电子密码锁_

目录
1 设计任务及要求........................................................................................................................................错误！未定义书签。

1.1设计任务 (2)
1.2设计要求 (2)
2 设计方案 (2)
2.150H Z脉冲输入 (2)
2.2触点脉冲输入 (2)
3 方案的实现 (3)
3.1密码的输入 (3)
3.2密码的存储 (4)
3.3密码的比较 (5)
4 测试步骤及实验结果 (6)
4.1设置原始密码 (6)
4.2输入解锁密码 (7)
4.3确认输入，查看结果 (7)
4.4实验结果 (7)
5结论与问题讨论 (7)
参考文献 (8)
附录 (8)
1.1 设计任务
设计一个电子密码锁。

1.2设计要求
1、本设计要求电子密码锁密码为4位。

2、密码锁功能包括：
①密码输入：用开关模拟0-9十个数字键，每按一个数字键，就输入一个数字。

②输入结束确认键：密码输入结束后按此键进行确认。

③密码允许输入：设置密码允许输入开关，此开关闭合时允许输入密码。

当输入密
码正确时，给出开锁信号，开锁信号用一个绿色指示灯表示，灯亮表示密码输入
正确。

如果输入密码不正确，则报警，报警信号用一个红色指示灯表示，灯闪表
示报警。

④密码设置：设置密码设置开关，开关闭合后，允许设置密码，设置好密码后，打
开此开关。

⑤密码清除：设置数码清除键，按下此键可以清除原来的密码，清除成为“0000”
并进行显示，清除后方可允许设置新的密码
2 设计方案
2.1 50Hz脉冲输入
此方案将1-9，9个数字从74147的9个输入端进行输入，通过8个74194寄存器，存储原始密码和输入密码，再将这两个密码在比较器中进行比较，若相同则绿灯亮；否则，将出现闪亮的红灯，及密码错误。

按下输入密码的清零键，可以清除存储输入密码的寄存器中的密码，就可以重新输入密码；按下原始密码的清零键，就可以清除原始密码，重新进行设置原始密码。

但该方案在实行时遇到一个问题，由于调给全部74194寄存器的50Hz脉冲不是连续的,设置和输入密码都不能很好的存储进去，在老师的指点下，修改了此方案。

2.2 触点脉冲输入
此方案是在上面的方案改进而来，将74147分解成逻辑元件，把各个数字输入用或门连接并接到所有74194寄存器的脉冲输入端，如此每按下一次按键便能给寄存器一个脉冲，使其依次存储数据。

通过比较器对两个密码进行比较，若相同则绿灯亮；否则，将出现闪亮的红灯，及密码错误。

3 方案的实现
3.1 密码的输入
图3.1 密码输入电路
图3.1中，9个数字由分配的9个按键进行输入，上面的输出提供给74194寄存器组的脉冲输入，如此，每按下一个按键就可以给寄存器一个高电平脉冲，使其存储数据，按下下一个按键时，寄存器将向上传送数据。

如此依次存入四位密码。

下面部分为编码电路。

数据输入后通过该电路进行编码，把十进制数编成BCD码，并输出，传送给74194寄存器组。

如按下按键1，则74194将接收到的是0001。

3.2 密码的存储
图3.2 密码存储电路
如图3.2，两个寄存器组中，左边的寄存器组存储原始密码，右边的存储输入密码即解锁
密码。

上面的输入端为脉冲输入，提供给全部的74194的脉冲输入。

中间的输入端为密码输入端。

注意到下面横向的输入端为控制原始密码和解锁密码输入的按键，称为“keep”，根据74194寄存器的特性：
当s0、s1都为1时，寄存器将并行输入；
当s0、s1都为0时，寄存器为保持状态。

故当keep为1时，左端寄存器的s0、s1均为1，可以进行设置原始密码操作。

当keep为0时，左边的寄存器的s0、s1均为0，保持状态，即设置了原始密码；而此时右边的寄存器的s0、s1的输入串联后用非门与keep连接，所以右端的s0、s1均为1，此时数据将输入右边的寄存器，并存储，即解锁密码的输入完成。

图中纵向有两个按键，左右分别为clean1、clean2。

其中clean1为原始密码的清零键，clean2为解锁密码的清零键。

按下清零键即可将寄存器中存储的密码清零，重新进行设置原始密码或解锁密码操作。

3.3 密码的比较
如图3.3，密码的比较电路中，上下两个比较器将对原始密码和解锁密码进行比较，上面的比较器A0到A7分别对应原始密码的前两位的BCD码，B0到B7分别对应解锁密码前两位的BCD码。

如此，下面的比较器对应的是后两位原始密码和解锁密码。

若密码相同，则比较器输出为1。

在图中，下面横向的输入端为解锁密码确认键，当输入解锁密码后，按下此键即可从两灯的亮暗中看出是否解锁成功。

若成功，则中间的输出端“green”为1，即可输出亮着的绿灯；若失败，则由上面的输出端“red”输出闪着的红灯。

其中74292将为红灯提供1Hz的脉冲，使其每秒闪亮一次。

图3.3 密码的比较电路
4 测试步骤及实验结果
4.1 设置原始密码
分配管脚加载到DE2电路板后，打上keep，使存储原始密码寄存器组的s0、s1为1，输入密码，依次打入1、2、3、4。

把keep打下，即设置原始密码完成。

若要更改原始密码，则需要按下clean1键，将原始密码清零，把keep置1，重新输入。

4.2 输入解锁密码
将keep打下后，即可输入解锁密码，输入过程中若出现错误，可按下clean2键即可将解锁密码清零，重新输入解锁密码。

4.3 确认输入，查看结果
输入解锁密码后，按下解锁密码确认键，查看绿灯、红灯的亮暗情况。

4.4 实验结果
原始密码设为1234，解锁密码为4567，此时红灯不断闪亮；将解锁密码清零，输入1234，此时绿灯亮。

5结论与问题讨论
这个设计实现了1到9数字密码的输入，存储，解密，清零。

但因为实验中发现quartus2软件中74147编码器仅有9个输入端，经老师同意后，略去0。

仅能实现9个不同密码的输入。

刚开始实行方案一时发现在74194寄存器加入50Hz的脉冲不能使其存储输入的密码，通过与同学和老师的交流和讨论，改变了这一做法，实现了74194的存储密码功能。

但此电路还存在很多不足，如电路元件的摆放不够有序，比较凌乱，如同迷宫一般，让人很难读懂。

另外，此电路未能实现显示功能。

若时间允许，可以把电路调理好，并接入数码管，让输入密码可视化。

通过这次课程设计，我的收获很多。

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。

而且，通过与同学和老师的讨论，更明白了集思广益的意义。

同时，在实验中，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，顺利完成课程设计任务，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]阎石主编.数字电子技术基础（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2006.05.
[2]周誉昌蒋力立主编电工电子技术实验高等教育出版社，2007.03
[3]欧阳星明主编数字逻辑（第三版）华中科技大学出版社，2007.02
[4]谢云刘冰茹易波王春茹.现代电子技术实践课程指导. 机械工业出版社,2003.01
[5]华成英，董诗白.模拟电子基础基础.清华大学, 2006.05
附录
图电子密码锁原理图。