上海大学 八位串行密码锁的设计Word格式.docx
- 文档编号:18330636
- 上传时间:2022-12-15
- 格式:DOCX
- 页数:12
- 大小:629KB
上海大学 八位串行密码锁的设计Word格式.docx
《上海大学 八位串行密码锁的设计Word格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《上海大学 八位串行密码锁的设计Word格式.docx(12页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
2014年6月26日
一、设计目的与要求
电子密码锁是一种通过密码输入来控制电路或是芯片工作,从而达到控制开关闭和,完成开锁、闭锁任务的电子产品。
电子密码锁的性能与安全性已经大大地超过了机械锁。
主要特点如下:
1、保密性好,编码量多,远远大于弹子锁,随即开锁成功率几乎为零。
2、密码可变,可以防止密码被盗。
3、误码输入保护,多次错误后,可自行报警。
4、操作简单,一学即会。
5、干扰码功能,在正确密码前可以输入任意码。
6、安保功能。
7、等等
本次课程设计的目标要求是:
设计电子锁,满足:
1、开锁密码为八位串行二进制码。
2、开锁输入码与设定密码一致时,锁被打开;
不一致时,报警。
3、设置复位开关,所有的时间数据用数码管显示出来。
二、设计框图
由密码锁的总体要求可以得到如下的设计框图:
1.单稳态触发器由555定时器组成,可以产生暂稳态脉冲,通过开关的闭合可以得到我们所需要的脉冲。
2.用由74LS164组成的移位寄存器向电路串行输入密码。
3.用由两片74LS85构成的比较器来预置和比较密码。
4.用由74LS192组成的计数器来记录已输入密码的个数。
5.多谐振荡器由555定时器组成,用来实现周期为1S的脉冲信号,配合计时。
6.用由两片74LS192组成的减法计时器来限制输入密码的时间。
三、所用各器件及其原理
1、555定时器
定时器555是一种多功能集成电路,只要在外部接上几个电阻电容,就可以组成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器。
定时器555内部结构框图、符号图和功能表如下。
555定时器有二个比较器C1和C2,有一个RS触发器,R和S高电平有效。
三极管VT1对清零起跟随作用,起缓冲作用。
三极管VT2是放电管,将对外电路的元件提供放电通路。
比较器的输入端有一个由三个5kW电阻组成的分压器,由此可以获得
和
两个分压值,一般称为阈值。
555定时器的1脚是接地端GND,2脚是低触发端TL,3脚是输出端OUT,4脚是清除端Rd,5脚是电压控制端CV,6脚是高触发端TH,7脚是放电端DIS,8脚是电源端VCC。
2、移位寄存器74LS164
移位寄存器除了具有寄存数码的功能外,还具有移位功能,即在移位脉冲作
用下,能够把寄存器中的数依次向右或向左移。
它是一个同步时序逻辑电路,根据移位方向,常把它分成左移寄存器、右移寄存器和双向移位寄存器三种;
根据移位数据的输入-输出方式,又可将它分为串行输入-串行输出、串行输入-并行输出、并行输入-串行输出和并行输入-并行输出四种电路结构
74LS164是8位串入并出的移位寄存器,其内部结构与引脚排列如图。
74LS164由8个具有异步清除端的SR触发器组成,具有时钟端CP、清除端
、串行输入端A和B、8个输出端。
从其功能表可以看出,只要
端输入低电平,移存器无条件清0。
只有当
端接高电平,CP上升沿到达时,电路才可能按AB设置的方式执行移位或置数操作:
AB=11时,AB=01或AB=10时移入0。
3、数据比较器74LS85
在一些数字系统当中经常要求比较两个数值的大小。
为完成这一功能所设计的各种逻辑电路统称为数值比较器。
例如,A.B是两个4位二进制数A3A2A1A0和B3B2B1B0,进行比较的话,应该首先比较高位的A3和B3,如果A3>B3,那么不管其他几位数码各为何值,肯定A>B.反之,若A3<B3,则不管其他几位数码为何值,肯定A<B。
如果A3﹦B3,必要通过比较下一位数A2和B2的大小来判断A和B的大小了。
依此类推,肯定能比较出结果来。
