课程设计-密码锁

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一、设计内容和要求

题目：密码锁

该锁有4个密码拨动开关（设定0和1）来设置密码，一个开箱钥匙孔（能接通电池）。当用钥匙开箱时，如果输入的4位密码正确，箱被打开；否则，电路将发出警报（发光二极管亮表示）。要求锁的密码在第一次使用时能由用户自行进行一次性设定（机械方式）。

具体要求：

1）写出该组合逻辑电路的分析和设计方法；

2）画出电路原理图，标明要使用的芯片。

二、电路设计

1.题目分析

从题目要求来看，该密码锁必须具备以下几个条件：

（1）.所设置的密码必须为4位，例如1000。

（2）.密码错误时，必须发出警报，此时二极管亮。

（3）.可以进行密码设定。

2.设计思路

因为每一位密码只有两个状态，即0和1，因此可以用单刀双掷开关结合高低电平来实现密码的设定以及输入，而设定密码与输入密码的比对可以通过异或门来实现。具体可以是4个异或门连接输入端，然后与反向器相连接，再连接4输入与非门，最后连接一个开关，一个500欧姆的限流电阻，一个发光二极管。

3.具体电路

总电路图如下图所示：

开始的8个单刀双掷开关和VCC以及GND部分是密码的设定以及输入部分，期中J2-J5是密码的设定，J6-J9是密码的输入。开关拨到上输入1，开关拨到下输入为0。上图的设定密码为1010，此时输入密码也为1010，密码正确，因此发光二极管不亮。如果输入密码为1011，此时与设定密码不相符，就会发出警报，表现为二极管发光，如下图：

从图可以看出，二极管发出绿光，说明密码错误，需要重新输入。

开关J1与开箱钥匙孔相连接。当用钥匙开箱时，开关J1闭合，电路接通。

如果密码错误二极管就会发光。

4.电路分析

异或门电路的性质：两个引脚输入相同时输出为0，输入相异时输出为1。由此可知，如果设置密码与输入密码相同时，U9A的输出电平为低电平，因此发光二极管不发光。如果设置密码与输入密码不同，则U9A的输出电平为高电平，此时二极管发光。如果J1断开，即不用钥匙开箱，则无论输入是什么，都不可能发光。如果J1接通，即用钥匙开箱，则需要满足输入与设定不同是才会发光。

5.芯片需求

54LS86是一个有4二输入异或门的芯片，引脚图如下：

其真值表如下：

其真值表如下：

三、总结与心得

过多次的改动，以及修正才得以完成，间也碰到不少问题，但是经过查找资料以及自己实践最终得以解决问题。例如开始时由于发光二极管没有加500欧姆的限流电阻，导致仿真的时候二极管无法发光。然后用电压表测量两端电压发现没有问题，经过反复的修改以及实践后，最终找到了问题所在并得以解决。

该设计让我熟悉了multisim软件的使用，查资料的过程中也学到了许多课堂之外的知识，让我受益匪浅。