闪 光 灯 电 路 （ 1） ． CD 401 7 的 管 脚功能 CD4017集成电路是十进制计数／时序译码器，又称十进制计数／脉冲分频器。它是4000系列CMOS数字集成电路中应用最广泛的电路之一，其结构简单，造价低廉，性能稳定可靠，工艺成熟，使用方便。它与时基集成电路555一样，深受广大电子科技工作者和电子爱好者的喜爱。目前世界各大通用数字集成电路厂家都生产40171C，在国外的产品典型型号为CD4017，在我国，早期产品的型号为C217、C187、CC4017等。 （2）CD4017C管脚功能 CMOSCD40171C采用标准的双列直插式16脚塑封，它的引脚排列如图3-3(a)所示。 CC4017是国标型号，它与国外同类产品CD4017在逻辑功能、引出端和电参数等方面完全相同，可以直接互换。本书均以CD40171C为例进行介绍，其引脚功能如下： ①脚(Y5)，第5输出端；②脚(Y1)，第1输出端，⑧脚(Yo)，第0输出端，电路清零 时，该端为高电平，④脚(Y2)，第2输出端；⑤脚(Y6)，第6输出端；⑥脚(Y7)，第7输出端；⑦脚(Y3)，第3输出端；⑧脚(Vss)，电源负端；⑨脚(Y8)，第8输出端，⑩脚(Y4)，第4输出端；11脚(Y9)，第9输出端，12脚(Qco)，级联进位输出端，每输入10个时钟脉冲，就可得一个进位输出脉冲，因此进位输出信号可作为下一级计数器的时钟信号。13脚(EN)，时钟输入端，脉冲下降沿有效；14脚(CP)，时钟输入
目录 一、前言 (2) 二、课设任务 (2) 三、方案设计、原理分析 (2) 四、译码电路设计 (8) 五、报警信号产生器 (10) 六、调试及结果 (12) 七、体会 (13)
一、前言 本次课程设计的基本任务是着重提高学生在EDA知识学习与应用方面的实践技能。学生通过电路设计安装、调试、整理资料等环节，初步掌握工程设计方法和组织实践的基本技能，逐步熟悉开展科学实践的程序和方法。 EDA技术是电子信息类专业的一门新兴学科，是现代电子产品设计的核心，其任务是掌握在系统可编程逻辑器件及其应用设计技术，为电子产品开发研制打下坚实基础。 本课程设计对学生有如下要求：根据设计任务和指标，初步电路；通过调查研究，设计计算，确定电路方案；选择元器件，在计算机上连好线路，独立进行试验，并通过调试、仿真、改进方案；分析实验结果，写出设计总结报告：学会自己分析，找出解决问题方法；对设计中遇到的问题，能独立思考、查阅资料，寻找答案。 二、课设任务 1、14位数字密码分成高7位（DH6…DH0）和低7位（DL6…DL0）， 用数字逻辑开关预置，输出信号out为1表示开锁，否则关闭。 2、14位数字密码分时操作，先预置高7位，然后再置入低7位。 3、要求电路工作可靠，保密性强，开锁出错立即报警。 4、利用MAX plus2 软件进行设计、编译，并在FPGA芯片上实现。 5、简易14位数字密码锁模块的框图如下： 三、方案设计、原理分析 首先我是一班的三号，所以我的密码时0100010 0000011。我所做的设计是先把高七位输入锁存，然后在输入低七位，
最后判断密码是否正确，密码正确就开锁，密码错误就报警。数字密码锁控制电路的组成部分：YMQ模块， 1、IC9A的设计 设计要求14位数字密码分时操作，先预置高七位0100010，而后置低七位0000011，首先可以使用寄存器将高七位存起来，而后与低七位一起进行译码，如果密码正确，输出OUT2为1，否则为0. 2、数字密码锁控制电路原理图：
