课程设计说明书
课程名称： 数字电子技术课程设计
题 目： 电子密码锁
学生姓名：
专 业：
班 级：
学 号：
指导教师：
日 期： 年 月 日
电子密码锁
设计务求
1电子器件设计制作密码锁输入正确代码时开锁
2锁控制电路中设修改4位代码输入代码控制电路代码致锁开
3红灯亮绿灯灭表示关锁绿灯亮红灯灭表示开锁
45s未锁开电路动复位进入锁状态发报警信号
二方案设计证
1键输入四位十进制数字输入密码存储
2较输入密码原始密码输入正确密码时出开锁信号开锁信号绿色指示灯表示绿灯亮表示密码输入正确果输入密码正确红灯表示
3锁开关红灯绿灯表示次亮盏红灯亮绿灯灭表示关锁绿灯亮红灯灭表示开锁
4设置倒计时电路锁电路果密码5s未输入正确发出报警声锁电路
5 设置密码设置开关开关闭合允许设置密码设置密码开开关
6 需输入密码开始时识输入触发计时电路
方案 74LS147译码器键输入转化二进制通8片四位寄存器74LS194实现密码功中四片存储预置密码四片存储输入密码密码开始输入时开始计时通74LS192计数器实现计时功然密码输入期间74LS138数选择器选片存储数选择器输入端两位二进制加法计数器控制键盘键输入时计数器加1键完会轮芯片存储锁功利74LS138控制通四片74LS85芯片判断原始密码输入密码否相接着指示灯表示密码输入正确否果密码没输入正确话红灯亮否绿灯亮没规定时间输入正确密码会发出警报信号（蜂鸣器响）
方案二 74LS147译码器键输入转化二进制通8片四位寄存器74LS175实现密码存储问题四双D触发器组成位移控制器控制74LS175存储密码键盘输入时双D触发器组成位移寄存器输出会右位移位计数器555单稳态电路计时输入密码时键盘键输入开始计时单稳态电路输出脉等脉判断密码锁否已解锁没解锁锁电路通四片74LS85芯片判断原始密码输入密码否相接着指示灯表示密码输入正确否果密码没输入正确话红灯亮否绿灯亮没规定时间输入正确密码会发出警报信号
三 单元电路设计参数计算
方案方案二选择方案原：方案中倒计时单路方便显示较直观方案总体思路数总线址线控制信号输入存储起方案二更优秀选择方案
1 键输入键信号识
图左边键键J1J2……J9J0分应数字190键边接高电边接74LS147输入端键时候74LS147芯片键连接输入端会低电时74LS147工作输入键端输入信息化二进制码说J1时74LS147芯片输入1端会输入低电然芯片该信息转化二进制码0001图中四门检测键盘键输入键盘键输入时门相连门输入端会出现低电门输出0表示键输入键时门输出高电输出1
74LS147芯片反码输出输出端接非门
该电路时控制键输入信号开关S1拨方时进入密码输入阶段时74LS194芯片实行左移功没键键输入时键识门电会发生变化门会74LS194芯片输入脉信号该芯片启动进行位移操作开始时QA输出端0输入密码期间旦键输入该芯片会启动QA输出端会输出1然键QA输出端直高电该高电会输出控制计时电路时钟脉控制门计时电路工作实现倒计时功
2数储存
数存储芯片74LS194 控制数存储功芯片74LS194功选片存储74LS194四位双移存器 74LS194 移位寄存器中数移位脉作次逐位右移左移数行输入行输出串行输入串行输出
图 74LS194移位寄存器引脚图
74LS194引脚图中
D0~D3：行输入端 Q0~Q3：行输出端
S0S1：操作模式控制端 ：直接条件清零端
SR：右移串行输入端 SL：左移串行输入端
CP：时钟脉输入端
原理：
Cr0清零异步优先
Cr1功S1S0决定
（1）存储数功：
S11S01行装入步CP升d0→Q0d1→Q1d2→Q2d3→Q3
S10S00输出变
（2）位移功：
S10S01右移串行输入数移动方：DSR→Q0→Q1→Q2→Q3步CP升
