基于Multisim的数字密码锁设计eda课程设计报告.docx
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基于Multisim的数字密码锁设计eda课程设计报告
电子电路设计实验课程设计报告
姓名:
专业:
11电子信息工程2班
学号:
日期
2013年5月20日——2012年6月3日
学院
信息科学与工程学院
封面---------------------------------------------------------------------------1
目录---------------------------------------------------------------------------2
实验任务书--------------------------------------------------------------------3
摘要---------------------------------------------------------------------------4
正文---------------------------------------------------------------------------5
一、系统设计
1、设计要求
2、系统设计方案
2.1、系统整体设计
2.2、系统各单元组成与功能-------------------------------------------------6
二、系统各单元详细分析与设计
1、所使用芯片的功能简介
1.1、CD4532
1.2、74194
1.3、7485
1.4、7432、7304、7408
2、各单元电路分析与设计
2.1、1位密码输入及比较单元
2.2．开锁信号输出单元
2.3．控制单元
2.4．显示单元-------------------------------------------------------------10
三、仿真结果演示---------------------------------------------------10
四、总结与心得
-------------------------------------------------15
五、附录----------------------------------------------------------------16
课程设计任务书
课程设计题目
基于Multisim的数字密码锁设计
学号
班级
11级电子2班
院部
信息科学与工程
专业
电子信息工程
指导教师
课程设计目的
采用Multsim设计一个数字密码锁；
课程设计所需环境
硬件环境：
微型计算机
软件环境：
Windows7Multisim12
课程设计任务要求
（1）采用Multsim设计一个数字密码锁；
（2）设定的密码为五位，由“0～9”十个数字组成；
（3）输入密码正确时，发出开锁信号；密码错误时，发出报警信号；
（4）用绿色发光二极管亮表示开锁，红色发光二极管亮表示报警。
课程设计工作进度计划
序号
起止日期
工作容
1
5.20~5.23
查找与数字密码锁相关的资料
2
5.24~5.28
设计电路
3
5.28~6.3
撰写课程设计报告
指导教师签字：
年月日
摘要
本次设计目的为使用Multsim设计一个数字密码锁,使其能够设置5位密码，每位密码均由“0～9”十个数字组成。
输入密码正确时，发出开锁信号，用绿色发光二极管亮表示；密码错误时，发出报警信号，用红色发光二极管亮表示。
本次设计综合利用编码器、数值比较器、移位寄存器等电子器件完成了数字密码锁的基本功能。
关键词：
数字密码锁Multisim编码器数值比较器移位寄存器
一、系统设计
1、设计要求
使用Multsim设计一个数字密码锁,使其能够设置5位密码，每位密码均由“0～9”十个数字组成。
输入密码正确时，发出开锁信号，用绿色发光二极管亮表示；密码错误时，发出报警信号，用红色发光二极管亮表示。
2、系统设计方案
2.1、系统整体设计
整个系统包括5位密码输入及比较单元、开锁信号输出单元、控制单元、显示单元。
5位密码输入及比较单元完成对预设密码的存储及开锁密码与预设密码的比较；开锁信号输出单元完成对5位密码比较结果的线与，若结果为密码正确则控制绿色探针亮，红色探针亮；控制单元使用开关对密码锁修改密码、确认输入等行为进行控制；显示单元使用Multsim元件库中提供的译码数码管对输入的密码予以显示。
2.2、系统各单元组成与功能
A．5位密码输入及比较单元：
用于完成对预设密码的存储及开锁密码与预设密码的比较。
1位密码输入及比较单元（需5个该单元）
元件
作用
10位开关1个
输入“0～9”
CD4532两个
级联构成16线-4线编码器
