15位二进制密码锁数字电路设计

15位二进制密码锁数字电路设计15位二进制密码锁数字电路设计一设计目的 1熟悉课本知识。 2 了解数字电路的基本设计思路。 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。二设计任务与要求 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...

15位二进制密码锁数字电路设计一设计目的 1熟悉课本知识。 2 了解数字电路的基本设计思路。 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。二设计任务与要求 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。三设计原理及其框图总体方案 :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，为使能端，S1,S0接高电平，移位寄存器处在并行输入状态，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，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。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，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。图1密码锁框图四设计所用元器件 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，单刀双置开关若干五单元电路功能设计图 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。图2 密码预置电路 2密码比较电路 D Qn Qn+1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 B 图3密码比较电路， D触发器的功能表密码比较电路如图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计数电路错误计数电路如图4左电路:EP ，ET为选择端，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。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，有一端为0计数器即清零。图4计数电路 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: 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 1 0 1 1 图5报警消警，开锁封锁电路 RS 触发器的特性表 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 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 主从JK 触发器的特性六(总接线元件布局图七器件的引脚结构图及功能表 S1 S0 工作状态 0 X X 清零 1 0 0 保持 1 0 1 右移 1 1 0 左移 1 1 1 并行输入 74LS194的引脚图 74LS194的功能表 CP EP EN 工作状态 X 0 X X X 置零 1 0 X X 预置数 X 1 1 0 1 保持 X 1 1 X 0 保持C=0 1 1 1 1 计数 74161/0的引脚图 7 7 74161 /0的功能表

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