S11S00左移串行输入数移动方：DSL→Q3→Q2→Q1→Q0步CP升
利移位寄存器构成数存储器先S0S11行输入预置数值改变S0S1电实现左移右移状态者数变
存储电路简化图：
图存储电路块芯片8块74LS194存储
片选功电路：
S1控制电路设置密码输入密码功74LS138数选择器作选片储存功电路没锁时74LS138G1端输入1实现数选择功S1拨方时74LS138输入端C端会置1时候实现密码设置功时74LS138输出端Y4Y7间工作74LS138输出端控制寄存器读写功两双D触发器组成二进制加法器键盘键输入时触发器时钟脉端会脉触发器工作加法器加1加法器输出端接74LS138输入端键输入时加法器变化次74LS138输出端选择变化次选择寄存器读写数
3显示功
简略图：
74LS19414LS192输出端连数码两芯片输出二进制数时数码会显示相应十进制数
4定时器
定时器选选74LS192芯片作定时器
74LS192双时钟方式十进制逆计数器(bcd二进制)
CPU加计数时钟输入端CPD减计数时钟输入端
LD预置输入控制端异步预置
CR复位输入端高电效异步清
CO进位输出：1001状态负脉输出
BO位输出：0000状态负脉输出
74LS192功表：
74LS192引脚图
原理图：
74LS912芯片CLR端0UP端置1LOAD端接BO端组成计时器该电路开始工作时BO端0首先置数置4二进制数0100然等时钟脉密码输入时键输入时会工作时BO端1进行二进制减数减0时BO会输出低电输出接旁边双D触发器组成二进制制计数器时钟信号输入端双D触发器进1时输出Q端会输出074LS192芯片时钟信号方波脉提供脉相连门门作相开关开关决定数四旁边双D触发器Q端输出端开始工作时触发器Q输出端1第二数键开关键盘键输入时会键识电路置1保持1第三数选择输入密码修改密码开关电路传信号电路工作状态密码输入时该门输入端会置1否0第四方波脉信号该方波脉信号会始终01间变化四信号1时该门会输出信号1实方波脉信号外三信号1时该芯片会时钟信号输入双D触发器输出端Q0时说倒计时已完时门输入端会0输入74LS192芯片会没时钟脉信号输入倒计时电路动
5锁电路报警电路
电路开始工作首先两条件满足行74LS192定时器旁二进制计数器输出端~Q（Q非端）输出1已倒计时完第二密码锁锁住状态亮红灯该两信号门判断BO端连接输入端接非门两者条件满足时会锁电路发出信号1电路：
先决条件门信号会输入74LS194芯片该信号时0变174LS194芯片提供脉信号74LS194芯片SLSRS0~CLR端接高电74LS194构成右移寄存器时钟脉端CLR电变化时74LS194芯片输出端会左移位低位会补1门0变1输出端QA会0变174LS138G1端会置0时74LS138输出端全1输出信号通非门全0作存储数芯片74LS194寄存器S0S1端0寄存器数会锁住寄存器输入端少输出端会变化电路实现锁功电路锁时左边位移寄存器74LS194QA输出端会变1QA相连蜂鸣器会响实现报警功图中S1开关控制密码输入设置密码功开关导通面电路时输入密码状态开关拨面时设置密码状态输入数字数选择器会输入二进制数选择寄存器读写
6密码较电路
密码较电路74LS85做较器简化电路：
74LS85AEQB置高电该芯片扩展部分QaQb该芯片正常较输入两数分作输入密码寄存器预设密码寄存器输出端接74LS85输入端较密码相位数否相两者相时74LS85OAEQB输出1否输出0类推密码位进行较四74LS85芯片较密码OAEQB接四输入门较四密码否相等电路：
密码位相等时74LS85输出端会输出0四输入门会输出0门输出开锁关锁电路相连开关锁电路会识该信号决定否开锁