数字电路课程设计 一、概述 任务：通过解决一两个实际问题，巩固和加深在课程教学中所学到的知识和实验技能，基本掌握常用电子电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力，为今后从事生产和科研工作打下一定的基础。为毕业设计和今后从事电子技术方面的工作打下基础。 设计环节：根据题目拟定性能指标，电路的预设计，实验，修改设计。 衡量设计的标准：工作稳定可靠，能达到所要求的性能指标，并留有适当的裕量；电路简单、成本低；功耗低；所采用的元器件的品种少、体积小并且货源充足；便于生产、测试和维修。 二、常用的电子电路的一般设计方法 常用的电子电路的一般设计方法是：选择总体方案，设计单元电路，选择元器件，计算参数，审图，实验（包括修改测试性能），画出总体电路图。 1．总体方案的选择 设计电路的第一步就是选择总体方案。所谓总体方案是根据所提出的任务、要求和性能指标，用具有一定功能的若干单元电路组成一个整体，来实现各项功能，满足设计题目提出的要求和技术指标。 由于符合要求的总体方案往往不止一个，应当针对任务、要求和条件，查阅有关资料，以广开思路，提出若干不同的方案，然后仔细分析每个方案的可行性和优缺点，加以比较，从中取优。在选择过程中，常用框图表示各种方案的基本原理。框图一般不必画得太详细，只要说明基本原理就可以了，但有些关键部分一定要画清楚，必要时尚需画出具体电路来加以分析。 2．单元电路的设计 在确定了总体方案、画出详细框图之后，便可进行单元电路设计。 （1）根据设计要求和已选定的总体方案的原理框图，确定对各单元电路的设计要求，必要时应详细拟定主要单元电路的性能指标，应注意各单元电路的相互配合，要尽量少用或不用电平转换之类的接口电路，以简化电路结构、降低成本。
多功能数字钟电路的设计与制作 一、设计任务与要求 设计和制作一个多功能数字钟，要求能准确计时并以数字形式显示时、分、秒的时间，能校正时间，准点报时。 二、方案设计与论证 1．数字钟设计原理 数字电子钟一般由振荡器、译码器、显示器等几部分电路组成，这些电路都是数字电路中应用最广的基本电路。振荡器产生的1Hz的方波，作为秒信号。秒信号送入计数器进行计数，并把累计的结果以“时”、“分”、“秒”的数字显示出来。“秒”的计数、显示由两级计数器和译码器组成的六十进制计数电路实现；“分”的计数、显示电路与“秒”的相同；“时”的计数、显示由两级计数器和译码器组成的二十四进制计数电路实现。所有计时结果由七段数码管显示器显示。用4个与非门构成调时电路，通过改变方波的频率，进行调时。最后用与非门和发光二极管构成整点显示部分。
2．总体结构框图如下： 图14 总体框图 三、单元电路设计与参数计算 1．脉冲产生电路 图15 晶振振荡器原理图 图16 555定时器脉冲产生电路原理图 振荡器可由晶振组成(如图15)，也可以由555定时器组成。图16是由555定时器构成的1HZ 的自激振荡器，其原理是： 第一暂态2、6端电位为Vcc 3 1 ，则输出为高电平，三极管不导通，电容C 充电，此 时2、6端电位上升。当上升至大于Vcc 3 2 时，输出为低电平，三极管导通，电容C 放电， 11 21 C 1 R C 2 R O
此时2、6端电位下降，下降至Vcc 3 1 时，输出高电平，以此循环。根据公式C R R f )2(43.121+≈ 得，此时频率为0.991。 图17 555定时器波形关系 图18 555定时器产生1Hz 方波原理图 2．时间计数电路 图19 74LS161引脚图 74LS161功能表 v V 2 3 V 1 3 v U 1 74L S 161D Q A 14Q B 13Q C 12Q D 11R C O 15A 3B 4C 5D 6 E N P 7E N T 10 ~L O A D 9~C L R 1 C L K 2
数字逻辑电路课程设计 课题：电子密码锁设计 姓名： 班级：13通信 学号： 成绩： 指导教师： 开课时间:
目录 摘要 (1) 一课程设计目的内容及安排 (2) 1.1设计目的 (2) 1.2设计内容 (2) 1.3设计安排 (2) 1.4设计内容 (2) 二电子密码锁设计要求及总框图 (3) 2.1设计要求 (3) 2.2总框图 (4) 三各模块电路设计 (5) 3.1密码输入存储比较模块 (5) 3.2五秒计时电路 (6) 3.3二十秒计时电路 (8) 3.4报警电路 (10) 3.5总电路 (11) 四设计心得 (12) 五参考文献 (13)
