14位二进制数字密码锁设计方案1

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1、设计方案系统设计方案利用所学的电子技术知识和电子设计方法，设计出一个电子密码锁有以下两种基本方案可以选择：方案一：利用数字逻辑电路，运用各种门电路，计数器，触发器，锁存器，编/译码器等数字逻辑器件实现电子控制。从而实现想要设计的电子密码锁的功能。此方法设计简单，但硬件电路比较多，操作起来比较复杂。方案二：使用MCS-51系列单片机为核心控制附加一些简单的外围电路，利用单片机的一个I/O端口组成4×4键盘作为输入电路，采用汇编语言编写程序来实现电子密码锁的各项功能，程序语言功能强大，调试较为简单。具有很强的实用性

2、。设计方案选择综上提出的两种方案，方案一给出的采用数字逻辑电路的设计方法的好处就是设计简单，因为采用数字逻辑电路可以分成各个功能模块来设计，每个模块实现各自的一个功能。这钟方法设计的密码锁电路大致包含：按键输入、密码核对、密码修改、开锁电路、错误提示电路等功能模块。采用数字电路虽然设计简单但是操作繁琐，要运用很多数字逻辑器件，硬件电路复杂，而且可能会出现较多器件故障，同时难以检查和维护。方案二提出的使用单片机为核心控制的方案，利用单片机丰富的I/O端口和灵活的编程设计，不但能实现密码锁的功能，而且控制准确性高，

3、外围电路少硬件电路简单，方便灵活，调试简单不易出错，体积小成本低也利于现实中实现，具有较高的实际意义和实用价值。这个设计方案的最关键的地方就在于编程，利用程序的执行来实现密码锁的基本功能，因此单片机方案还有较大活动空间，能在很大程度上扩展功能，方便对系统进行升级。针对第一种方案：系统vhdl设计功能描述：假设设计的密码锁有7个数据输入键，分别用K1到K7表示；一个“确认键”（按一下确认键，密码锁内部就产生一个正脉冲），用CLK_AFFIRM表示；一个“重置和修改密码使能键”，用S/W表示；一个开锁状态指示灯GR

4、EENLED；一个密码输入错误报警器REDLED.1.密码预置。未使用过的密码锁初始状态为“打开”，内部密码为随机数，故使用前必须进行密码预置。通过按键将S/W调为“1”，密码锁进入密码预置模式，按照K1~K7→确认键→K1~K7→确认键的顺序输入想要设置的密码，其中K1~K7表示的意思是，给K1到K7赋值，赋值顺序可任意改变，但一旦按下确认键，K1到K7分别对应的数值便不可改变。整个过程中只要按下两次确认键，密码预置便成功完成。2.密码验证。通过按键将S/W调为“0”，密码锁进入密码验证模式。按照K1~K7→

5、确认键→K1~K7→确认键的顺序输入密码，如果密码与预置的密码（如果修改过密码，则与最后一次修改成功后的密码）相匹配，开锁指示灯GREENLED变亮，同时锁子被打开。如果没反应，需要重新输入密码，但是输入密码的次数最多为3次，如果3次都输入了错误密码，那么错误报警器REDLED就会报警，如果继续输入了正确密码，报警器就会解除警报。3.密码修改。用户必须提供正确的密码后方能进入密码修改模式，否则，修改无效。如果用户通过了密码验证，那么此时将S/W调为“1”9便可顺利进入密码修改模式。修改密码过程与重置类似，即按照

6、K1~K7→确认键→K1~K7→确认键的顺序输入更改后的密码，便可顺利完成密码的修改。电路设计：电路原理图原理图分析主要部分为寄存器与比较器构成。其中R1与R2分别存储预置密码或修改密码的低七位与高七位；R3和R4分别寄存输入密码的低七位与高七位。下面主要介绍一下各个模块的功能实现。1)确认键CLK_AFFIRM与预置或密码修改使能键S/W的功能实现。确认键每按下一下产生一个正脉冲，作为R1，R2或R3，R4的时钟，实现数据读入相应寄存器的功能。S/W为“1”时，R3与R4被锁死，无法输入密码；同时与其相连的下

7、面那个与门打开，确认键的信号便能顺利进入⑥中的与门，为密码锁进入预置或密码修改模式提供必要条件。S/W为“0”时，R1与R2被锁死，R3,R4被打开，确认信号只能进入R3与R4，密码锁进入密码验证模式。2)由四位减计数器组成，时钟输入为R3与R4的时钟信号，可记录在密码验证过程中用户共按了几下确认键，间接记录密码输入次数。当用户连续3次输入错误的密码时，计数器由1111计到1010，此时QA’·QB·QC’由0变为1，相当于一个上升沿，作为④中上面那个D触发器的时钟信号，使该触发器输出1，此时如果密码仍不匹配，

8、即与REDLED相连的与门另一个输入端也为1，那么输出REDLED为1，启动报警装置。如果在3次之内输入了正确密码，③9中或非门的输入有1，输出为0，对计数器清零操作。1)在②中已介绍。2)当验证密码通过时，比较器输出为1，在⑤中的与非门使能的情况下，最终输入到④中下面的D触发器的时钟端的信号经历了由0到1的变化，相当于时钟上升沿，D触发器被打开，输出为1，开锁指示灯GREENLED变