7 开关锁电路
图门输出0时LED1灯亮门输出1时LED2亮LED1LED2分红灯绿灯分代表着关锁开锁说门输出0时锁处关闭状态1时处开状态该门输入端接74LS85较器
四总电路工作原理元器件清单
1．总原理图
电路图附件
2电路完整工作程描述（总体工作原理）
电路工作程：
5s定时电路
音响电路
显示电路
开锁控制电路
密码锁存电路
输入钮开关
输入锁存电路
锁
锁装置
首先进行密码设定开关S1实现密码输入设定功开关S1拨密码设定功时输入密码会存储密码锁存器电路中然开关S1拨密码功通钮开关输入密码密码输入阶段键输入时会激发5s定时电路进行倒计时5s锁没解开会触发锁功触发音响电路蜂咛器发出报警声密码输入显示电路显示输入密码等密码输入完会进入开锁控制电路中先较预设密码输入密码否相果相会触发锁装置开锁功时电路绿灯亮红灯灭果密码相锁装置会亮红灯绿灯熄灭表示锁锁住
3元件清单
元件序号
型号
参数(封装)
数量
备注
U2
74LS 74LS147D
IPC7351＼DO16
1
U15 U16 U27
74LS 74LS21D
IPC7351＼DO14
3
U7 U8 U9 U10 U11 U12 U18 U19 U33 U36
74LS 74LS194D
IPC7351＼DO16
10
U4 U5 U14
74LS 74LS04D
IPC7351＼DO14
3
U3
74LS 74LS192D
IPC7351＼DO16
1
U21 U35
74LS 74LS74D
IPC7351＼DO14
2
U1
74LS 74LS08D
IPC7351＼DO14
1
U34
BUZZER BUZZER 200 Hz
Generic＼BUZZER
1
U17 U20 U30 U31
74LS 74LS85D
IPC7351＼DO16
4
LED1
LED_red
Ultiboard＼LED9R2_5V
1
LED2
LED_green
Ultiboard＼LED9R2_5Vg
1
U13
74LS 74LS138D
IPC7351＼DO16
1
五 仿真调试分析
仿真时候首先设置预设密码开关S1拨预设密码功键开关输入4位十进制密码输入时数码显示相应密码然S1开关拨开输入密码功键开关输入相应4位十进制密码输入密码时倒计器开始工作进行5s倒计时计时器输出端连接数码40开始倒数计时器未启动时数码出现数字4说明计时器已成功置数输入密码寄存器输出端接数码数码显示相应输入密码果5s倒计时完成锁装置亮红灯话键盘数码数字始终变说明键输入锁定电路实现锁功密码正确绿灯亮红灯灭说明锁开锁功正常反密码错误时红灯会亮绿灯会灭锁关锁功正常密码错误5s倒计时已会出现说锁功整密码锁功实现完成
六 结心
通次数字电路课程设计深入理解芯片功电路充分利解决日常问题明白电路元件间工作分工合作间相互通讯电路中部分协调工作设计电路时首先想解决什问题然问题划分问题问题模块实现功电子密码锁样设计密码锁先密码锁功分开分电路解决密码锁模块解决问题实现密码锁整功时模块充分调起机结合完成密码锁功键识模块样键识信号果密码输入阶段话会计时电路发送信号计时电路工作锁功功条件触发红灯亮计时电路已计时完毕会触发锁功巧妙寄存器读写功实现分数线址线数线址线独利址线控制寄存器读写功总说密码锁整体部分协调工作组成完整整体
七参考文献
[1]李继凯 杨艳 数字电子技术应 科学出版社 2012年8月
[2]徐波 数字电子技术基础实验 电工电子教学实验中心 2011年8月
[3]彭介华 湖南学 电子技术课程设计指导 高等教育出版社 2012年3月
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课程设计说明书
