电子技术综合实验课程设计-电子密码锁.docx

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1、华先也力#管课程设计（综合实验）报告（20132014年度第一学期）名称：电子技术综合实验题目：电子密码锁院系：电气与电子工程学院班级：通信O1一学号：学生姓名：指导教师：设计周数：1周成绩：日期：2014年1月2日目录一、综合实验的目的与要求41 .目的41.1 综合实验是教学中必不可少的重要环节41.2 注重培养学生正确的设计思想41.3 培养学生获取信息和综合处理信息的能力42 .要求42.1 要求1：42.2 要求24二、设计框图及电路系统概述51 .系统组成52 .总体设计原理方框图53 .设计思路53.1 主要任务53.2 设计思路6三、各单元电路的设计方案及原理说明、参数计算61

2、、五秒钟倒计时电路62、蜂鸣器报警二十秒73、密码输入与设置84、整体电路设计9四、调试过程及结果分析10五、设计、安装及调试中的体会10六、参考文献11电子技术综合实验任务书一、目的与要求1 .目的1.1 综合实验是教学中必不可少的重要环节，通过课程设计巩固、深化和扩展学生的理论知识与初步的专业技能，提高综合运用知识的能力，逐步增强实际工程训练。12注重培养学生正确的设计思想，掌握综合实验的主要内容、步骤和方法。13培养学生获取信息和综合处理信息的能力、文字和语言表达能力以及协作工作能力。1. 4提高学生运用所学的理论知识和技能解决实际问题的能力及其基本工程素质。2.要求2.1 能够根据设计

3、任务和指标要求，综合运用电子技术课程中所学到的理论知识与实践技能独立完成一个设计课题。2. 2根据课题需要选择参考书籍，查阅手册、图表等有关文献资料。要求通过独立思考、深入钻研课程设计中所遇到的问题，培养自己分析、解决问题的能力。2. 3进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，掌握合理选用的原则。2. 4学会电子电路的安装与调试技能，掌握常用仪器设备的正确使用方法。利用“观察、判断、实验、再判断”的基本方法，解决实验中出现的问题。2. 5学会撰写综合实验总结报告。1 .6通过综合实验，逐步形成严肃认真、一丝不苟、实事求是的工作作风和科学态度，培养学生树立一定的生产观点、经济观点和全局观点。要求学生

4、在设计过程中，坚持勤俭节约的原则，从现有条件出发，力争少损坏元件。2 .7在综合实验过程中，要做到爱护公物、遵守纪律、团结协作、注意安全。二、主要内容共有8个既有学习价值又有一定的实用性和趣味性的设计课题，学生根据自身情况自由选择其中之一。1 .移位寄存器型彩灯控制器2 .智力竞赛抢答器3 .电子拔河游戏机4 .交通信号灯控制器5 .数字电子钟6 .电子密码锁7 .电子秒表8 .数字电子钟（硬件）三、进度计划序号设计（实验）内容完成时间备注1设计内容讲解、学习资料查找方法半天2发放材料、清点材料、熟悉各种元器件半天3查找资料、设计电路、绘制总体电路草图1天4电路组装并调试或在MUItiSim上

5、绘制电路图、仿真并调试2天5验收、撰写实验报告1天四、设计（实验）成果要求1学生根据所选课题的任务、要求和条件进行总体方案的设计，通过论证与选择，确定总体方案；然后对方案中单元电路进行选择和设计计算；最后画出总体电路图。2 .预设计经指导教师审查通过后，学生即可向实验室领取所需元器件等材料，在面包板上组装、调试电路，使之达到设计指标要求。3 .在MU1tiSiII1软件平台上学生可直接设计、仿真和实现，直至达到设计要求。五、考核方式4 合以下指标评定课程设计总成绩：优、良、中、及格和不及格。1 .设计方案的正确性与合理性；2 .实验动手能力（安装工艺水平、调试中分析解决问题的能力以及创新精神等

6、）；3 .总结报告；4 .答辩情况（课题的论述和回答问题的情况）；5 .设计过程中的学习态度、工作作风和科学精神。学生姓名：指导教师：2014年1月2日一、综合实验的目的与要求1目的1.1 综合实验是教学中必不可少的重要环节通过课程设计巩固、深化和扩展学生的理论知识与初步的专业技能，提高综合运用知识的能力，逐步增强实际工程训练。1.2 注重培养学生正确的设计思想，注重培养学生正确的设计思想，掌握综合实验的主要内容、步骤和方法。1.3 培养学生获取信息和综合处理信息的能力培养学生获取信息和综合处理信息的能力、文字和语言表达能力以及协作工作能力。1.4 解决实际问题提高学生运用所学的理论知识和技能

7、解决实际问题的能力及其基本工程素质。2.要求2.1 要求1：本题要求用电子器件设计制作一个密码锁,在控制电路中储存一个可修改的4位二进制代码作为密码,当输入代码和锁的密码相等时，进入开锁状态使锁打开。2.2 要求2从第一个按钮触动之后的5秒内若未将锁打开，则电路进入自锁状态，使之无法再打开，并由扬声器发出持续20秒的报警信号。二、设计框图及电路系统概述1系统组成系统应包括输入开关电路、输入锁存电路、密码修改电路、密码存储电路、比较电路、定时电路、显示电路、音响电路等。通过所输入的密码与实际密码的比较，进行开锁、亮灯或报警等相关操作。2 .总体设计原理方框图3 图1.总体设计原理框图4 .设计思

