1、课程设计课程设计 十五位二进制密码器十五位二进制密码器 专业班级：xxxxxxx 姓名：xxx 学号：xxxxxxxx 一、实验目的 （1）熟悉课本知识。 （2）了解数字电路的基本设计思路。 （3）掌握电路中各个芯片的具体功能。 （4）体会从理论到实践的思想。 （5）提高分析问题和解决问题的能力。 二、实验要求 （1）具有密码预置功能。 （2） 密码输入采用串行输入，输入过程中不提供密码数值信息。 （3） 当输入十五位密码全部正确时，密码锁打开，只有按下 RST 键才能脱 离开锁状态，并返回初始状态。 （4）密码输入过程中，只要输错一位密码，系统便进入错误状态，此时，只 有按下 RST 键才能
2、脱离错误状态，并返回初始状态。 （5） 如果连续三次输错密码， 系统将报警， 一旦报警， 将清除错误次数记录， 且只有按下 RST 键才能脱离报警状态，返回初始状态。 （6）组装、调试十五位二进制密码器。 三、实验器件 （1）仿真阶段：安装有 Proteus 程序的计算机一台 （2）部分元器件： 四位移位寄存器 74LS194 芯片 十进制步计数器 74160 芯片 十六进制异步计数器 74161 芯片 四输入与芯片 RS 触发器，D 触发器 JK 触发器 其它门电路若干, 5V 直流电源，二极管，接触式开关，单刀双置开关若干 四、设计任务分析 本实验为 15 位二进制密码器，因此需要用到 4
3、 个四位移位寄存器 74LS194 芯片，通过其预置功能对密码进行预置。同时通过一个按键对其进行密码输入， 需要对密码进行对比，故可以用异或芯片对其实现，不匹配时输出为 1，移位寄 存器的右移功能可以实现依次比较， 则可以通过这个输出 1 对后面的功能进行实 现。可以通过十六进制异步计数器 74161 芯片进行计数，由于部分原因，决定采 用 74LS163 四位同步二进制计数器实现，当 15 位全部匹配时，则会输出 1111， 可用四输入与门进行判断。同时针对错误 3 次报警可以采用十进制步计数器 74160 芯片进行计数，当 3 次错误时，其输出为 0011，可通过与门对低 2 位进行 判断
4、。依上所述，可以分为密码预置、密码比较、计数开锁、报警状态及错误状 态控制五个电路分别予以实现，最后将五部分连接即可。 具体实现过程可表示如下： 五、具体实现过程 可以分为密码预置、密码比较、计数开锁、报警状态及错误状态控制五个电 路分别予以实现。 1、密码预置电路 密码预置 错误计数 正确计数 密码比较 错误显示 开锁电路 密码输入 初始化 串行输出 报警电路 密码预置电路如图，通过 15 个双刀开关分别控制 15 个位的密码预置，由于 一些限制，决定对其低电平一端接地，74LS194 的 D0，D1，D2，D3 用于数 据的输入，其中第一个 74LS194 芯片的 D0 口接地 预置时为并
5、行输入，故 S1，S0 须高电平，而右移时，S1 为 0，S0 为 1，故 可以让 S0 默认接高电平，S1 通过一个双刀开关 SW1 接地与高电平，分别对 应着串行输入右移与并行输入，第一个芯片 SR 接地。穿行输入右移，即 S1 接地时，双刀开关 SW3 用于提供脉冲信号，使其一位一位输入，同时每个芯 片的第四个输出口 Q3 接下一个芯片的 SR 口， 以实现四个芯片的相互之间右 移。 2、密码比较电路 双刀开关 SW4 控制密码的输入，即开锁时的密码，通过两个 D 触发器记录待 比较的两位密码值。 D 触发器功能表如图， 故当前一刻输出为 0 时， 此时 D 为 1 时， 则输出为 1，
6、 也就是移出后的值，通过异或门，可以判断两位密码是否相同，当密码匹配 时，与门输出为 0，不匹配时则为 1。 3、计数开锁电路 通过74LS163芯片对正确次数进行计数， 切记预置密码时需要断开开关SW7， 以防错误计数。 D0-D3 接地，表示预置值为 0，LOAD接高电平表示其不采用预置计数，EXP 与 EXT 接高电平开启使能。若不对其清 0，则每出现一次脉冲都会使其计数 加 1， 在计数未满时， 与门 U19 的下面输入口为 1， 当出现密码位不匹配时， U19 上面输入口为 0，则与门 U19 输出为 0，致使 74LS163 的 MR位为 0， 即清零。当无错误地 15 位密码全部匹配时，74LS163 芯片输出为 1111，通 过四与门，可使其输出为 1，则此时通过 SR 触发器可使二极管发光，即表 示已开锁。 SRSR 触发器功能表触发器功能表 4、报警状态电路 此部分通过74160芯片对错误次数进行计数， D0D3接低电平表示预置为0， LOAD接高电平表示不采用预置输入，ENT 接 1 开启使能，当错误 3