7432一个
与门，用于CD4532级联
74194移位寄存器1个
存储预设密码
7485比较器1个
比较开锁密码与预设密码是否相同
1K欧电阻12个
限流
1位密码输入及比较单元流程图：
Fa=Fb端输出
10位开关
CD4532编码
74194锁存
开锁密码
预设密码
CD4532编码
7485比较器
B．开锁信号输出单元：
完成对5位密码比较结果的线与，若结果为密码正确则控制绿色探针亮，红色探针亮。
开锁信号输出单元
元件
作用
7408一个
与门，对5位密码比较结果进行线与
红色、绿色探针各1个
作为开锁与报警信号
7404一个
非门，对7408判断结果取非
10K欧电阻2个
用于构成检测探针电路
C．控制单元：
使用开关对密码锁修改密码、确认输入等行为进行控制。
控制单元
元件
作用
预设密码确定开关
开锁密码确定开关
D．使用Multsim元件库中提供的译码数码管对输入的密码予以显示。
二、系统各单元详细分析与设计
1、所使用芯片的功能简介
1.5、CD4532
CD4532的功能是8位输入（D7-D0）3位二进制输出的优先编码器，8个输入端的输入优先级次序依次为D7—D0。
当片选使能端EI是低电平的时候该优先编码器被禁止工作。
当EI时高电平时编码器工作，即将最高优先级的输入端编为二进制的代码显示在输出端Q2-Q0，同时片选信号端GS为高电平以表示编码器正处于工作状态。
当输入端没有输入时（输入全部为低电平）输出使能端EO为高电平。
如果任何一个输入端有输入（即有输入端为高电平），EO为低电平同时低于该输入端优先级的任何请求将无效。
将两片CD4532按如图方式级联可构成16位输入编码器。
1.2、74194
74194是4位双向移位寄存器，其功能表如下：
本设计应用其并行输入存储的功能。
将开关S3接其CP端，输入预设密码后，将S3由低接高，74194就存储了预设密码。
1.3、7485
7485是4位数值比较器，功能表如下：
1.4、7432或门芯片、7408与门电路、7404非门电路
2、各单元电路分析与设计
2.1、1位密码输入及比较单元
该单元用于完成对预设密码的存储及开锁密码与预设密码的比较。
1位密码输入及比较单元（需5个该单元）
元件
作用
10位开关1个
输入“0～9”
CD4532两个
级联构成16线-4线编码器
7432一个
与门，用于CD4532级联
74194移位寄存器1个
存储预设密码
7485比较器1个
比较开锁密码与预设密码是否相同
1K欧电阻12个
限流
1位密码输入及比较单元流程图：
Fa=Fb端输出
10位开关
CD4532编码
74194锁存
开锁密码
预设密码
CD4532编码
7485比较器
2.2．开锁信号输出单元
该系统完成对5位密码比较结果的线与，若结果为密码正确则控制绿色探针亮，红色探针亮。
开锁信号输出单元
元件
作用
7408一个
与门，对5位密码比较结果进行线与
红色、绿色探针各1个
作为开锁与报警信号
7404一个
非门，对7408判断结果取非
10K欧电阻2个
用于构成检测探针电路
2.3．控制单元
使用开关对密码锁修改密码、确认输入等行为进行控制。
控制单元
元件
作用
S3
预设密码确定开关
S8
开锁密码确定开关
2.4．显示单元
使用Multsim元件库中提供的译码数码管对输入的密码予以显示。
三、仿真结果演示
1、电路初始状态（S3断开，S8接地）。
如下图：
2、输入预设密码，如：
12345，之后按下预设密码确定开关（拨动S3到高电平），此时预设密码被74194存储下来。
如下图：
3、将密码输入开关拨回初始状态，如图：
4、输入开锁密码，之后按开锁密码确认开关S8,。
若输入错误密码，如11111，则绿灯不亮，红灯亮，表示锁未开启。
如下图：
若输入正确密码，此为12345，则绿灯亮，红灯灭，表示成功开锁。
如下图：
四、总结与心得
这次课程设计，是对我这学期EDA实验课所学知识的一次巩固与检验。
在利用Multisim进行设计的过程中，通过资料的查阅，方案的分析汇总，电路的不断调试终于成功实现了课设题目的要求，完成了5位数字密码锁的设计。
由于自己所学知识有限，本次设计存在一些未解决的问题。
其一，本方案所用芯片数目过多，其中使用了5个74194分别存储5位十进制数的8421码；其二，不知如何实现如何实现当输入开锁密码正确时方可设置预设密码的功能，只能简单地设置了一个预设密码的设置开关。
尽管还有一些小的问题没有解决，但是我仍获得了不小的收获。
这次设计巩固并提高了我利用Multisim解决实际应用问题的能力，使我感到理论知识与时间的结合和学以致用的美妙。
通过这次课程设计，我也发现了自己的不足，也找到了今后自己学习努力的方向。
五、附录
整体电路图：
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