十五位二进制密码器

十五位二进制密码器 论 文 题 目 十五位二进制密码器 ………………………………………………2 ………………………………………2 ……………………………………2 …………………………………3 ………………………………… 七 ………………………………… ……………………………….10 2 1熟悉课本知识。 2 了解数字电路的基本思路。 3 掌握电路中各个芯片的具体功能。 4 体会从理论到实践的思想。 5提高分析问题和解决问题的能力。 1具有密码预置功能。 2 密码输入采用串行输入，输入过程中不提供密码数值信息。 3 当输入十五位密码全部正确时，密码锁打开，只有按下RST键才能脱离开锁状态，并返回初始状态。 4密码输入过程中，只要输错一位密码，系统便进入错误状态，此 时，只有按下RST键才能脱离错误状态，并返回初始状态。 5 如果连续三次输错密码，系统将报警，一旦报警，将清除错误次 数记录，且只有按下RST键才能脱离报警状态，返回初始状态。 总体：密码锁的总体方案如图1所示：它包含密码预置电路、 密码比较电路、计数电路、消警报警控制电路、开锁封锁控制电路、 错误初始化控制电路等六个部分组成。第一个四位移位寄存器 74LS194的并行输出端的低位接第二个四位移位寄存器的串行输入 端，一次连接。由四片四位移位寄存器74LS194组成十六位移位寄存器。S1,S0位选择端， RD为使能端，S1,S0接高电平，移位寄存器 3 处在并行输入状态，此时，在B0-B14置入密码，最后一位接零；将 S0接低电平，此时移位寄存器处在右移工作状态，密码预置完毕。 控制CP 脉冲按键，移位寄存器并行输出的最后一位在 D触发器输出与输入密码通过异或门判断是否相同，相同输出0，不同输出1。当密码不同，比较电路输出1（即J 为1），K端接高电平，JK触发器下降沿触发，Q端输出高电平，错误显示灯亮，系统便进入错误状 态。按动RST键，给JK触发器一脉冲，错误显示灯灭，系统脱离错 误状态。十进制同步计数器74160芯片，EP ，ET为选择端， RD为 使能端。74160芯片通过与门接成三进制计数器，最低两位相与作为 进位，通过非门控制使能端RD。比较输出端控制EP ，ET为1时，是计数器计数一次，EP 为0时，计数保持。纪录三次时进位，并且 计数器清零。十六进制计数器74161芯片通过四输入二与芯片接成十 五进制计数器，由进位取反与比较输出取反共同控制使能端RD，有 一端为0计数器即清零。错误计数三次进位时，通过RS触发器特性 输出高电平报警电路开始报警。报警持续直到按下RST键时，改变 RS触发器输入使RS触发器输出低电平，脱离报警状态，同时电路 清零.正确计数十五次, 在RS触发器S端进位触发器输出低电平，密 码锁打开。 按下RST键，改变RS触发器输入使RS触发器输出低 电平。密码锁封锁。同时，系统进入初始状态。通过分析，此原理可 以实现要求。 4 密码预置 密码输入 串行输出 密码比较 错误显示 正确计数 错误计数 开锁电路 报警电路 初始化 1 1 四位移位寄存器74LS194芯片 4片 2 十进制同步计数器74160芯片 1片 3 十六进制同步计数器74161芯片 1片 4 四输入与芯片 1个； 5 RS触发器，D触发器 各2个 6 JK触发器 1个 7其它门电路若干, 5V直流电源，二极管，接触式开关，单刀双 置开关若干 1 密码预置电路 密码预置电路如图2所示：图中是由四片四位移位寄存器 74LS194 组RD合成十六位移位寄存器， S1，S0为选择端， 为使能 端此时接高电平，当K1开关接高电平（即S1，S0接高电平）移位 5 寄存在并行输入状态，此时在B0-B14 置入密码，将开关 K1接低电平（即S0接低电平）移位寄存器在右移工作状态，按动接触式开关 K2 ，产生脉冲使密码一位一位的输出。 2 2密码比较电路 D Qn Qn+1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 B 3 D 密码比较电路如图3：此电路通过两个上升沿触发的 D触发器输出需比较的两密码A、B，再通过异或门判断是否相同,相同时输出为0，不同为1。 3 错误计数电路如图4左电路：EP ，ET为选择端， RD为使能端 74160芯片通过与门接成3进制计数器，比较输出端控制ENP为1 时使计数器计数为0保持，记录3次时进位并且计数器清零。 6 正确计数电路如图4右电路：它由74161芯片与四输入二与芯片 构成十五进制计数器，由进位取反与比较输出取反共同控制使能端 RD，有一端为0计数器即清零。 4 4报警消警，开锁封锁电路 报警消警，开锁封锁电路如图5：当错误三次进位时，通过RS触发器特性输出高电平报警电路开始报警。报警持续直到按下RST键时，触发器输出低电平，脱离报警状态。同时电路清零。 当正确计数为15次，在触发器R端进位，触发器输出高电平， 密码锁打开。按下RST键，密码锁封锁。同时电路清零。如下图： 报警进位/开锁进位 S R Q 7 S R Qn Qn+1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 5 1 0 1 1 RS 5 错误状态电路 错误状态电路：当密码不同比较电路输出为1（即J为1），K端接高电平，JK 触发器下降沿触发,Q端输出高电平，错误显示灯亮，系 统进入错误状态。按动RST键，错误显示灯灭。当密码相同比较电 路输出为0（即J为0），灯不亮。进入下一次比较。如下图： CP J K Q 8 CP J K Qn Qn+1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 JK 七 9 工作状态 RD 清零 XX 保持 右移 左移 并行输入 工作状态 CP EP EN RDLD 置零 X 0 X X X 预置数 1 0 X X 74161/0 保持 X 1 1 0 1 7 保持C=0 X 1 1 X 0 7 计数 1 1 1 1 74161 /0 此项设计,实现了设计要求,总体应用思想有可实现性,在要求密码输入一位就进入错误状态时,通过运用寄存器串行输入实现,RST键的设定有困难,通过JK主从触发器的特性以及RS触发器的特性来实现,电路可以扩展增加报警电路,限时电路。 10 自我:对基础知识的掌握好,但是在知识的运用上欠缺,实践能力差,熟悉课本知识,了解数字电路的基本设计思路,掌握电路中各个芯片的功能特点,体会从理论到实践的思想,提高分析问题和解决 问题的能力。 体会:通过此次数字电路设计,我们初步的了解了电路设计的基 本思路和设计,更进一步的掌握了各种芯片的功能和特性以及各 种触发器的触发条件,体会到了团队精神的重要性,团结就是力量! 11