MATLAB运用课设报告之密码锁

Matlab与通信仿真课程设计报告Matlab与通信仿真课程设计报告班级：12通信（1）班姓名：诸葛媛学号:Xb12680129实验⼀S-函数&锁相环建模仿真⼀、实验⽬的1.了解S函数和锁相环的⼯作原理2.掌握⽤S函数建模过程，锁相环载波提取仿真⼆、实验内容1、⽤S函数编写Similink基本模块（1）信源模块实现⼀个正弦波信号源，要求其幅度、频率和初始相位参数可以由外部设置，并将这个信号源进⾏封装。

（2）信宿和信号显⽰模块实现⼀个⽰波器⽊块，要求能够设定⽰波器显⽰的扫描周期，并⽤这个⽰波器观察（1）的信源模块（3）信号传输模块实现调幅功能，输⼊⽤（1）信源模块，输出⽤（2）信宿模块;基带信号频率1KHz，幅度1V；载波频率10KHz，幅度5V实现⼀个压控正弦振荡器，输⼊电压u(t)的范围为[v1,v2]V，输出正弦波的中⼼频率为f0Hz，正弦波的瞬时频率f随控制电压线性变化，控制灵敏度为kHz/V。

输⼊⽤（1）信源模块，输出⽤（2）信宿模块2、锁相环载波提取的仿真（1）利⽤压控振荡器模块产⽣⼀个受10Hz正弦波控制的，中⼼频率为100Hz，频偏范围为50Hz到150Hz的振荡信号，并⽤⽰波器模块和频谱仪模块观察输出信号的波形和频谱。

（2）构建⼀个抑制载波的双边带调制解调系统。

载波频率为10KHz，被调信号为1KHz正弦波，试⽤平⽅环恢复载波并进⾏解调。

（3）构建⼀个抑制载波的双边带调制解调系统。

载波频率为10KHz，被调信号为1KHz正弦波，试⽤科斯塔斯环恢复载波并进⾏解调。

（4）设参考频率源的频率为100Hz，要求设计并仿真⼀个频率合成器，其输出频率为300Hz。

并说明模型设计上与实例3.26的主要区别三、实验结果分析1、⽤S函数编写Similink基本模块（3）为了使S函数中输⼊信号包含多个，需要将其输⼊变量u初始为制定维数或⾃适应维数，⽽在S函数模块外部采⽤Simulink基本库中的复⽤器（Mux）将3⾏的信号矩阵。

实习报告：电子密码锁设计一、实习背景及目的随着科技的不断发展，电子产品在日常生活中扮演着越来越重要的角色。

电子密码锁作为一种安全技术防范产品，具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等优点，已广泛应用于家庭、办公室、银行等领域。