电子密码锁 摘要：设计一个密码锁的控制电路，当输入正确代码时，输出开锁信号以推动执行机构工作，用红灯亮、绿灯熄灭表示关锁，用绿灯亮、红灯熄灭表示开锁；在锁的控制电路中储存一个可以修改的4位代码，当开锁按钮开关（可设置成6位至8位，其中实际有效为4位，其余为虚设）的输入代码等于储存代码时，开锁；从第一个按钮触动后的5秒内若未将锁打开，则电路自动复位并进入自锁状态，使之无法再打开，并由扬声器发出持续20秒的报警信号。密码输入存储及比较部分使用芯片74LS194及74LS85。五秒及时部分采用芯片74LS161和数码显示管。二十秒报警电路由74LS160，555定时器组成的多谐振荡器，LED灯和蜂鸣器组成。利用multisim对电路进行仿真可以得到结果。 关键词：电子密码锁，计时电路，报警电路
一课程设计目的内容及安排 1.1设计目的 1 根据设计要求，完成对交通信号灯的设计。 2 加强对Multisim10仿真软件的应用。 3 掌握交通信号灯的主要功能与在仿真软件中的实现方法。 4 掌握74LS160,74LS192等功能。 1.2 设计内容 设计一个密码锁的控制电路，当输入正确代码时，输出开锁信号以推动执行机构工作，用红灯亮、绿灯熄灭表示关锁，用绿灯亮、红灯熄灭表示开锁； 在锁的控制电路中储存一个可以修改的4位代码，当开锁按钮开关（可设置成6位至8位，其中实际有效为4位，其余为虚设）的输入代码等于储存代码时，开锁； 从第一个按钮触动后的5秒内若未将锁打开，则电路自动复位并进入自锁状态，使之无法再打开，并由扬声器发出持续20秒的报警信号。 1.3设计安排
数字电路设计实验报告 ——简易密码锁 学院： 班级： 学号： 姓名:
目录 ●任务要求 ●系统设计 ?设计思路 ?总体框图 ?分块设计 ●波形仿真及波形分析●源代码 ●功能分析 ●故障分析及问题解决●总结及结论
●任务要求 设计并实现一个数字密码锁，密码锁有四位数字密码和一个确认开锁按键，密码输入正确，密码锁打开，密码输入错误进行警示。 基本要求： 1、密码设置：通过键盘进行4 位数字密码设定输入,在数码管上显示所输入数字。通过密码设置确定键（BTN 键）进行锁定。 2、开锁：在闭锁状态下，可以输入密码开锁，且每输入一位密码，在数码管上显示“-”，提示已输入密码的位数。输入四位核对密码后，按“开锁”键，若密码正确则系统开锁，若密码错误系统仍然处于闭锁状态，并用蜂鸣器或led 闪烁报警。 3、在开锁状态下，可以通过密码复位键（BTN 键）来清除密码，恢复初始密码“0000”。闭锁状态下不能清除密码。 4、用点阵显示开锁和闭锁状态。 提高要求： 1、输入密码数字由右向左依次显示，即：每输入一数字显示在最右边的数码管上,同时将先前输入的所有数字向左移动一位。 2、密码锁的密码位数（4~6 位）可调。 3、自拟其它功能。 ●系统设计 设计思路 将电子密码锁系统分为三个部分来进行设计，数字密码输入部分、密码锁控制电路和密码锁显示电路。密码锁输入电路包括时序产生电路，键盘扫描电路，键盘译码电路等，将用
户手动输入的相关密码信息转换为软件所能识别的编码，作为整个电路的输入。密码锁控制电路包括相应的数据存储电路，密码核对电路，能够进行数值的比较，进行电路解锁，开锁，密码的重新设置等。密码锁显示电路包括将待显示数据的BCD 码转换成数码管的七段显示驱动编码，密码锁在相应的状态下的点阵输出以及蜂鸣器的报警输出。 总体框图 按复位键 键入初始密码0000 密码错误 密码正确 按确认键 按复位键 按确认键 密码锁显示电路 密码锁控制电路 数码管显示 报警电路 密码更改与密码设计电路 键入状态 闭锁状态 开锁状态 报警状态
