键盘电子密码锁EDA课设

燕山大学EDA课程设计报告书

题目：键盘电子密码锁

：盖玉帅

班级：14通信一班

学号：140104030017

成绩：

一、设计题目及要求

（1）用10个按键代表0－9，密码为4位固定数；（2）用1个按键作为门铃；

（3）用1个开关作为关门信号；

（4）开锁和报警LED指示，且报警用声音提示。

二、设计过程及容

1.总体设计

（1）程序框图

错误

（2）设计方案

首先用数据选择器预设四位密码，然后用按键输入4位密码，用优先编码器将输入的按键转化为对应的二进制数字，再将输入密码的每一位和预设密码的每一位通过由4位比较器组成的密码验证电路比较，将每一位比较的结果送到4位移位寄存器存储，

当4位比较结束后通过门电路输出比较结果，用两个LED灯和一个蜂鸣器表示比较的结果。

总原理图如下：

仿真结果如下图所示：

当输入四位正确密码时，green引脚变为高电平，red和ringer为低电平。

当输入四位错误密码时，red和ringer引脚变为高电平，green为低电平。

2.模块分析

共分5个模块

（1）按键防抖模块

每个按键后加一个D触发器（DFF）用于防止按键抖动带来错误。

（2）按键输入模块

用优先编码器74147将十个按键编码为四位二进制形式（默认输出为0可解决只有9路输入的问题）。同时每按一次按键产生一个脉冲buffer，用于控制计数电路模块。

电路原理图如下：

仿真波形图如图所示：

（3）计数电路模块

用16进制计数器74161设计一个4进制计数器，使用预置数计数方式，预置数为001，控制预设密码的S0，S1端口，密码输入按键每按下去一次计数器加1，按4次后加到101时跳到001完成一次循环。每输入一位密码后，将预设密码的一位输入到选择器与输入的密码进行比较。当计数器完成一次

循环后，寄存器将4位存储结果输出。

原理图如下：

仿真波形图如下：

（4）密码预设模块

用两个双四选一数据选择器74153组成，通过s0和s1的电平组合决定输出的数字，本电路预设的密码为1417。

电路原理图如下：

仿真波形图如下：

（5）密码比较模块

用四个D触发器（DFF）串联成一个四位的移位寄存器。（参考教材P197）原理图如下：

仿真波形图如下：

3.硬件测试

硬件仿真成功后，下载到试验箱测试。每输入一位正确密码，test连接的发光二极管就亮一次，当输入4位正确密码1417时，显示密码正确的发光二极管点亮，输入错误后，显示密码错误的发光二极管点亮且蜂鸣器发出错误的警报信号。

上述实验现象说明实验成功。

三、设计结论

在做课程设计时，各个模块很快画完原理图并调试正常，只是在联合到一起时的仿真结果不正确，仔细检查后发现总原理图有两根线接反了。改正后，又出现新的问题，在第一个计数周期，接收到三个按键脉冲就会产生结果，而后面的周期又都正常。将计数电路的计数方式改为预置数计数解决了此问题。

通过这次EDA课程设计，我对数字电子技术基础有了更深刻的认识，并且掌握了很多原来就学的不太明白的知识，以及之前自以为很明白的东西。同时，这次课程设计也让我深刻感受到，做事不能急于求成，要沉下心来，按照既定程序一步一步的来，过于求快往往会事倍功半。当我们持续做一件事情遇到瓶颈时，不妨换件事情做，或者放松娱乐一下，然后再回来继续研究，往往可以获得意想不到的灵感。

EDA课程的开设可以增强我们的动手能力，加深我们对课本理论知识得理解。最后感谢学校给我们这次实践机会，感谢老师这两周为我们解

标准答问题。

文案

标准

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