课程名称： 数字电子技术课程设计
题 目： 电子密码锁
学生姓名：
专 业：
班 级：
学 号：
指导教师：
日 期： 年 月 日
电子密码锁
设计务求
1电子器件设计制作密码锁输入正确代码时开锁
2锁控制电路中设修改4位代码输入代码控制电路代码致锁开
3红灯亮绿灯灭表示关锁绿灯亮红灯灭表示开锁
45s未锁开电路动复位进入锁状态发报警信号
二方案设计证
1键输入四位十进制数字输入密码存储
2较输入密码原始密码输入正确密码时出开锁信号开锁信号绿色指示灯表示绿灯亮表示密码输入正确果输入密码正确红灯表示
3锁开关红灯绿灯表示次亮盏红灯亮绿灯灭表示关锁绿灯亮红灯灭表示开锁
4设置倒计时电路锁电路果密码5s未输入正确发出报警声锁电路
5 设置密码设置开关开关闭合允许设置密码设置密码开开关
6 需输入密码开始时识输入触发计时电路
方案 74LS147译码器键输入转化二进制通8片四位寄存器74LS194实现密码功中四片存储预置密码四片存储输入密码密码开始输入时开始计时通74LS192计数器实现计时功然密码输入期间74LS138数选择器选片存储数选择器输入端两位二进制加法计数器控制键盘键输入时计数器加1键完会轮芯片存储锁功利74LS138控制通四片74LS85芯片判断原始密码输入密码否相接着指示灯表示密码输入正确否果密码没输入正确话红灯亮否绿灯亮没规定时间输入正确密码会发出警报信号（蜂鸣器响）
方案二 74LS147译码器键输入转化二进制通8片四位寄存器74LS175实现密码存储问题四双D触发器组成位移控制器控制74LS175存储密码键盘输入时双D触发器组成位移寄存器输出会右位移位计数器555单稳态电路计时输入密码时键盘键输入开始计时单稳态电路输出脉等脉判断密码锁否已解锁没解锁锁电路通四片74LS85芯片判断原始密码输入密码否相接着指示灯表示密码输入正确否果密码没输入正确话红灯亮否绿灯亮没规定时间输入正确密码会发出警报信号
三 单元电路设计参数计算
方案方案二选择方案原：方案中倒计时单路方便显示较直观方案总体思路数总线址线控制信号输入存储起方案二更优秀选择方案
1 键输入键信号识
图左边键键J1J2……J9J0分应数字190键边接高电边接74LS147输入端键时候74LS147芯片键连接输入端会低电时74LS147工作输入键端输入信息化二进制码说J1时74LS147芯片输入1端会输入低电然芯片该信息转化二进制码0001图中四门检测键盘键输入键盘键输入时门相连门输入端会出现低电门输出0表示键输入键时门输出高电输出1
74LS147芯片反码输出输出端接非门
该电路时控制键输入信号开关S1拨方时进入密码输入阶段时74LS194芯片实行左移功没键键输入时键识门电会发生变化门会74LS194芯片输入脉信号该芯片启动进行位移操作开始时QA输出端0输入密码期间旦键输入该芯片会启动QA输出端会输出1然键QA输出端直高电该高电会输出控制计时电路时钟脉控制门计时电路工作实现倒计时功
2数储存
数存储芯片74LS194 控制数存储功芯片74LS194功选片存储74LS194四位双移存器 74LS194 移位寄存器中数移位脉作次逐位右移左移数行输入行输出串行输入串行输出
图 74LS194移位寄存器引脚图
74LS194引脚图中
D0~D3：行输入端 Q0~Q3：行输出端
S0S1：操作模式控制端 ：直接条件清零端
SR：右移串行输入端 SL：左移串行输入端
CP：时钟脉输入端
原理：
Cr0清零异步优先
Cr1功S1S0决定
（1）存储数功：
S11S01行装入步CP升d0→Q0d1→Q1d2→Q2d3→Q3
S10S00输出变
（2）位移功：
S10S01右移串行输入数移动方：DSR→Q0→Q1→Q2→Q3步CP升