图1 数字式电子锁原理框图 课程设计任务书 学生姓名： 张浩然 专业班级： 通信1105班 指导教师： 李政颖 工作单位： 信息工程学院 题 目: 数字式电子锁的设计与实现 初始条件： 本设计既可以使用集成电路和必要的元器件等，也可 以使用单片机系统构建数字密码电子锁。自行设计所需工 作电源。电路组成原理框图如图1，数字密码锁的实际锁 体一般由电磁线圈、锁栓、弹簧和锁柜构成。当线圈有电 流时，产生磁力，吸动锁栓，即可开锁。反之则不开锁。 要求完成的主要任务: 1、课程设计工作量：1周。 2、技术要求： 1）课程设计中，锁体用LED 代替（如“绿灯亮”表示开锁，“红灯亮”表示闭锁）。 2）其密码为4位二进制代码，密码可以通过密码设定电路自行设定。 3）开锁指令为串行输入码，当开锁密码与存储密码一致时，锁被打开。当开锁密码与存储密码不一致时，可重复进行，若连续三次未将锁打开，电路则报警并实现自锁。（报警动作为响1分钟，停10秒） 4）选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路原理图，阐述基本原理。安装调试设计电路。 3、查阅至少5篇参考文献。按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规范。 时间安排： 1、2013年5月17日，布置课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求说明。 2、 年 月 日至 年 月 日，方案选择和电路设计。 3、 年 月 日至 年 月 日，电路调试和设计说明书撰写。 4、 2013年 7月 5日，上交课程设计成果及报告，同时进行答辩。 指导教师签名： 年 月 日 系主任（或责任教师）签名： 年 月 日
数字电路设计数字电路应用设计 数字电路应用设计。本书从实用设计方法出发。 通信及相关专业师生的参考用书。也可供电路设计及研发人员参 考阅读。 书名,数字电路应用设计。作者,关静。ISBN,9787030257796。定价,32.00 元。出版社,科学出版社。出版时间,xx-11-1。装帧,平装。开本,16开。 基本信息。数字电路应用设计作者：关静编著出版社：科学 出版社出版时间： xx-11-1开本： 16开I S B N： 9787030257796定价：￥32.00。 内容简介。本书从实用设计方法出发。结合实际应用。 也可供电路设计及研发人员参考阅读。 目录。第1章数字电路实用设计基础1.1 数字集成电路的分类。 特点及注意事项1.2 数字逻辑电路的测试方法1.3 基本逻辑门 电路的测试方法1.4 典型集成逻辑门电路部件逻辑门等等。逻辑门 可以组合使用实现更为复杂的逻辑运算。1.5 组合逻辑电路的分析与设计逻辑运算又称布尔运算布尔用数学方法研究逻辑问题。成功地 建立了逻辑演算。他用等式表示判断。把推理看作等式的变换。这种变换的有效性不依赖人们对符号的解释。 只依赖于符号的组合规律。这一逻辑理论人们常称它为布尔代数。20世纪30年代。逻辑代数在电路系统上获得应用。随后。由于电子技术与计算机的发展。出现各种复杂的大系统。它们的变换规律也遵
守布尔所揭示的规律。逻辑运算通常用来测试真假值。最常见到的逻辑运算就是循环的处理。用来判断是否该离开循环或继续执行循环内的指令。1.6 电路的安装与调试1.7 TTL集电极开路门与三态输出门的应用集电极开路门。即OC门。 是一种能够实现线逻辑的电路。OC与非门电路的特点是将原TTL 与非门电路中的VT3管集电极开路。并取消集成电极电阻。所以。使用OC门时。为保证电路正常工作。必须外接一只RL电阻与电源VCC 相连。称为上拉电阻。如图2所示。1.8 数字IC的接口电路1.9 数字电路的抗干扰问题第2章电子计数器。秒表的制作2.1 电子计数器的制作2.1.1 集成计数器74LS1602.1.2 数码管显示单元2.1.3 计数器电路图与实际制作2.1.4 调整和使用方法2.2 秒表的制作2.2.1 钟表的工作2.2.2 秒表的制作及调整2.2.3 使用BCD计数器和十进制计数器的方法第3章电子储钱罐的设计与制作3.1 设计思路3.2 光电传感器与锁存器部分电路3.2.1 光电传感器光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。 它首先把被测量的变化转换成光信号的变化。然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。光电传感器一般由光源。光学通路和光电元件三部分组成。光电检测方法具有精度高。反应快。非接触等优点。而且可测参数多。传感器的结构简单。形式灵活多样。因此,光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛。光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件。它是把光信号转变成为电信号的器件。光电式传感器是以光电器件作为转换元件的传感器。
