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数电课程设计说明书二进制密码锁的设计.doc

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目 录 摘 要 - 4 - 1、二进制密码锁电路的设计方案 - 5 - 1.1设计任务与要求 - 5 - 1.2 设计思路与原理 - 6 - 1.2.1设计思路 - 6 - 1.2.2电路工作原理 - 6 - 1.3.1 74HC85芯片 - 7 - 1.3.2数码管 - 10 - 1.4 Multisim仿真元器件的选用 - 11 - 表1.1 元器件选用列表: - 11 - 2、二进制密码锁电路的设计与调试 - 11 - 2.1电路Multisim整体仿真结果与调试 - 11 - 2.1.1断电状态仿真 - 11 - 2.1.2初始态仿真 - 12 - 2.1.3密码错误状态仿真 - 12 - 2.1.4密码正确状态仿真 - 13 - 2.1.5修改密码仿真 - 13 - 3、 Protel原理图的绘制 - 14 - 4、总结与体会 - 15 - 参考文献 - 17 - 二进制密码锁的设计 摘 要 传统的机械锁由于构造简单,安全性能较差。数字密码锁由于其保密性高,便于操作,性能安全可靠,因此,广泛应用于家庭和各种办公场所。本设计用数字电路及相关知识设计的八位二进制数字密码锁,通过multisim10.0仿真,采用两块74HC85芯片级联实现八位二进制密码比较功能,并用了LED发光二极管和米字型数码管双显示来表示系统不同的状态。本方案优点在于通过对元器件的选择,实现了简单的电路结构,便捷的操作,良好的安全性,以及人性化的显示方案。 关键词: 二进制密码锁;74HC85芯片;组合电路设计;数码管;数值比较器。 1、二进制密码锁电路的设计方案 1.1设计任务与要求 设计一个8位并行二进制密码锁,密码内容可通过开关进行设置。 设置8位输入按键,当不进行任何按键时,数码管显示“0”;当按键值与预置的密码完全符 合时,数码管显示“R”,开锁状态LED灯亮;当按键值与预置密码不符合时,数码管显示“E”, 开锁状态LED灯灭。 系统可设置一个使能输入端,当使能端为高电平时,密码锁能正常工作,反之,密码锁按键 无效,数码管灭, 开锁状态LED灯灭。 主要任务:完成该系统的硬件设计,调试好后并能通过仿真,最后就课程设计本身提交一篇 课程设计说明书。 1.2 设计思路与原理 1.2.1设计思路 图1.1 系统逻辑构图 1.2.2电路工作原理 图1.2 系统电路原理图 J4为使能开关,当它断开时,电路处于断电状态,数码管无显示,二极管不发光。合上J4,数码管显示0,表示系统已通电,合上J1,系统开始进入工作状态,J2为密码输入,J3为密码设定,通过数值比较器判断,当输入密码于设定的密码相同时,LED发光二极管发光,数码管显示“R”;当输入密码于设定的密码不相同时,LED发光二极管不发光,数码管显示“E”。 细节说明: J2,J3选择这种八位开关目的为体积小且易于操控;U8,U9是为了恢复电压,防止因压降导致高低电平判断失误;数码管为了显示“R”特意选用米字型数码管;数码管的状态显示由开关J4和J1以及二极管正向端的高低电平三者决定,所以以这三者为输入信号,每一段数码管为输出信号,通过组合电路的设计方法计算并组合出与非门的组合形式。 1.3单元电路设计与参数计算 1.3.1 74HC85芯片 图1.3 74HC85芯片内部结构图 其管脚图和真值表如下: 图1.4 74HC85管脚图 其中10、12、13、15(或1、9、11、14)脚是输入端,2、3、4(或5、6、7)脚为输出端。8脚为地,16脚为电源。 图1.5 74HC85的真值表 数值比较器的原理: 在数字系统中, 常常要比较两个数的大小。数值比较器就是对两数A、B进行比较,以判断其大小的逻辑电路。比较结果有AB、AB、A=B三种情况。 集成数值比较器74HC85是四位数值比较器,这里我用串联方式,用两片74HC85组成8位数值比较器。见下图。 图1.6 8位数值比较器 对每一块芯片有: 当8位密码都相同时,芯片2的6脚输出高电平。 1.3.2数码管 图1.7 14段数码管 1.4 Multisim仿真元器件的选用 表1.1 元器件选用列表: 元件序号 名称 型号与主要参数 数量 备注 1 8位开关 2 体积小,易操控 2 电阻 100Ω 5 稳压 3 74HC85 见1.3所示 2
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