数字密码锁设计

《数字电路》 三级项目书 项目题目： 数字密码开关 项目负责人： 项目组成员： 指导教师： 完成时间： 2008-12-27 工学院电子工程 摘 要 本项目的目的是设置一数字密码开关，在该数字密码开关中，密码由一位十进制数构成，可以由用户在密码设置端自行设定为1～9中的任意一个数，设定好的密码可以从七段数码显示管显示出来。密码输入端由用户手动扳动开关来输入密码，输入的密码同样通过七段数码显示管显示出来。电路正常工作时，用户输入一位密码，若密码输入正确，则发光二极管发光，指示开关打开，反之，则发光二极管不亮，指示开关未被打开。如果用户连续输错密码三次，则电路通过密码锁定端锁定一定时间，此时不管用户输入什么密码，发光二极管一概不亮。锁定时间过后，电路又正常开始工作，此时用户可以重新通过密码输入端输入正确的密码使开关打开（发光二极管发光）。 ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….…………………………………………………………………………………………………….………………………………………………………………………… 关键词：数字密码开关，密码设置端，密码输入端，密码锁定端 Abstract This project is to design a Digital password switch, in this switch, the password is a decimal system number, it can be set from one to nine by users at the setting system. The set password can be displayed by Seven-Segment digital display tube. The user can input password through input password port, the password also can be displayed by Seven-Segment digital display tube. When the Circuit work normally, the user input a password, if the password is right, then the Light-emitting diodes work, otherwise, it doesn’t work, which means the switch is Disconnect. If the user input the wrong number for three times continuously, the circuit will be locked for a certain time, at this locked time, no matter what password the user input, the Light-emitting diodes won’t work. When the locked time is over, the user can input the right password to let the Light-emitting diodes work. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….…………………………………………………………………………………………………….…………………………………………………… Key words: Digital password switch；the password input port；the password setting port；The password locking port 目 录 1. 概述 1 1.1 数字密码开关原理 1 1.2 数字密码开关特点 1 2. 项目总体 1 2.1 总体设计目标 1 2.2 总体设计 1 3. 各部分电路及工作原理 2 3.1 密码输入部分电路 2 3.2 密码设置部分电路 3 3.3 密码校验部分电路 4 3.4 输错计数部分电路 5 3.5 开关锁定部分电路 6 4. 仿真结果及分析 7 4.1 密码输入正确情况仿真结果及分析 7 4.2 密码输入错误情况仿真结果及分析 8 4.3 输错电路锁定情况仿真结果及分析 9 5. 项目设计和调试中存在的主要问题及解决 11 5.1 项目设计中存在的主要问题及解决方法 11 5.2 项目调试中存在的主要问题及解决方法 12 5.2.1 显示管不能够正常显示 12 5.2.2 发光二极管不能够正常发光 12 5.2.3 连续输错三次之后电路不能够锁定 12 6. 项目的创新之处及其功能扩展 13 6.1 创新之处 13 6.2 功能扩展 13 7. 项目中尚未解决的问题及其分析原因 14 8. 所用元器件一览 14 9 组内详细分工情况及完成情况 15 10. 小组个人收获、体会、意见和建议 15 参考文献 16 附录A 1.概 述 1.1 数字密码开关原理 数字密码开关通过用户输入的密码和设定的密码的比较来决定开关的断开和接通，当输入密码和设定密码相等时，开关接通，当输入密码和设定的密码不相等是，开关断开。当连续的三次和设定的密码不相等的输入产生时，锁定电路开始工作，使得密码输入端的输入无效，直至锁定时间结束，密码输入端可以重新开始工作。 1.2数字密码开关特点 该数字密码开关输入的密码和设置的密码都可以通过七段数码显示管直观的显示出来，最后的开关的断开和接通也可以通过发光二极管的亮与灭明显的指示出来，还有用户可以修改该电路的密码也是该密码开关的一大特点。 2.项目总体设计 2.1 总体设计目标 设计一可以修改密码、验证密码、锁定电路的数字密码开关 2.2 总体设计方案 首先考虑把该电路分成三个部分：密码输入部分、密码设置部分、密码比较部分、电路锁定部分。 密码输入部分：通过扳动开关来输入密码，输入的密码通过编码器编码送入密码比较部分电路。 密码设置部分：通过扳动开关来设置密码，设置的密码通过编码器编码送入密码比较部分电路。 密码校验部分：该部分通过一四位数值比较器来实现。 输错计数部分： 该部分电路记录密码输错次数，以便决定是否触发电路锁定部分电路工作。 电路锁定部分：该部分通过一555定时器延时来实现。 3．各部分电路及工作原理 3.1 密码输入部分电路及工作原理 该部分电路图如下： 该部分电路的工作原理：该部分电路的核心部件是一个10线-4线优先编码器，且为低电平有效，开始时候可以使数据输入端都接入高电平，然后通过扳动开关来输入密码。例如，开始时使数据输入端都接高电平，然后输入密码时若扳动IN3脚的开关，则使得IN3脚产生一个有效的低电平输入，经编码后使得输出端为1100（依次为QA、QB、QC、QD端的输出），然后送入密码比较部分电路。 3.2 密码设置部分电路及工作原理 该部分电路原理图如下： 该部分电路的工作原理：该部分电路的核心部件也是一10线-4线优先编码器，通过在编码器输入端输入一个有效的低电平信号来设定密码。例如，如果要设定密码为4，则在IN4脚输入一低电平信号，其它脚都保持为高电平信号即可。 3.3 密码校验部分电路及工作原理 该部分的电路图如下： 该部分电路的工作原理：密码比较部分电路的核心元件是一四位数值比较器（74LS85），接受从前面密码输入电话和密码设置电路经过编码过来的两个四位二进制数。比较这两个数，并产生结果。若输入端接受的两个数相等，则使输出A=B脚输出一高电平，从而直接使得发关二极管代替的开关导通，如下图所示： 3.4 输错计数部分电路及工作原理 该部分电路图如下： 该部分电路的工作原理：该部分电路实现了密码输入端输错一次密码即计数一次的功能，电路接通时使得密码输入端都为高电平，经编码后也都为高电平，然后分别送入两个四输入与非门(74LS20)，这两个四输入与非门的输出再分别送入与四位数据比较器输出端相接的两个二输入与门（74LS08）,最后这两个二输入与门的输出端再送入一个二输入或门（74LS32），使得计数器（74LS193）的UP端开始时保持为低电平。若从密码输入端输入一错误密码，则会使得四位数据比较器的输出信号（A>B、AB输出应与十线—四线编码器的输出应通过多位与门连接在一起，所有的A