哈尔滨师范大学 学年论文 题目:数字密码锁设计 学生:董爽 指导教师:李晶讲师 年级:2006级 专业:计算机科学与技术 系别:计算机科学系 学院:计算机科学与信息工程学院 哈尔滨师范大学 08年6月
论文提要 当今社会，信息技术飞速发展，世界各国都致力于发展信息技术，信息技术的竞争已演变为国家间综合国力的竞争。21世纪是信息技术、生物技术和材料科学技术为主体的社会随着人们生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一问题也变的尤其的突出，传统的机械锁由于其构造的简单，被撬的事件屡见不鲜，数字密码锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的青睐。 本文的电子密码锁主要是通过对数字逻辑电路中对门控制，来实现对用户输入的密码进行系统检测，只有系统检测正确后，用户才可能进行密码修改等一些其它操作。如果40内或3次的密码输入不正确则系统会自动报警3次及锁定使得用户在一定时间内无法进行其它操作。并且有各种附加电路保证电路能够安全工作，有极高的安全系数。
数字密码锁设计 董爽 摘要：随着人们生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一问题也变的尤其的突出，传统的机械锁由于其构造的简单，被撬的事件屡见不鲜，电子锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的青睐。本设计构思是用以74LS112双JK触发器构成的数字逻辑电路控制方案。 关键词：电子密码锁电压比较器 555单稳态电路 JK触发器 UPS电源 当今社会，信息技术飞速发展，世界各国都致力于发展信息技术，信息技术的竞争已演变为国家间综合国力的竞争。21世纪是信息技术、生物技术和材料科学技术为主体的社会随着人们生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一问题也变的尤其的突出，传统的机械锁由于其构造的简单，被撬的事件屡见不鲜，数字密码锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的青睐。 电子电路设计常用的方法是试验设计法，一般都包括设计方案提出、方案验证、方案修改3个阶段。传统的试验设计法通常采用手工搭接实验电路来完成，往往需要经过试验和修改的反复过程，直到设计出正确的电路。本设计数字密码锁共为用户设下了9个用户输入键，其中只有4个是有效的密码按键，其它的都是干扰按键，若按下干扰键，键盘输入电路自动清零，原先输入的密码无效，需要重新输入；如果用户输入密码的时间超过40秒（一般情况下，用户不会超过40秒，若用户觉得不便，还可以修改）电路将报警80秒，若电路连续报警三次，电路将锁定键盘5分钟，防止他人的非法操作. 由开锁及延时保持电路、错键闭锁电路、主控制电路、除错控制电路、继电器开关电路、开锁显示电路等组成。输入密码时必须按一定的顺序输入，并且要在规定时间内输入完，否则，即使输对密码也开不了锁。另外，该锁还具有错键闭锁和消除错键的功能。 一，设计分析 根据所选的设计题目，进行思路规化如图1：
简易位数字密码锁控制电路设计实验报告 Coca-cola standardization office【ZZ5AB-ZZSYT-ZZ2C-ZZ682T-
目录 一、前言 (2) 二、课设任务 (2) 三、方案设计、原理分析 (2) 四、译码电路设计 (8) 五、报警信号产生器 (10) 六、调试及结果..........................................（12）七、体会 (13)
