數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)----密碼鎖控制電路設(shè)計(jì)(已修改)
2024-11-20 09:48 本頁(yè)面
【正文】 1 題目 密碼鎖控制電路設(shè)計(jì) 一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 設(shè)計(jì)任務(wù) ： 設(shè)計(jì)一個(gè)密碼鎖的控制電路，使之在輸入正確的開(kāi)鎖代碼時(shí)，輸出開(kāi)鎖信號(hào)將鎖開(kāi)啟； 并用紅燈亮，綠燈滅表示關(guān)鎖；而綠燈亮，紅燈滅表示開(kāi)鎖。 要求： 1．在鎖的控制電路中存儲(chǔ)一個(gè)可以修改的 4 位代碼，當(dāng)開(kāi)鎖按鈕開(kāi)關(guān)的輸入代碼等于存儲(chǔ)的代碼時(shí)，將鎖打開(kāi)。 2．從第一個(gè)按鈕觸動(dòng)之后的 5S內(nèi)若未將鎖打開(kāi)，則電路自動(dòng)復(fù)位并進(jìn)入自鎖狀態(tài)，使之無(wú)法再打開(kāi)，并由楊聲器發(fā)出報(bào)警信號(hào)（可用黃色發(fā)光二極管指示）。 二、方案設(shè)計(jì)與論證 1方案論證 基于數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法有 兩大類(lèi)： 1）、 自下而上的設(shè)計(jì)方法； 2）、 自下而上的設(shè)計(jì)方法。 方案一 ： 用 TTL 與 COMS 芯片設(shè)計(jì)，由下而上設(shè)計(jì) 總個(gè)系統(tǒng)，首先構(gòu)成功能單元電路在由此組裝 。此方案設(shè)計(jì)思路明確，所用知識(shí)簡(jiǎn)但。易于調(diào)試安裝接線，但使用器件較多，系統(tǒng)不是很穩(wěn)定，用明顯不足。 方案二：用 TTL 與 COMS 芯片設(shè)計(jì)，由下而上設(shè)計(jì)總個(gè)系統(tǒng)，首先確定系統(tǒng)的邏輯功能，將系統(tǒng)分為控制器和邏輯器 ， 再用 ASM確定控制器算法。 此方案系統(tǒng)集成度較高且穩(wěn)定，但控制器實(shí)現(xiàn)算法較難設(shè)計(jì)，且接線繁亂（需用總線），鑒于設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)問(wèn)題。 方案三：用可編程邏輯器件 ispLSI1061實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)，由下而上設(shè)計(jì)總個(gè)系統(tǒng)將邏輯電路輸入可編程開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，編譯成 JEDEC 文件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)電路。 但是，基于初學(xué)者對(duì)可編程邏輯器件知識(shí)欠缺，對(duì)系統(tǒng)軟件平臺(tái)和硬件的不熟悉，所以該設(shè)計(jì)方案有明顯的難度。 方案四：用單片機(jī)設(shè)計(jì)，用 Keil 編寫(xiě)一個(gè) C 程序，將其拷進(jìn)單片機(jī)系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)密碼鎖功能。此方案只需再程序上花點(diǎn)功夫，易于實(shí)現(xiàn)，但是對(duì)于單片 2 機(jī)未免大材小用，不適于大規(guī)模設(shè)計(jì)。 基于以上方案論證： 相對(duì)于初學(xué)者而言，選擇方案一較為實(shí)際，易于實(shí)現(xiàn)。 2方案設(shè)計(jì) 現(xiàn)對(duì)方案一作如下設(shè)計(jì)討論： 數(shù)字密碼鎖控制 電路的設(shè)計(jì) ，可以理解為 是數(shù)字信號(hào)的處理 和控制， 即 信號(hào)的輸入 、 存儲(chǔ) 、 對(duì)比 、 分析 、檢測(cè)、反饋、輸出。首先，輸入四位二進(jìn)制數(shù)并把二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)；其次；二進(jìn)制數(shù)的數(shù)字邏輯與設(shè)置密碼對(duì)比；再者，分析比較結(jié)果和比較位數(shù)；最后，檢測(cè)輸出控制鎖信號(hào)。由此，寄存器信號(hào)由按鈕控制輸入處理后，放進(jìn)寄存器中進(jìn)行存儲(chǔ)，存儲(chǔ) 4位完后再用計(jì)數(shù)器驅(qū)動(dòng)多路選擇器按位輸出進(jìn)行比較，然后用寄存器存儲(chǔ)比較結(jié)果和比較位數(shù)，并同時(shí)用多輸入或門(mén)分析比較結(jié)果，最后用 555定時(shí)器檢測(cè)輸出控制信號(hào)。 數(shù)字 密碼鎖框圖 明確系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)，確定系統(tǒng)邏輯功能 數(shù)字密碼鎖內(nèi)部已經(jīng)設(shè)置了 4 位二進(jìn)制數(shù)碼，分別用 D0,D1,D2,D3 表示 。 只有密碼鎖處于鎖狀態(tài) ERROR時(shí)，按下 COMPAER，使之處于預(yù)開(kāi)鎖狀態(tài)；同樣，只有密碼鎖處于鎖狀態(tài) OPEN 時(shí)，按下 INSTALL，使之預(yù)設(shè)置狀態(tài)，否則視之為無(wú)效。 串行輸入數(shù)碼由開(kāi)關(guān) BIT產(chǎn)生，可以為 0或 1，如上圖所示。為了是系統(tǒng)能夠 1 位 1 位地依次讀取由 BIT 開(kāi)關(guān)送來(lái)的串行密碼，設(shè)置一個(gè)開(kāi)關(guān)READ，送入密碼時(shí)，首先用 BIT開(kāi)關(guān)設(shè)置一位數(shù)碼，然后按下 READ開(kāi)關(guān)，這樣就將 BIT開(kāi) 關(guān)當(dāng)前的密碼讀入系統(tǒng)
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