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数字电子技术课程设计—双钮电子锁.docx

发布时间：2022-06-08 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.40M 资料格式：docx 举报 版权申诉
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    第一部分：正文部分
    一、选题背景
    二、方案论证
    三、过程论述
    3.1设计要求
    3.2系统组成
    3.3电路总体设计方案
    四、系统实现
    4.1 系统主要功能介绍
    4.1.1 输入电路模块
    4.1.2 密码数值校验模块
    4.1.3 密码正确性判别模块
    4.1.4 输出模块
    4.2 元器件参数设置
    五、系统电路仿真与测试
    5.1系统电路的仿真
    5.1.1 系统电路的仿真方法
    5.1.2 系统电路的仿真步骤
    5.2电路仿真结果
    5.2.1 密码数值校验仿真
    5.2.2 密码正确性判别仿真
    六、结论
    第二部分：参考文献
    第三部分：指导教师评语
    第四部分：成绩评定
    滁州学院计算机与信息工程学院 课程设计报告 课程名称： 数字电子技术课程设计 姓 专 名： 业： 洑 阳 思 迪 甘 洋 高 帅 韩虚东 郝卫星 通信工程 16 指导教师： 王杨 滁州学院计算机与信息工程学院 2018 年 7 月
    数字电子技术课程设计任务书 学 院 计算机与信息工程学院 专 课程名称 数字电子技术课程设计 题 业 目 通信工程 16 双钮电子锁设计 完成期限 自 2018 年 7 月 2 日至 2018 年 7 月 6 日 一、项目的目的 1.根据给定的技术指标，从稳定可靠、使用方便、高性能价格比出发选 择方案，运用所学的各种电子器件和电子线路知识，设计出相应的功能电路。 2.通过查阅手册和文献资料，培养小组成员独立分析问题的能力、团队 成员合作的能力和世家解决问题的能力； 3.根据设计电路，在 Proteus 仿真软件中调试、并根据结果分析影响实 验结果的各种可能性因素。 二、项目任务的主要内容和要求 有两个按钮 A 和 B，开锁密码可自设，如（3、5、7、9）；(2) 若按 B 钮，则门铃响（滴、嗒......）；按 3 下 A，按一下 B，则 3579 中的“3”即被 输入；接着按 5 下 A，按一下 B，则输入“5”；依此类推，直到输入完“9”， 按 B，则锁被打开；在输入 3、5、6、9 过程后，如果输入与密码不同，则 报警； 三、项目设计研究思路 1.根据技术指标和已知条件思考方案； 2.选择电路方案并完成确定方案电路设计，按功能模块的划分选择元器 件和中小规模集成电路，画出总体电路原理图，阐述基本原理； 3.在软件中绘制电路图，调试好电路图并按规定格式写出课程设计报告 书。 四、具体成果形式和要求 1.在 Proteus 上进行相关电路的设计、仿真与测试。 2.撰写课程设计报告。 起止日期 工作内容 2018.07.02-2018.07.02 分析题目要求，查找相关资料，学习相关电路模 块的工作原理； 2018.07.03-2018.07.04 方案选择与电路设计，设计出原理图; 2018.07.05-2018.07.06 完善功能，写报告。 内 容 及 任 务 进 度 安 排
    主 要 参 考 资 料 [1]余孟尝.数字电子技术基础简明教程（第三版）[M].北京:高等教育出版 社,2001. [2]阎石.数字电子技术基础（第 4 版）[M].北京:高等教育出版社,1998. [3]康华光.电子技术基础:数字部分（第 4 版）[M].北京:高等教育出版社,2000. [4]童诗白.模拟电子技术基础（第五版）[M].北京：高教出版社,2001. [5]谭博学,苗汇静.集成电路原理及应用[M].北京:电子工业出版社 2009． [6]童诗白,徐振英.现代电子学及应用[M].北京:高等教育出版社,1994. 指导教师 意见 系（教研室） 主任意见 （签字）： 年 月 日 （签字）： 年 月 日
    目录 第一部分：正文部分................................................................................................... 1 一、选题背景............................................................................................................... 1 二、方案论证............................................................................................................... 1 三、过程论述............................................................................................................... 2 3.1 设计要求......................................................................................................... 2 3.2 系统组成......................................................................................................... 2 3.3 电路总体设计方案......................................................................................... 