一、前言 本次课程设计的基本任务是着重提高学生在EDA知识学习与应用方面的实践技能。学生通过电路设计安装、调试、整理资料等环节，初步掌握工程设计方法和组织实践的基本技能，逐步熟悉开展科学实践的程序和方法。 EDA技术是电子信息类专业的一门新兴学科，是现代电子产品设计的核心，其任务是掌握在系统可编程逻辑器件及其应用设计技术，为电子产品开发研制打下坚实基础。 本课程设计对学生有如下要求：根据设计任务和指标，初步电路；通过调查研究，设计计算，确定电路方案；选择元器件，在计算机上连好线路，独立进行试验，并通过调试、仿真、改进方案；分析实验结果，写出设计总结报告：学会自己分析，找出解决问题方法；对设计中遇到的问题，能独立思考、查阅资料，寻找答案。 二、课设任务 1、14位数字密码分成高7位（DH6…DH0）和低7位（DL6… DL0），用数字逻辑开关预置，输出信号out为1表示开锁，否则关闭。 2、14位数字密码分时操作，先预置高7位，然后再置入低7位。 3、要求电路工作可靠，保密性强，开锁出错立即报警。 4、利用MAX plus2 软件进行设计、编译，并在FPGA芯片上实现。 5、简易14位数字密码锁模块的框图如下： 三、方案设计、原理分析 首先我是一班的三号，所以我的密码时0100010 0000011。我所做的设计是先把高七位输入锁存，然后在
《数字电子技术》课程标准
《数字电路制作与测试》课程标准 一、适用对象 二、适用专业 三、课程性质 本课程是专业的专业知识课程。 本课程是依据专业人才培养目标和相关职业岗位（群）的能力要求而设置的，对本专业所面向的岗位群所需要的知识、技能、和素质目标的达成起支撑作用。在课程设置上，前导课程有《电工基础》（ M01F011 ）、《模拟电路设计与制作》（M01F27E10）、，后续课程有《C语言程序设计》（M01F68D10）、《单片机应用技术》（ M01F66E10）。 四、课程目标 总体目标 通过本课程的学习，学生可掌握逻辑代数、门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、脉冲波形的产生与整形、可编程逻辑电路基本知识和应用技术、A/D转换与D/A转换等数字逻辑电路相关知识，熟悉常用仪器仪表使用、完成数字电路与功能电路测试、学会简单数字电路设计方法。本课程注重培养学生创新意识、分析和解决实际问题的能力以及工程实践能力、职业素质能力。 1、知识目标 1）熟悉逻辑代数基本知识。 2）掌握组合逻辑电路分析方法和设计方法。 3）掌握触发器的逻辑功能和应用方法。 4）掌握时序逻辑电路的分析方法，了解时序逻辑电路的设计方法。 5）了解可编程逻辑器件基本知识和应用技术。 6）掌握AD/DA变换的基本原理和应用。
7）了解脉冲波形的产生和变化。 2、技能目标 1)会用各种表示方法描述数字电路逻辑功能。 2)学会常用数字集成电路的正确使用方法。 3)会分析较复杂数字逻辑电路的逻辑功能。 4)能根据工作要求，完成简单数字逻辑电路的设计。 5)能通过对数字集成电路芯片资料的阅读，了解数字集成电路的逻辑功能和使用方法。 6)能分析和排除数字逻辑电路中出现的故障。 7)能熟练掌握数字电路中常用仪器仪表的使用 8) 能画出所设计的数字逻辑电路的电原理图，能列出所设计电路的元器件清单，会写所设计电路的测试说明。参与实验室的开放性实验，尊重他人劳动，遵守实验室管理规定，养成良好的职业习惯。 3、素质养成目标 教学中通过对数字集成电路的测试及应用，培养学生实践动手能力，提高了学生分析问题和解决问题的能力，养成了学生实践验证的好习惯。通过分组完成项目任务，培养学生团队协作精神，锻炼学生沟通交流、自我学习的能力。通过实验室实施5S管理理念，从而培养学生形成规范的操作习惯、养成良好的职业行为习惯。 五、参考学时90 学分 6 六、设计思路 《数字电路制作与测试》课程的建设和开发是以高职教育的职业能力培养为目标，将理论与实践紧密结合在一起的。 1．该课程以专业知识为主线，以具体工作任务为载体，培养具有灵活应用常用数字集成电路实现逻辑功能的能力为基本目标，围绕工作任务完成的需要选择和组织课程内容，突出工作任务与知识的联系，让学生在职业实践活动的基础上掌握知识，增强课程内容与职业岗位能力要求的相关性，提高学生的就业能力。 2．学习项目选取的基本依据是该门课程涉及的工作领域和工作任务范围，但
