清远自助游键盘电子密码锁EDA课设

2021年1月1日发(作者：雷鸣球)
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燕 山 大 学
EDA课程设计报告书




题目： 键盘电子密码锁





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料. .. .
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姓名： 盖玉帅
班级： 14通信一班
学号： 7
成绩：


一、设计题目及要求
（1）用10个按键代表0－9，密码为4位固定数；

（2）用1个按键作为门铃；
（3）用1个开关作为关门信号；
（4）开锁和报警LED指示，且报警用声音提示。


二、设计过程及内容
1.总体设计
（1）程序框图


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开始
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密码比较
密码输入



正确


错误








（2）设计方案
绿灯亮
红灯亮，
蜂鸣器响
结束
首先用数据选择器预设四位密码，然后用按键输入4位密码，
用优先编码器将输入的按键转化为对应的 二进制数字，再将输入
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密码的每一位和预设密码的每一位通过由4位比较器组成的密码
验证电路比较，将每一位比较的 结果送到4位移位寄存器存储，
当4位比较结束后通过门电路输出比较结果，用两个LED灯和一
个蜂鸣器表示比较的结果。


总原理图如下：

仿真结果如下图所示：
当输入四位正确密码时，green引脚变为高电平，red和ringer为低电平
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当输入四位错误密码时，red和ringer引脚变为高电平，green为低电平
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2.模块分析
共分5个模块
（1） 按键防抖模块
每个按键后加一个D触发器（DFF）用于防止按键抖动带来错误。

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（2） 按键输入模块
用优先编码器74147将十个按键编 码为四位二进制形式（默认输出为0可
解决只有9路输入的问题）。同时每按一次按键产生一个脉冲bu ffer，用于控
制计数电路模块。
电路原理图如下：
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仿真波形图如图所示：


（3） 计数电路模块
用 16进制计数器74161设计一个4进制计数器，使用预置数计数方式，预
置数为001，控制预设密 码的S0，S1端口，密码输入按键每按下去一次计数
器加1，按4次后加到101时跳到001完成一 次循环。每输入一位密码后，
将预设密码的一位输入到选择器与输入的密码进行比较。当计数器完成一次
循环后，寄存器将4位存储结果输出。
原理图如下：
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仿真波形图如下：


（4） 密码预设模块
用两个 双四选一数据选择器74153组成，通过s0和s1的电平组合决定输
出的数字，本电路预设的密码为 1417。
电路原理图如下
：

仿真波形图如下：
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（5） 密码比较模块
用四个D触发器（DFF）串联成一个四位的移位寄存器。（参考教材P197）
原理图如下：

仿真波形图如下：

3.硬件测试
硬 件仿真成功后，下载到试验箱测试。每输入一位正确密码，test连接的发光二极管就亮一
次，当输入 4位正确密码1417时，显示密码正确的发光二极管点亮，输入错误后，显示密码错
误的发光二极管点 亮且蜂鸣器发出错误的警报信号。
上述实验现象说明实验成功。
三、设计结论

在做课程设计时，各个模块很快画完原理图并调试正常，只是在联合
到一起时的仿真结果不正确 ，仔细检查后发现总原理图有两根线接反了。
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改正后，又出现新的问题，在第一个计数周期，接收到三个按键脉冲就会
产生结果，而后面的周 期又都正常。将计数电路的计数方式改为预置数计
数解决了此问题。
通过这次EDA课程设计 ，我对数字电子技术基础有了更深刻的认识，
并且掌握了很多原来就学的不太明白的知识，以及之前自以 为很明白的东
西。同时，这次课程设计也让我深刻感受到，做事不能急于求成，要沉下
心来，按 照既定程序一步一步的来，过于求快往往会事倍功半。当我们持
续做一件事情遇到瓶颈时，不妨换件事情 做，或者放松娱乐一下，然后再
回来继续研究，往往可以获得意想不到的灵感。
EDA课程的 开设可以增强我们的动手能力，加深我们对课本理论知
识得理解。最后感谢学校给我们这次实践机会，感 谢老师这两周为我们解
答问题。
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EDA课程设计成绩单


姓 名 班 级 学 号
设计过程与验收
(70%: 平时表现和
验收答辩)

报告撰写
总成绩
(30%)





. 资料. .. .