S11S00左移串行输入数移动方：DSL→Q3→Q2→Q1→Q0步CP升
利移位寄存器构成数存储器先S0S11行输入预置数值改变S0S1电实现左移右移状态者数变
存储电路简化图：
图存储电路块芯片8块74LS194存储
片选功电路：
S1控制电路设置密码输入密码功74LS138数选择器作选片储存功电路没锁时74LS138G1端输入1实现数选择功S1拨方时74LS138输入端C端会置1时候实现密码设置功时74LS138输出端Y4Y7间工作74LS138输出端控制寄存器读写功两双D触发器组成二进制加法器键盘键输入时触发器时钟脉端会脉触发器工作加法器加1加法器输出端接74LS138输入端键输入时加法器变化次74LS138输出端选择变化次选择寄存器读写数
3显示功
简略图：
74LS19414LS192输出端连数码两芯片输出二进制数时数码会显示相应十进制数
4定时器
定时器选选74LS192芯片作定时器
74LS192双时钟方式十进制逆计数器(bcd二进制)
CPU加计数时钟输入端CPD减计数时钟输入端
LD预置输入控制端异步预置
CR复位输入端高电效异步清
CO进位输出：1001状态负脉输出
BO位输出：0000状态负脉输出
74LS192功表：
74LS192引脚图
原理图：
74LS912芯片CLR端0UP端置1LOAD端接BO端组成计时器该电路开始工作时BO端0首先置数置4二进制数0100然等时钟脉密码输入时键输入时会工作时BO端1进行二进制减数减0时BO会输出低电输出接旁边双D触发器组成二进制制计数器时钟信号输入端双D触发器进1时输出Q端会输出074LS192芯片时钟信号方波脉提供脉相连门门作相开关开关决定数四旁边双D触发器Q端输出端开始工作时触发器Q输出端1第二数键开关键盘键输入时会键识电路置1保持1第三数选择输入密码修改密码开关电路传信号电路工作状态密码输入时该门输入端会置1否0第四方波脉信号该方波脉信号会始终01间变化四信号1时该门会输出信号1实方波脉信号外三信号1时该芯片会时钟信号输入双D触发器输出端Q0时说倒计时已完时门输入端会0输入74LS192芯片会没时钟脉信号输入倒计时电路动
5锁电路报警电路
电路开始工作首先两条件满足行74LS192定时器旁二进制计数器输出端~Q（Q非端）输出1已倒计时完第二密码锁锁住状态亮红灯该两信号门判断BO端连接输入端接非门两者条件满足时会锁电路发出信号1电路：
先决条件门信号会输入74LS194芯片该信号时0变174LS194芯片提供脉信号74LS194芯片SLSRS0~CLR端接高电74LS194构成右移寄存器时钟脉端CLR电变化时74LS194芯片输出端会左移位低位会补1门0变1输出端QA会0变174LS138G1端会置0时74LS138输出端全1输出信号通非门全0作存储数芯片74LS194寄存器S0S1端0寄存器数会锁住寄存器输入端少输出端会变化电路实现锁功电路锁时左边位移寄存器74LS194QA输出端会变1QA相连蜂鸣器会响实现报警功图中S1开关控制密码输入设置密码功开关导通面电路时输入密码状态开关拨面时设置密码状态输入数字数选择器会输入二进制数选择寄存器读写
6密码较电路
密码较电路74LS85做较器简化电路：
74LS85AEQB置高电该芯片扩展部分QaQb该芯片正常较输入两数分作输入密码寄存器预设密码寄存器输出端接74LS85输入端较密码相位数否相两者相时74LS85OAEQB输出1否输出0类推密码位进行较四74LS85芯片较密码OAEQB接四输入门较四密码否相等电路：
密码位相等时74LS85输出端会输出0四输入门会输出0门输出开锁关锁电路相连开关锁电路会识该信号决定否开锁