高级电子线路实验报告 题目：基于FPGA的四位电子密码锁设计院（系）：信息与通信学院 专业： 学生姓名： 学号： 2015 年 6 月18 日
基于FPGA的的四位电子密码锁设计 摘要 本文主要介绍了一种运用可编程逻辑器件（FPGA）技术来编程实现电子密码锁的设计方法。在整个系统设计实现中采用FPGA器件作为控制器，继而了解密码锁系统的总体流程、各个模块的功能与接口的分配。基于FPGA，使用VHDL语言编写模块程序，再通过Quartus II 集成开发环境下进行设计、综合与仿真。要求用Verilog HDL语言实现系统中的各个模块功能，并且能够仿真，验证本次设计四位密码锁的功能。每按下一个数字键，就输入一个数值，并显示该数值，当按下密码更改键时会将目前的数字设定成新的密码。当按下激活电锁键的时候可以将密码锁上锁。当按下解除电锁键时会检查输入的密码是否正确，密码正确即开锁。电子密码锁由键盘扫描模块、分频模块、密码计数模块、比较器模块、存储模块、显示模块和控制模块七大部分组成。通过硬件描述，验证了整个设计的正确性以及系统的完整性。 关键词：可编程逻辑器件；电子密码锁；硬件描述；时序仿真
引言 本设计利用QuartusⅡ工作平台硬件描述语言，设计一种电子密码锁，并通过用FPGA 芯片实现。用VHDL语言使用自顶向下的方法对系统进行了描述，并在FPGA芯片上实现。设计充分利用了FPGA的资源可编程特性，可高效率的对系统进行升级与改进。设计的密码锁可设置任意密码，比一般的四位密码锁具有更高的安全可靠性，因此，采用FPGA 开发的数字系统,不仅具有很高的工作可靠性,其升级与改进也极其的方便，应用前景十分宽广。 随着人们生活水平的提高和安全意识的加强，对安全的要求也就越来越高，因此导致了电子行业的蓬勃发展。随着电子技术的发展，各类电子产品应运而生，电子密码锁就是其中之一。 在安全技术防范领域，具有防盗报警功能的电子密码锁逐渐代替传统的机械式密码锁，克服了机械式密码锁密码量少、安全性能差的缺点，使密码锁无论在技术上还是在性能上都获得了大大的提高。随着大规模集成电路技术的发展，特别是单片机的问世，出现了带微处理器的智能密码锁，它除具有电子密码锁的功能外，还引入了智能化管理、专家分析系统等功能，从而使密码锁具有很高的安全性、可靠性，应用日益广泛。 1 总体方案设计 1.1 方案论证 方案一：采用数字电路控制。利用数字逻辑电路，实现对锁的电子控制，突破了传统的机械锁的单一性、保密性低、易撬性的缺点，数字电子密码锁具有保密性高、使用灵活性好、安全系数高的优点。虽然采用数字密码锁电路的好处是设计简单，但是由于其实纯电路实际，在系统运行时，延时会比较严重。 方案二：通过单片机实现。现在一种新的方案就是采用一种以AT89S51为核心的单片机控制方案。虽然有灵活的设计和丰富的IO端口，但是单片机运行的缺点是程序运行时容易出现跑飞现象。 通过以上比较显然单片机方案有较大的活动空间，不但能实现所要求的功能，而且能在很大程度上扩大功能，并可以方便的对系统进行升级。但是由于所学知识不能将其有效运用，现有环境不能满足，而且以单片机为核心的密码锁有一定的不足之处，在运行时会产生PC指针错误，因此提出了第三种方案。 方案三：利用FPGA设计数字密码锁。FPGA即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、EPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物，是一种超大规模集成电路，具有对电路可重配置能力。通常FPGA都有着上万次的重写次数，也就是说现在的硬件设计和软件设计一样灵活、方便。相对于基于单片机技术的电子密码锁，用FPGA器件来构成系统，可