8、路4.1 主要任务本题要求产生一个开锁信号，而开锁信号的形成条件是输入代码和已设置的密码相同，则执行开锁后的动作。用数码管显示输入密码和设定的密码，利用741S85N芯片对输入密码和设定的密码作比较，若二者相等，则形成开锁信号。4.2 设计思路在解锁成功后，要求输出声、光信号。其中音响的产生可以由开锁信号去触发一个音响电路。其中的光信号可以用开锁信号点亮1ED指示灯。当按下第一个按钮时5s计数器开始工作，若在5S内未将锁打开，则电路进入自锁状态，使之无法再打开，并由扬声器发出持续20秒的报警信号。三、各单元电路的设计方案及原理说明、参数计算1、五秒钟倒计时电路采用741S192N双时钟十进制可

9、逆计数器、数码管、相关门电路构成5s倒计时电路，当时间减到O时则停止计数，执行下一步DCDHEXDIGB1UEU1VCC12-COC1R-1OAD1427741S04NU9AU6A741S192NU7A741S04N-BO31516109UPDOWNU8AU11A741S00N741S11N5秒钟倒计时电路图.5s倒计时电路2、蜂鸣器报警二十秒利用两片741S192N双时钟十进制可逆计数器、数码管、相关门电路构成20s倒计时电路，蜂鸣器报警，当时间减到。时则停止计数，蜂鸣器停止发出响声。DCDHEXDIGGREENDCDHEXDIGGREENU13VCCBUZZER1000Hz13741S04

10、NU1A-COC1R-1OAD-BO1-QAQBQCQD14TTTUPDOWNA-15107A741S192N-1U6A741S04Nf741S04N.,&741S00NU8AU14日741S11NU1741ASO1N12-COC1R-1OAD14-BO3152161079UPDOWN741S04N741S04N741S192N8M9AVCCU5A741SC4N&JU20A741S13N741S04N1S1V15Vrms10Hz0o20秒钟倒计时蜂鸣器响3、密码输入与设置4、整体电路设计5秒钟倒计时电路图：总体电路图(1)默认密码输入部分和密码设置部分，采用8个单刀双掷开关，起始位置为1,利用

11、数码管将输入密码和设置密码显示出来。然后将输入密码和设定密码作比较，如果相同则输出开锁信号以推动执行机构动作，并用红灯亮、绿灯灭表示关锁，而绿灯亮、红灯灭表示开锁。在总开关处接一个常闭型继电器，当5s内没有开锁时则断开继电器，电路锁定。(2)对于5秒钟计数器，采用741S192N双时钟十进制可逆计数器、数码管、相关门电路构成5s倒计时电路，当时间减到。时则停止计数，执行下一步(3)对于蜂鸣器和20s倒计时电路，利用两片741S192N双时钟十进制可逆计数器、数码管、相关门电路构成20s倒计时电路，蜂鸣器报警，当时间减到。时则停止计数，蜂鸣器停止发出响声。(4)在输入密码的时候5s倒计时器进行倒

12、计时，当倒计时为零时，则输出为O(X)0,取非并相与则为1并与741S85N的等号端口的输出的非相与送到继电器和20s倒计时电路中去，这样当5s内没有解锁则蜂鸣器开始响，20s开始倒计时，继电器打开，电路锁定。反之则执行开锁后的相关操作。四、调试过程及结果分析在调试过程中遇到以下问题(1)为了保证在密码输入端，有任何操作时触发5秒计时器，给总开关处接一个常闭型继电器，当电路接通时表示有触发操作。(2)为了做到在计时到5秒且未输入正确密码时，触发20秒计时器，以及控制报警的准确，采用相关的门电路元件。解决的方法依次为：(a)默认密码输入端，起始位置为0。通过门电路将各个开关连接起来，将结果送到数

13、码管中进行显示，并将这两种结果通过比较电路进行比较，当两个结果相同时741S85N的等号端口输出为1,表明密码输入正确，如果为0,则密码输入错误。在输入密码的时候5s倒计时器进行倒计时，当倒计时为零时，则输出为0000,取非并相与则为1,并与741S85N的等号端口的输出的非相与送到继电器和20s倒计时电路中去，这样当5s内没有解锁则蜂鸣器开始响，20s开始倒计时，继电器打开，电路锁定。反之则执行开锁后的相关操作。(b)对于5s和20s倒计时电路，如果采用加计数则电路设计比较简单容易实现，而采用倒计时的话比较符合常规逻辑，但是电路设计比较复杂，难以控制，如果对上升沿、下降沿没有处理好，元器件的

14、延时太多，软件不稳定，则会出现错误。五、设计、安装及调试中的体会在做本道题时，我首先将整个实验分割成几个小模块，分别有输入锁存电路、比较电路、数码管显示电路等。单个模块的设计相对较简单，比较好理解。5秒计时电路以及20秒计时电路，使用555组成的脉冲信号发生器。将各个部分设计完成后，我开始实际将几个模块连接起来。但在实际连接过程中，还是出现了一系列的问题。一方面对计数器芯片的清零和置数设计出现小小的错误，另一方面，由于整合之后的电路相对比较复杂，分析起来也相对困难，这种时候，必须要细心检查，各部分连接是否准确无误是否漏掉了什么重要的端子没有连接等等。完成了这些以后，仍存在一些实际问题首先密码只有16种可能，实际意义不大。其次，有一个缺点，当然，因为这只是用门电路设计制作，所以存在电路复杂，实际意义不大的缺点，而用一些可编程集成芯片便可以很好的解决这个问题。通过本实验我们可以举一反三，实践后再反思，使得理论与实际相结合，加深对课本的理解，搭建电路过程中养成认真严谨的习惯，同时也段练了个人动手能力，是我们对用门电路和模拟数字元器件设计简单电路的认识更加深刻。六、参考文献1电子技术实践教学指导书.孙淑艳.张青.中国电力出版社2