东华理工大学课程设计报告
课程名称：脉冲与数字电路
系部：通信工程系
专业班级： 1421302
小组成员：个人
指导教师：邓伶莉
完成时间：2016.03.06
电子密码锁课程设计报告
一. 设计要求
1）基本要求：
设计一个数字密码锁，要求只有按正确的顺序，输入正确的密码，方能输出开锁信号，实现开锁。
设置三个正确的密码键和若干个伪键，任何伪键按下后，密码锁都无法打开。
每次只能接受四次按键信号，而且第四个键只能是“确定”或者“重输键”，其他无效。
能显示已输入键的个数
2）扩展要求：
第一次密码输错后，可以输入第二次，但是连续三次输错，密码将被锁，必须按复位键才能解锁。
二. 设计的作用、目的
课程设计的基本任务，是着重提高动手能力及在字集成电路应用方面的实践技能，培养综合运用理论知识解决实际问题的能力。各组人员可分别通过设计图纸，上网查找资料以及撰写报告这几个过程来锻炼逻辑思维能力及实际动手能力。从实际操作中学习知识，思考存在的问题以及解决问题。
让我认识到数电中一些基本的的元器件的功能及其使用，如一些简单的与非门异或门，计数器，移位寄存器，数值比较器和开关的使用方法及实现指定要求的电子密码锁。
综合运用所学过的《脉冲与数字电路》课程知识，进行有一点工作量的数字电路综合设计，掌握电路原理分析，电路设计，电路板制作，电路焊接与电路调试能力。三.设计的具体实现
1．系统概述
由设计要求可知，电子密码锁结构必须包括密码设置及输入部分，显示部分，输入密码与初始密码比较部分，即解锁部分，一些相应的功能键，如密码重置键，密码重输键，密码确认键，复位键等，和扩展要求部分。（电路图详见图1.1,1.2）
密码设置及输入部分，即输入密码所需的按键模块和将按键编码的编码器，同时需要将编码器的编码存储，即需要个存储器，存储器包括两个，一个是设置初始密码的存储器，另一个是解锁输入密码的存储器。我采用的是按钮作为密码按键，两个或门组成的3-2线编码器，和课本上的双向移位寄存器。
显示部分，同时需要能显示已输入键的个数，则需要一个计数器，我采用的是按钮作为开关，将开关的一端连到计数器的CLK端口，按一下密码键则会产生一个脉冲，计数器就会计数，再将计数器的相应端口连到七段数码管，则能实现。
解锁部分，而且要求只有按正确的顺序，输入正确的密码，方能输出开锁信号，实现开锁，则需要一个数值比较器，将初始密码和输入密码比较，得到输出结果，作为此密码锁的开关。
扩展要求部分，则同样需要一个计数器，将该计数器的CLK连到重输密码键的开关，当计数器计到4时，利用计数器的相应输出端口来控制密码输入按键的工作，实现锁住密码锁的功能，并且可以设置一个复位键来解锁。
基本要求部分总览图1.1
扩展要求部分图1.2
2．电路设计与分析
1）.密码设置与输入部分
密码设置则需要按键来实现密码输入功能，为了其它的功能的顺利实现，采用如下图2.1所示的按钮开关。
图2.1
设置初始密码时，按下如图2.2的按钮则会产生高电平，使得由两个或门的组成的3-2
线编码器编码，并且将编成的两位二进制码Y1Y2存入存储器中。
3-2编码器模块图2.2
编码器逻辑表达式
Y1=S+D
Y2=A+D
如图2.3所示，三次按键后则需要存储6位二进制数，我采用的是两片74LS194D芯片（双向4位移位寄存器），将一个按键产生的两位二进制码分别存入对应高位和低位存储器中，把Y1Y2分别接到对应的高位和低位密码移位存储器（74LS194D）上，同时两个寄存器的CLK接到了按钮上，则输入密码时按下按纽，编码器则会按照上表2.1编码瞬间产生一个两位二进制码并将其存入的两个存储器的QD，同时会产生一个脉冲，按三下按钮后则会寄存器会把3个两位二进制码，即6位二进制码分别存入QBQCQD中，而在要求需要接受四次按键信号，而我的设计将第四次按键设置为任意键，即输入三次后按下任意一个密码键，即为确认键，则需存储的3个两位二进制码存在QAQBQC中，同时该存储器接收到第四次按键信号后，需将其存储的密码保持。根据芯片74LS194D功能表（见数电课本p276）已知S1=0,S0=0时保持，S1=1，S0=0时左移，则可以通过如下图所示的密码存储控制A双输入或非门（74LS02）实现自动控制。
易知编码器对按钮的编码有3种01，10，11，接收到四次按键信号后通过两个移位寄
存器的QA状态的变化，实现接受四次信号后QA会从00变成01，10,11,据此则可以采用将如图2.3的密码存储控制模块的输出端分别接到存储器的S1端口，则可以实现了在接受了四次按键信号后能将设置的初始密码保持下来要求，同时该芯片还具有异步置0端口CLR，据此可以设置一个如图所示的密码重置键。（详细电路连接见图1.1）
初始密码存储器模块图2.3
输入密码存储器，同样采用两片74LS194D芯片，该模块的功能应该是，设置好了初
始密码后，此时两片74LS194D芯片才能开始存储输入密码按键产生的编码，则需要通过
通过如图2.4的所示的密码输入控制模块。可知，输入密码存储器开始存储时，需要保
证初始密码存储后，之前设置的初始密码的时间内，各个输出端口保持0状态，并且开
始输入密码存储时，存储完3位密码后，按下任意键后，则野需要保持。据此，可以利
用如图所示的密码输入控制模块来自动控制输入密码存储器的存储功能，CLK端口连接与
初始密码存储器相同，这两块芯片的S1端口连接到，初始密码存储器的芯片S1端口的
反相后与输入密码存储器的模块的密码存储控制的异或后的输出端口上，即能实现正常
的存储功能了，同时也能利用CLR做一个密码重输键。