成都信息工程学院数字电路综合设计报告 课程名称：乐曲演奏电路综合设计系部：信息安全工程学院 专业班级：信对121 学生姓名：罗星 学号：2012123015 指导教师：邓娜曾祥萍龚一光
一. 设计要求 (3) 二. 系统概述及工作原理 (3) 2.1系统概述 (3) 2.2工作原理 (3) 2.2.1乐曲发声原理 (3) 2.2.2硬件电路发声原理 (4) 三. 设计的具体实现 (4) 3.1单元电路设计与分析 (5) 3.1.1十分频器 (5) 3.1.2数控分频器 (6) 3.1.3分频预置数器 (7) 3.1.4 lpm_connter的设置 (9) 3.2音乐演奏电路的总体工作原理，时钟和音乐节拍的控制关系 (11) 3.2.1总体工作原理 (11) 3.2.2时钟和音乐节拍的控制关系 (11) 3.3调试及运行 (11) 3.3.1运行结果 (11) 3.3.2扩展为其他音乐的方法 (11) 四．心得体会及建议 (12)
基于FPGA的音乐演奏电路设计 一.设计要求 1. 设计一个乐曲硬件演奏电路，通过数字逻辑电路控制蜂鸣器演奏指定的乐曲； 2. 使用数字电路实验板上的FPGA器件（EP1C3T144C8）作为硬件电路平台，使用板载的交流蜂鸣器作为发声元件； 3. 在QuartusII环境下，将各单元电路按各自对应关系相互连接，构成乐曲硬件演奏电路，进行编译及仿真； 4. 将设计下载到实验板上验证乐曲演奏的效果。 二.系统概述及工作原理 2.1系统概述 该系统主要由十分频器，数控分频器，分频预置数器，计数器等构成。 整体电路框图如图一： 图1 2.2工作原理 2.2.1乐曲发声原理 1.乐曲中的每一音符对应着一个特定的频率，要想FPGA发出不同音符的音调，
课题四闪光灯逻辑控制电路的设计与制作 闪光灯逻辑控制电路是电子游戏、广告制作、舞台演出中最常用的逻辑控制电路,和前三个课题不同的是电路采用纯数字电路器件来实现。数字电路能用的器件有通用的中,小规模集成电路和专用的数字集成电路两种,器件的选择余地更大,设计方案较多。数字电路的设计思路与模拟电路有着根本的差别,而且只要电路逻辑设计正确,调试的工作量较小。希望通过本课题的设计与制作,使初学者能熟悉数字电路的一般设计方法。 1.设计内容和要求 设计并制作一个闪光灯控制逻辑电路,设计要求: ①红(R、黄(A、绿(G三种颜色的闪光灯在时钟信号作用下按表3— 5规定的逻辑顺序转换。表中“1”表示灯亮,“0”表示灯灭。要求电路能自启动。 ②状态转换时间间隔为0.5s,设计并制作一个CP脉冲源。 表3-5闪光灯转换顺序表 2. 设计方案的选择
(1逻辑分析 三个闪光灯R、A、G作为三个输出变量,灯亮为“1”,灯灭为“0”,在时钟C P的作用下,共8个状态,其状态转换图如图3-4-1所示。 图3-4-1状态转换图 由状态转换图可知,本电路可以自启动。 设计思路:能否用一个八进制计数器,再设计一个状态转换电路,将计数器的8个输出状态依次转化为灯光控制电路的规定状态,状态转换的真值表如表3-6所示。 表3-6状态转换真值表
由真值表可得输出变量的函数表达式为R=01 2012012Q Q Q Q Q Q Q Q Q ++A=012012012Q Q Q Q Q Q Q Q Q ++ G=012012012Q Q Q Q Q Q Q Q Q ++ (2 设计方案的比较与选择 由上分析,,本课题总的设计方案是先设计一个八进制同步加法计数器为闪光灯逻辑控制电路提供输入变量,再设计一个状态转换电路保证闪光灯按规定顺序工作。八进制计数器根据器件来源,可以选用三片小规模集成触发器如D 触发器,JK 触发器等,也可采用中规模集成计数器如74LS160,74LS161等构成,转换电路的设计方案更多,可采用门电路,也可采用数据选择器,3线8线译码器,甚至只读存储器ROM 来实现。不同的器件对逻辑函数 的处理方式不同。本课题首先确定八进制计数器由十进制同步加法计数器74LS 160来实现,只是转换电路选用不同的器件,介绍三种设计方案供选择比较。 3.单元电路的设计 (1八进制计数器的设计