74LS85是集成4位比较器,它还有级联输入端,通过级联输入端可以连接成8位、16位或更高位数的比较器。
由其功能表可以看出,该比较器判断顺序为从高位到低位,若它们都相等,就判断级联信号。
4、计数器74LS192
74LS192是十进制同步加/减法计数器,采用8421BCD码编码,具有直接清零、异步清零功能。
由功能表可以看出,当=1,CR=0,CPD=1时,如果有时钟脉冲加到CPU端,则计数器在预置数的基础上进行加法计数,当计到9(1001)时,端输出进位下降沿跳变脉冲;
当=1,CR=0,CPU=1时,如果有时钟脉冲加到CPD端,则计数器在预置数的基础上进行减法计数,当计到0(0000)时,端输出借位下降沿跳变脉冲。
四、各单元电路的设计与调试
1、单稳态触发器(模块1)
单稳态触发器有几个重要特点,分别是:
1).有稳态跟暂稳态两个工作状态。
2).能在脉冲作用下,从稳态翻转到暂稳态,并维持一点时间后自动返回稳态。
3).暂稳态的时间与脉冲无关,取决于电路本身。
上图为一个单稳态触发器,开关每闭合一次,即可产生脉冲,即可通过开关的闭合来产生所需的脉冲。
2、移位寄存器(模块2)
由74LS164组成的移位寄存器,其
端接在模块1单稳态触发器的输出端口处,通过选择开关S1,S2的接通情况和脉冲信号触发达到向电路输入密码的功能。
在本设计中可如下图:
3、计数器(模块3)
由74LS192组成的加法计数器,ABCD四个输入端均接地,表示预置0000;
CLR通过开关控制清零,即每次A闭合都会置零。
脉冲端UP接到单脉冲触发器的输出端,开关space的每闭合一次产生的脉冲令数码管显示数值加1。
如下图所示:
4、数据比较器(模块4)
由两个74LS85芯片组成的8位数据比较器,对于总体电路来说这是一个译码电路,U3的B0.B1.B2.B3接口接低电平,端口A<B.A﹦B.A>B也分别接在U2的端口A<B.A﹦B.A>B上。
U2的A﹦B.B0.B1三个端口接高电平,端口A<B.A>B.B2.B3接低电平,即初始设定的密码是00000011,U2.U3的输入端口A0.A1.A2.A3分别接移位寄存器的8个输出端口,当输入的密码与设定的初始密码一致时,U3的输出端口A﹦B输出高电平,可接到开锁电路和报警电路。
5、减时计时器(模块5)
由两个74LS192组成的减法计数器,接多谐振荡器的输出接口,置数端通过三个或门接到计数器的四个输出端,预置数为N=(00110000)8421BCD=(30)10,即预置时间为30秒,当接通时,初始值为30秒。
当低位计数器的借位输出端输出借位脉冲时,高位计数器才进行减法计数。
当计数到高、低位计数器都为零时,高位计数器输出端输出借位脉冲,接到报警电路。
6、多谐振荡器(模块6)
由555定时器可组成多谐振荡器,如下图所示:
因为接了二极管,且R3=R4,则T=C3In2R,所以T=1s。
7、开锁及报警显示(模块7)
此模块主要是对之前的模块输出信号的处理,可通过简单逻辑门与输出器来实现。
具体的电路如下图:
U3接的是比较器的输出端,U5接的是计数器的输出端,U17A接的是计时器的输出端。
根据逻辑门的关系可以得到高低电平,从而实现开锁与报警功能。
五、总逻辑图
六、小结
这次的课程设计,不仅是我能够巩固原本很模糊的知识点,也让我明白,设计性课题的独特之处,设计性课题更加的具有自主性,开放性,不限于一个答案,更加地能够激发兴趣。
在仿真中也出现了不少问题,使用的是Multisim12.0版本的仿真软件,因为在平时的教学之中并没有相关软件的介绍,所以在刚开始使用时不是很适应,但是因为使用的器件都是很常见的,所以也是很快能够找全。
在这次的设计之中,参考了很多的相关资料,也明白了不仅可以通过这些器件来实现,也可以通过单片机编程来实现,可见在未来的行业之中,自动化与计算机行业将密不可分,而这些多元化、多方面的设计也将更多的走近我们的生活。
通过这次的课程设计,也很好的综合应用了之前的模电、数电的相关知识,能够更加的整体化,促进综合应用。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 上海大学 八位串行密码锁的设计 上海 大学 八位 串行 密码锁 设计