本次实习旨在了解并掌握电子密码锁的设计原理，提高自己在电子技术方面的实际操作能力。

二、实习内容与过程1. 了解电子密码锁的原理电子密码锁的核心部分是密码控制器，它通过接收键盘输入的密码，与设定的密码进行比较，根据比较结果控制电路或芯片的工作。

在本实习中，我们采用51单片机作为密码控制器，通过矩阵键盘输入密码，利用数码管显示密码输入情况。

2. 设计电路图根据实习要求，设计电子密码锁的电路图。

电路主要包括51单片机、矩阵键盘、数码管、报警电路、电源等部分。

矩阵键盘用于输入密码，数码管用于显示密码输入情况，报警电路用于提示密码错误，电源为整个电路提供稳定的电压。

3. 编写程序使用C语言编写程序，实现电子密码锁的功能。

程序主要包括主函数、键盘扫描函数、数码管显示函数、报警函数等。

主函数负责初始化硬件设备，循环调用键盘扫描函数，接收并显示密码输入情况。

键盘扫描函数用于检测矩阵键盘按键状态，数码管显示函数负责在数码管上显示输入的密码，报警函数则在密码错误时发出报警。

4. 调试与优化在Proteus仿真软件中进行电路仿真，调试程序。

在仿真过程中，发现键盘输入与数码管显示部分存在问题，通过修改程序代码，解决了这些问题。

同时，对程序进行优化，提高了运行效率。

5. 实物焊接与测试根据电路图，购买元器件，进行实物焊接。

焊接完成后，对电子密码锁进行测试，验证其功能是否符合预期。

在测试过程中，发现报警功能存在问题，经过排查，发现是报警电路部分出现问题，重新焊接后，问题得到解决。

三、实习收获与体会通过本次实习，我对电子密码锁的设计原理和实际操作有了更深入的了解。

在设计过程中，我学会了如何根据实际需求，运用所学知识，设计出符合要求的电路图和程序。

单片机课设简易密码锁
单片机课设简易密码锁的设计涉及硬件和软件两个部分。

硬件部分包括：
1. 单片机：常用的单片机型号包括8051、AVR、PIC等，根据设计的具体需要选择合适的型号。

2. 输入设备：矩阵键盘，用于输入密码。

3. 显示设备：LCD1602液晶显示屏，用于显示密码输入提示和当前状态。

4. 存储设备：可以使用I2C总线进行存储，用于储存修改后的密码。

5. 其他设备：如蜂鸣器，用于报警。

软件部分包括：
1. 主程序模块：实现密码锁的基本功能，包括密码的输入、比对、修改等。

2. 密码储存模块：通过I2C总线进行密码的存储和读取。

3. 显示模块：通过LCD1602液晶显示屏显示密码输入提示和当前状态。

4. 报警模块：当密码输入错误次数超过一定次数时，触发蜂鸣器报警。

具体设计流程如下：
1. 初始化程序：包括液晶屏的初始化和单片机的初始化等。

2. 主程序循环：在初始化完成后，进入主程序循环，等待用户的操作。

3. 用户输入密码：通过矩阵键盘输入密码。

4. 密码比对：将用户输入的密码与预设的密码进行比对。

5. 根据比对结果执行相应操作：如果密码正确，则解锁；如果密码错误，则根据错误次数进行相应的操作，如显示错误提示、进行声音报警等。

6. 如果需要修改密码，则进入密码修改程序，修改完成后储存新密码。

以上是单片机课设简易密码锁的基本设计和流程，具体实现还需要根据实际需要和设计要求进行调整和完善。

数字系统课程设计密码锁一、教学目标本课程旨在通过数字系统课程设计密码锁的学习，让学生掌握数字系统的基本概念，了解密码锁的工作原理和设计方法。

在知识目标方面，学生应了解数字系统的组成、工作原理以及各种编码方式。

在技能目标方面，学生应掌握数字电路的设计方法，能够独立完成密码锁的设计与实现。

在情感态度价值观目标方面，学生应培养对数字技术的兴趣和好奇心，增强创新意识和团队协作能力。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括数字系统的基本概念、密码锁的工作原理、数字电路的设计方法等。

具体包括以下几个方面：1.数字系统的基本概念：数字系统的组成、工作原理、数字逻辑电路的分类及其特点。

2.密码锁的工作原理：密码锁的分类、工作原理及其安全性分析。

3.数字电路的设计方法：组合逻辑电路、时序逻辑电路的设计方法及其应用。

4.编码方式：二进制编码、格雷码、BCD码等编码方式的特点及应用。

三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等。

1.讲授法：通过讲解数字系统的基本概念、密码锁的工作原理等理论知识，使学生掌握相关概念和原理。

2.讨论法：学生针对数字电路设计方法、密码锁安全性等问题进行讨论，培养学生的思考能力和团队协作精神。

3.案例分析法：通过分析实际案例，使学生了解数字电路在实际应用中的工作原理和设计方法。

4.实验法：安排学生进行数字电路的设计与实现，提高学生的动手能力和实际操作技能。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用国内权威出版的数字系统及相关课程教材，为学生提供系统的理论知识。