3 四、系统实现............................................................................................................... 4 4.1 系统主要功能介绍........................................................................................ 4 4.1.1 输入电路模块..................................................................................... 4 4.1.2 密码数值校验模块............................................................................. 4 4.1.3 密码正确性判别模块......................................................................... 6 4.1.4 输出模块............................................................................................. 6 4.2 元器件参数设置............................................................................................ 7 五、系统电路仿真与测试........................................................................................... 8 5.1 系统电路的仿真............................................................................................. 8 5.1.1 系统电路的仿真方法......................................................................... 8 5.1.2 系统电路的仿真步骤......................................................................... 8 5.2 电路仿真结果................................................................................................. 8 5.2.1 密码数值校验仿真............................................................................. 8 5.2.2 密码正确性判别仿真......................................................................... 9 六、结论....................................................................................................................... 9 第二部分：参考文献................................................................................................. 10 第三部分：指导教师评语......................................................................................... 11 第四部分：成绩评定................................................................................................. 11
    数字电子技术课程设计 第一部分：正文部分 一、选题背景 一种电子锁装置及应用于电子锁装置的钥匙。为提供一种具有两道解锁机制、防盗效果 好、组合种类多、省电的锁，提出本实用新型，它包含锁具固定架、锁具及连接结构；锁具 固定架底部设有沿前后方向贯穿锁具固定架的穿槽，锁具固定架两侧设有电子组件；电子组 件具有微动开关；锁具包含穿套在锁具固定架穿槽上的箱体、锁心及触发杆；箱体上设有沿 其前方向贯穿箱体的轴孔；锁心设置于箱体的轴孔内且可相对箱体转动，锁心前端设有钥匙 孔；触发杆设置于锁心及箱体之间并穿出箱体，以可伸缩地抵靠在微动开关，其另一端抵靠 在电子组件的内侧；连动结构与锁具连接，并接收电子组件下达的开锁指令而动作。 一种电子锁装置，它包含锁具固定架及锁具；锁具固定架底部设有沿前后方向贯穿锁具 固定架的穿槽；其特征在于所述的锁具固定架两侧设有电子组件；锁具连接设有由电子组件 控制的连动结构；电子组件具有微动开关；锁具包含穿套在锁具固定架穿槽上的箱体、锁心 及触发杆；箱体上设有沿其前方向贯穿箱体的轴孔；锁心设置于箱体的轴孔内且可相对箱体 转动，锁心前端设有钥匙孔；触发杆设置于锁心及箱体之间并穿出箱体，以可伸缩地抵靠在 微动开关，其另一端抵靠在电子组件的内侧；连动结构与锁具连接，并接收电子组件下达的 开锁指令而动作。 二、方案论证 方案一：采用两片 7485 (四位数字比较器)级联方式构成八位数据比较，即为数据比较 模块;采用两片 74194 (四位双向通用移位寄存器)级联成八位数据输入模块，即为串行输入模 块;用八个波段开关构成密码输入模块;另外采用 55 定时器构成的多谐震荡器产生 15 秒高电 平 3 秒低电平并驱动蜂鸣器发声的报警模块，用 555 定时器构成的单稳态触发器构成开锁门 铃模块;用 74160 和数码管构成时间显示模块。最后将各个模块连接到一起构成电子锁电路。 原理框图如下图 2-1 所示。 图 2-1 方案一双钮电子锁系统框图 方案二：采用以单片机为核心的控制方案，一般来说在选取单片机时从下面几个方面考 虑:性能、存储器、运行速度、I/O 口、定时/计数器、串行接口、模拟电路功能、工作电压、 功耗、封装形式、抗干扰性、保密性。基于以上因素用单片机 AT89C51 作为本设计的核心元 1
    数字电子技术课程设计 件，利用单片机灵活的编程设计和丰富的 I/O 端口，及其控制的准确性，实现基本的密码锁 功能。在单片机的外围电路外接输入键盘用于密码的输入和一些功能的控制，外接 AT24C02 芯片用于密码的存储，外接 LCD1602 显示器用于显示作用。密码输完后按下确认键，如果 密码输入正确则开锁，密码不正确则发出报警。双钮电子锁系统框图如图 2-2 所示。 图 2-2 方案二双钮电子锁系统框图 综上所述，方案一设计更加简单，所以本项目选择方案一作为本次设计方案。 三、过程论述 3.1 设计要求 根据课题要求，设计制作一个电子锁电路。本系统开锁密码可自设，如（3、5、7、9）； 若按 B 钮，则门铃响（滴、嗒......）；开锁过程：按 3 下 A，按一下 B，则 3579 中的”3”即被 输入；接着按 5 下 A，按一下 B，则输入”5”；依此类推，直到输入完”9”，按 B，则锁被打 开——用发光管 KS 表示；报警：在输入 3、5、6、9 过程后，如果输入与密码不同，则报警； 用发光管 BJ 表示，同时发出“嘟、嘟......的报警声音；用一个开关表示闭锁。 3.2 系统组成 本系统由输入端设置的密码；设置的经过密码数值校验端和密码位数统计端送入密码正 确性判别段；经过密码判别端的信号送入输出端；若密码正确，开锁，否则报警。双钮电子 锁总系统框图如图 3-1 所示。 2
    数字电子技术课程设计 图 3-1 双钮电子锁总系统框图 3.3 电路总体设计方案 本系统是经过两个按钮 A 和 B 设置密码，如（3、5、7、9）； 若按 B 钮，则门铃响；（滴、 嗒…）； 开锁过程：按 3 下 A，按一下 B，则 3579 中的“3”即被输入；接着按 5 下 A，按 一下 B，则输入“5”；依此类推，直到输入完“9”，按 B，则锁被打开——用发光管 KS 表 示；报警：在输入 3、5、6、9 过程后，如果输入与密码不同，则报警；用发光管 BJ 表示， 同时发出“嘟、嘟……的报警声音；用一个开关表示关门（即闭锁）。 双钮电子锁系统电路原理图如图 3-2 所示： 图 3-2 双钮电子锁系统完整电路图 3
    数字电子技术课程设计 四、系统实现 4.1 系统主要功能介绍 4.1.1 输入电路模块 本电路所选用的微触开关具有抖动特性,经过测试,可知未经过任何消抖动处理的开关在 触发时,一般会产生 6~10 个抖动波形。而本电路对开关的触发特效有着严格的要求,稍有抖动 都将使计数器产生错误的输出,所以设计输入电路必须是消除抖动的。通过 555 定时器搭设 的单稳态电路可以实现消除开关抖动。经过实际原件测试,当单稳态维持时间达到 0.2s 以上 时,有良好的防抖动效果。 原件参数选择根据 555 定时器搭设单稳态的脉宽计算公式 4-1: （4-1） （4-2） 可取R2=22KΩ,C2=10uF,则脉冲宽度: 其他参数C1 = 0.01uF 输入电路的单稳态电路如图 4-1 所示: TW=101RC TW=1.1∗22∗10∗0.001=0.242s 图 4-1 555 定时器构成的单稳态电路图 4.1.2 密码数值校验模块 （1）单位密码的校验 单位密码校验的功能为: ① 接收按键 A 输入的 1 位密码; ② 接收控制信号产生的判别密码; ③ 将以上两者比较输出。 利用 74HC161 计数器将输入密码的数值转为二进制数输出,输出端分为两路,一路直接接 入模拟开关 CD4053,一路通过 74HC04 非门再接入 CD4053。这样,只需要将实现预置的密码作 为模拟开关 CD4053 的控制信号来控制 161 计数器的四个输出结果哪些通过要非门哪些不通 过,再将 CD4053 的另一端用 74hc08 相与即可将正确的密码判别出来。这一过程利用 Proteus 进行仿真,为使结果清晰,这里省略消除抖动电路和 161 计数器Q3端的接入,如图 4-2 所示: 4
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