7 开关锁电路
图门输出0时LED1灯亮门输出1时LED2亮LED1LED2分红灯绿灯分代表着关锁开锁说门输出0时锁处关闭状态1时处开状态该门输入端接74LS85较器
四总电路工作原理元器件清单
1．总原理图
电路图附件
2电路完整工作程描述（总体工作原理）
电路工作程：
5s定时电路
音响电路
显示电路
开锁控制电路
密码锁存电路
输入钮开关
输入锁存电路
锁
锁装置
首先进行密码设定开关S1实现密码输入设定功开关S1拨密码设定功时输入密码会存储密码锁存器电路中然开关S1拨密码功通钮开关输入密码密码输入阶段键输入时会激发5s定时电路进行倒计时5s锁没解开会触发锁功触发音响电路蜂咛器发出报警声密码输入显示电路显示输入密码等密码输入完会进入开锁控制电路中先较预设密码输入密码否相果相会触发锁装置开锁功时电路绿灯亮红灯灭果密码相锁装置会亮红灯绿灯熄灭表示锁锁住
3元件清单
元件序号
型号
参数(封装)
数量
备注
U2
74LS 74LS147D
IPC7351＼DO16
1
U15 U16 U27
74LS 74LS21D
IPC7351＼DO14
3
U7 U8 U9 U10 U11 U12 U18 U19 U33 U36
74LS 74LS194D
IPC7351＼DO16
10
U4 U5 U14
74LS 74LS04D
IPC7351＼DO14
3
U3
74LS 74LS192D
IPC7351＼DO16
1
U21 U35
74LS 74LS74D
IPC7351＼DO14
2
U1
74LS 74LS08D
IPC7351＼DO14
1
U34
BUZZER BUZZER 200 Hz
Generic＼BUZZER
1
U17 U20 U30 U31
74LS 74LS85D
IPC7351＼DO16
4
LED1
LED_red
Ultiboard＼LED9R2_5V
1
LED2
LED_green
Ultiboard＼LED9R2_5Vg
1
U13
74LS 74LS138D
IPC7351＼DO16
1
五 仿真调试分析
仿真时候首先设置预设密码开关S1拨预设密码功键开关输入4位十进制密码输入时数码显示相应密码然S1开关拨开输入密码功键开关输入相应4位十进制密码输入密码时倒计器开始工作进行5s倒计时计时器输出端连接数码40开始倒数计时器未启动时数码出现数字4说明计时器已成功置数输入密码寄存器输出端接数码数码显示相应输入密码果5s倒计时完成锁装置亮红灯话键盘数码数字始终变说明键输入锁定电路实现锁功密码正确绿灯亮红灯灭说明锁开锁功正常反密码错误时红灯会亮绿灯会灭锁关锁功正常密码错误5s倒计时已会出现说锁功整密码锁功实现完成
六 结心
通次数字电路课程设计深入理解芯片功电路充分利解决日常问题明白电路元件间工作分工合作间相互通讯电路中部分协调工作设计电路时首先想解决什问题然问题划分问题问题模块实现功电子密码锁样设计密码锁先密码锁功分开分电路解决密码锁模块解决问题实现密码锁整功时模块充分调起机结合完成密码锁功键识模块样键识信号果密码输入阶段话会计时电路发送信号计时电路工作锁功功条件触发红灯亮计时电路已计时完毕会触发锁功巧妙寄存器读写功实现分数线址线数线址线独利址线控制寄存器读写功总说密码锁整体部分协调工作组成完整整体
七参考文献
[1]李继凯 杨艳 数字电子技术应 科学出版社 2012年8月
[2]徐波 数字电子技术基础实验 电工电子教学实验中心 2011年8月
[3]彭介华 湖南学 电子技术课程设计指导 高等教育出版社 2012年3月
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