2.参考书：推荐学生阅读相关领域的经典著作，拓宽知识面。

3.多媒体资料：制作课件、教学视频等，以图文并茂的形式展示教学内容，提高学生的学习兴趣。

4.实验设备：准备数字电路实验箱、编程器等实验设备，为学生提供实践操作的机会。

密码锁课程设计功能一、教学目标本课程旨在让学生了解密码锁的基本原理和功能，掌握密码锁的设计与制作方法，培养学生的创新意识和动手能力。

具体目标如下：1.知识目标：（1）了解密码锁的起源和发展历程。

（2）掌握密码锁的基本原理和结构。

（3）了解不同类型密码锁的优缺点及应用场景。

2.技能目标：（1）能够运用所学知识设计简单的密码锁。

（2）具备分析和解锁密码锁的能力。

（3）学会使用相关工具和仪器进行密码锁的制作和调试。

3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对密码锁技术的兴趣和好奇心。

（2）培养学生勇于探索、创新的精神。

（3）培养学生团队协作和沟通交流的能力。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.密码锁的起源和发展历程。

2.密码锁的基本原理和结构。

3.不同类型密码锁的优缺点及应用场景。

4.密码锁的设计与制作方法。

5.密码锁的解锁技巧与防护措施。

第1课时：密码锁的起源和发展历程第2课时：密码锁的基本原理和结构第3课时：不同类型密码锁的优缺点及应用场景第4课时：密码锁的设计与制作方法（上）第5课时：密码锁的设计与制作方法（下）第6课时：密码锁的解锁技巧与防护措施三、教学方法本课程采用讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性。

1.讲授法：用于讲解密码锁的基本原理、结构和设计方法。

2.讨论法：用于探讨不同类型密码锁的优缺点及应用场景。

3.案例分析法：通过分析真实案例，让学生了解密码锁的实际应用。

4.实验法：让学生动手制作和调试密码锁，提高实际操作能力。

四、教学资源1.教材：选用权威、实用的密码锁教材，为学生提供系统、全面的知识体系。

2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识储备。

3.多媒体资料：制作精美的课件、视频等多媒体资料，提高课堂趣味性。

4.实验设备：准备充足的实验设备，确保每位学生都能动手实践。

五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等，以全面、客观、公正地评价学生的学习成果。

1 设计任务描述1.1设计题目：数字密码锁1.2 设计要求1.2.1 设计目的（1）掌握数字密码锁的构成、原理与设计方法；（2）熟悉集成电路的使用方法。

1.2.2 基本要求（1）设计一个电子密码锁，在锁开的状态下输入密码，设置的密码共4位，用数据开关Ｋ０～Ｋ９分别代表数字0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。

