哈尔滨工业大学软件学院数字逻辑大作业:电子密码锁设计
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设计题目:电子密码锁设计
指导老师:张彦航
小组成员:刘悦(1093710508)
李长平(10937103 )
目录
◆设计简介
◆设计方案
◆附录
设计简介
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,受到了广大用户的青睐。
设计本课题时构思了两种方案:一种是用以AT89C2051为核心的单片机控制方案;另一种是用以74LS90和双D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。
三:设计原理、系统方框图
该密码锁主体采用了两片双D触发器芯片。设置了9个按键输入,其中有4个密码键输入,其余5个为伪密码键输入。在连续正确键入4个密码键后密码锁开锁,如果键入其中的伪密码键,D触发器将全部清零。同时设置了限时电路,采用了74LS90芯片。如果在规定的时间不能将密码锁解锁,那么红灯将亮起,同时伴有响铃。还有采用了七段显示译码管来显示时间。但是不是倒计时。
图3.1 系统结构框图
各部分选定方案及电路组成、相关器件说明
主体部分开始尝试选择用单片机来做,后来由于涉及的知识过于广泛,决定选择使用双D 触发器作为密码锁的主体部分,有九个按键,其中有四个正确的键,按错一个键,实现同步清零,因此保密性相对较高,按键内部的单刀双置开关用来手工设置密码。由于知识水平有限,具体设计图中有一部分以手工代替。以所附整体图为准。
图3.2 主体密码锁电路图
图 3.3 计时功能电路
见整体大图。
四:各部分电路组成及相关器件说明
按键电路采用双D触发器和单刀双置开关,还有五或门,报警电路用7490实现模4,模5计数器,七段显示电路采用T1193将计数脉冲转换为二进制信号,再用T1185将其转换为8421BCD信号,再送到T1408,接七段显示管。但只能正计数,不能倒计时。器件管脚在附录中。
五:调试过程
按键电路和报警电路在MAX-PLUSII中实现,得到波形图,不会实现的打印后手工绘制。
六:设计结论
基本实现要求,但还有诸多不满意之处,如七段显示管只能正计数,不能倒计时。七:总结和体会
以上为所设计的电子密码锁电路,它经过多次修改和整理,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;它高速开关或计数脉冲;电路密码只有几种可供修改,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;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,同时实习也锻炼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max-plus等仿真软件操作,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。
在实际操作过程中,感受到理论应用到实际的难处,但我和组员共同讨论,似乎就简单多了,合作过程中也有摩擦,曾经想放弃,但还是合作到最后,虽然结果不一定完美,但是我们自己做的,有很大收获,和一定成就感。
附录一各芯片管脚图及功能表
图1 双D触发器及功能表
图2 四或门
图3 74LS90 的管脚图和功能表
附录二总体设计图
另附
附录三部分仿真结果
附录四
本实验由刘悦(1093710508 )和李长平(10937103 )共同完成。刘悦完成资料搜集和思路构想,一起讨论整体设计思路,然后由李长平设计按键电路和部分实验报告的撰写,刘悦完成报警电路,七段显示译码管的设计和后期实验图的手工绘制,剩余实验报告的撰写。