（2）用一位输出电平的状态代表锁的开闭状态（用灯光显示或报警表示）。

1.2.3 发挥部分（1）可删除输入的数字；（2）三次错误输入锁定键盘，并发出提示或报警；其它。

2 设计思路用密码去控制各个D触发器的翻转，达到密码开锁的目的，用按钮开关去控制电子门铃的触发信号，达到按响门铃的目的。

四个D触发器N1-N4构成四位密码电路，可手动开关与D触发器的连接来设置密码。

平时四个D触发器的CP端处于悬空状态，触发器保持原状态不变。

当与四个D触发器连接的开关闭合时，四个D触发器都的CP端都获得了下降沿，于是Q1=Q2=Q3=Q4=1，用此Q4=1去控制开锁，用二极管发光来显示开锁成功。

因电容C2电压不能突变，在接通电源瞬间C2的电压为零，使得N1-N4各位皆为零。

输入三次错误密码时，会由计数器74193来检测，并发出报警信号和锁定键盘的信号。

3 设计方框图数字密码锁设计方框如图3.1所示。

图3.1设计方框图4各部分电路设计及参数计算4.1密码的设置电路设计密码设置和输入密码的电路如图4.1所示。

图4.1密码设置图中默认的密码为0953，用户可以自行设置密码。

共有10个开关可设置0-9个数字的密码，第11个开关为复位开关，当输入错误时可以选择复位，重新输入。

其他的开关为干扰密码。

4.2判断密码是否正确的电路的设计判断密码正误的电路图如图4.2所示。

图4.2判断密码正误四个D触发器N1-N4构成四位密码电路，可手动开关与D触发器的连接来设置密码。

平时四个D触发器的CP端处于悬空状态，触发器保持原状态不变。

当与四个D触发器连接的开关闭合时，四个D触发器都的CP端都获得了下降沿，于是Q1=Q2=Q3=Q4=1，用此Q4=1去控制开锁。

数字密码锁实验报告⼀、主要要求及指标：1．设置三个正确的密码键，实现按密码顺序输⼊的电路。

密码键只有按顺序输⼊后才能输出密码正确信号。

2．设置若⼲个伪键，任何伪键按下后，密码锁都⽆法打开。

3．每次只能接受四个按键信号，且第四个键只能是“确认”键，其他⽆效。

4．能显⽰已输⼊键的个数（例如显⽰* 号）。

5．第⼀次密码输错后，可以输⼊第⼆次。

但若连续三次输⼊错码，密码锁将被锁住，必须系统操作员解除（复位）。

⼆、设计⽅案1.⽅案原理图：输⼊控制伪码键密码键确认键按键个数计数74LS164复位返回键复位键值锁存密码顺序判别亮灯显⽰输出控制亮灯报警密码正确2. 基本原理：输⼊按键，当密码键按正确循序按下，密码信号输⼊D触发器构成的移位寄存器，输⼊正确时信号从Q1移到Q3 ，Q3为“1”时输出密码正确信号，亮绿灯显⽰正确，否则信号传递失败，灯不亮。

按键同时⽤74164记录按键个数，⽆论密码键还是伪键，每次按键都产⽣⼀个脉冲，输出⼀个按键信号使⼀盏灯亮。

当最后位按键（第四位）不是“确认键”时，亮起红灯提⽰，重新按键。

扩展部分：当连续三次输⼊错码，74164计数电路输出错误信号，亮起红灯报警，同时使⽤与门控制使密码锁被锁住，此时必须系统操作员解除（复位）。

3.设计⽅案⽐较：按键个数计数电路我们考虑了两个⽅案。

⼀是：74164记录按键个数，⼆是由D触发器构成移位寄存器计数。

D触发器计数需使⽤更多元件，且增加电路复杂程度，使安全性稳定性⼤⼤降低，故我们最终选择了74164移位寄存器记录按键个数。

三、单元电路设计计算1、本电路主要包含四部分，分别是密码电路、按键个数计数电路、错误输⼊计数电路和防抖电路。

2、密码电路（硬件固化密码）1）⼯作原理当密码键按正确顺序按下，密码正确信号从Q1移到Q3，Q3为‘1’时表⽰密码正确输⼊。

2）D触发器7474N⼯作原理真值表：时序图：3）电路图本部分由4个D触发器和6个开关构成。

其中前三个D触发器分别代表密码的三位，第四个D触发器是确认键。

1、总体方案设计设计本课题时构思了两种方案：一种是用以A T89C2051为核心的单片机控制方案；另一种是用CMOS数字集成电路控制方案。

考虑到单片机方案原理复杂，而且调试较为繁琐，所以本文采用后一种方案。

1：采用数字电路控制。

其原理方框图如图数字电路控制方案采用数字密码锁电路的好处就是设计简单。

用以CMOS构成的数字逻辑电路作为密码锁的核心控制，共设了8个用户输入键；如果用户输入密码的时间超过5秒（一般情况下，用户不会超过5秒，若用户觉得不便，还可以修改）电路将报警20秒。

通过比较以上两种方案，单片机方案有较大的活动空间，但是成本昂贵；采用数字密码锁电路只要设计合理，仍然能够满足保密性要求。

所以我们采用后一种方案。

2.1设计说明要求用电子器件设计制作密码锁的控制电路，使之在输入正确的代码时输出信号，以启动执行机构动作，并用红，绿LED灯指示开锁、关锁状态。

设计完成的要求：（1）密码锁控制器中存储一个八位代码（二进制），当开锁按钮开关（共设置了11位，其中只有8位有效密码键，其余三位为干扰位和密码更改位）的输入代码等于存储代码时启动开锁控制电路，并且绿灯亮，红灯灭表示开锁状态。

（2）从第一个按钮触动后的5秒内若未能将锁打开，则电路自动复位并有扬声器发出报警信号，报警信号持续时间20秒，同时绿灯灭，红灯亮表示关锁状态。

（3）本设计完成了发挥部分的要求即密码修改电路，通过按钮开关（space 键）控制，用户可以自行修改八位密码，修改后的密码将进入电路锁存。

2.2设计思路根据题目要求，我们设计了这款实用稳定的数字电子密码锁，由密码按钮键、预置密码锁存器、密码比较识别电路、5s计时电路和20s计时电路等组成。

整机采用CMOS数字集成电路，电路新颖，线路简单，保密性强，性能可靠，误码报警等特点。

2.3总体方框图3、设计原理分析电路组成：键盘输入、密码修改、密码检测、开锁电路、执行电路、报警电路、键盘输入锁定电路3.1 密码输入和修改电路：电路总共设计了11个用户输入键，其中有8位是有效的密码按键，其余的分别是M键（仿真电路中采用此按键表示开始输入密码，但是实际电路中可以用灵敏度较高的端口来代替，当人走近门时，触摸了敏感端，由于人自身带电，端口变成高电平，黄色指示灯亮表示电子锁处于待命状态，当然这在仿真电路中通过按键也可以实现），L键（输入密码结束，按下确认键即L键），space键（这个按键装在电路内部，是密码修改键，修改前后分别按space 按键表示修改密码和密码修改结束）3.2报警电路：报警电路实现的功能是：当输入密码的时间超过5s（一般情况下用户输入不会超过）或者密码输入错误，电路报警20s，防止他人恶意开锁。

………………………………………………………………………一、前言 (2)二、课程设计内容与原理分析 (3)三、控制程序设计 (5)四、工作进程及收获体会 (11)五、参考文献 (12)1：EDA简介EDA(electric design automation)即电子设计自动化，它是近来迅速发展起来的将计算机软件、硬件、微电子技术交叉运用的现代电子学科，是20世纪90年代初从ＣＡＤ（计算机辅助设计）、ＣＡＭ（计算机辅助制造）、ＣＡＴ（计算机辅助测试）、ＣＡＥ（计算机辅助工程）的概念发展而来的。

ＥＤＡ技术就是以计算机为工作平台、以ＥＤＡ软件工具为开发环境、以硬件描述语言为设计语言、以ＡＳＩＣ为实现载体的电子产品自动化设计过程。

在ＥＤＡ软件平台上，根据原理图或硬件描述语言ＨＤＬ完成的设计文件，自动地完成编译、化简、分割、综合和优化、布局布线、仿真、目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。

设计者的工作仅限于利用软件的方式来完成对系统硬件功能的描述，在ＥＤＡ工具的帮助下，应用相应的ＣＰＬＤ／ＦＰＧＡ器件，就可以得到最后的。

尽管目标系统是硬件，但整个设计和修改过程如同完成软件设计一样方便和高效。

当然这里的所谓ＥＤＡ是狭义的ＥＤＡ，主要是数字系统的自动化设计，因为这一领域软件硬件方面的技术已比较成熟，应用的普及程度也比高。

而模拟电子系统的ＥＤＡ正在进入实战阶段，其初期的ＥＤＡ工具不一定需要硬件描述语言。

此外，从应用的广度和深度来说，由于电子信息领域的全面数字化，基于ＥＤＡ的数字系统的设计技术具有更大的应用市场和更紧迫的需求性。

课程设计内容和原理分析1：设计题目密码锁2：设计要求：1）——设计一个密码锁的控制电路，当输入正确代码时，输入开锁信号以推动执行机构工作，用红灯亮、绿灯灭表示关锁，用绿灯亮、红灯灭表示开锁；2）——在锁的控制电路中储存一个可以修改的4位密码，当开锁按钮开关（可设置成6位至8位，其中实际有效位为4位，其余为虚设）的输入代码等于储存代码时，开锁；3）——从第一个按钮触动后的5秒内若未将锁打开，则电路自动进入自锁状态，使之无法再打开，并由扬声器发出持续20S的报警信号3：设计要求分析及原理1）：该题的主要任务是产生一个开锁信号，而开锁信号的形成条件是，输入代码和已涉密码相同。