4位数字密码锁的设计

电子技术综合课程设计

报告

设计题目： 用与非门设计一个4位代

码的数字锁

专业班级： ---------

学生姓名： ---

学生学号： -

-- -

指导教师： -

设计时间： 2016-6-20 ∽ 7-1

1、 课程设计任务、要求:

设计一个保险箱用4位代码数字锁，如果输入代码与设定的代码（1101）相同，则保险箱被打开，绿色指示灯亮，错误则红色指示灯亮并发出声音报警。 2、 课程设计目的、意义：

1. 通过课程设计巩固、深化和扩展理论知识与初步的专业技能，提高综合 运用知识

的能力，逐步增强实际工程训练。

2. 运用所学数字电路技术的知识设计一个4位数字的代码锁，并能够通过计算，得到

该电路需要的元器件型号和参数值大小；

3. 学习并使用仿真软件 protues 经行模拟仿真，熟悉元件库和各种仪器的使用，作

图并进行调试，能够最终模拟出最符合要求的设计图。

4. 让我们能够通过运用所学知识设计电路来模拟出实际生活中的一些常见的器件，将

知识和运用联系起来。

5. 可以培养并锻炼我们的动手实践的能力、查阅手机资料的能力、独立思 考分析解

决问题的能力以及团结合作的能力，以便在以后的学习工作和生活中， 能够更好地分析解决真实遇到的问题。

3、 设计题方案比较、论证

方案一：用4个异或门连接输入端，并分别于反相器连接，再相与。当输入密码与设置密码相同时，电路输出为高电平，发光二极管不亮，当输入密码与设置密码不相同时，电路输出为低电平，发出报警，发光二极管亮。其电路图如图3.1

图3.1 方案一的电路图

方案二：由4个单刀双掷开关构成密码开关，用户可以通过控制开关来控制A、B、C、D四个输入端的电平的高低，进而控制输出电平的高低以及报警信号的工作。当输入端与设置的密码相符时，则输出为高电平，二极管亮，否则输出为低电平，并且发出报警，即蜂鸣器发出响声，至此完成电路的设计。其电路图如图3.2

如图3.2 方案二的电路图

方案比较论证：由于第一个方案中利用RV2、R5、C4、PNP型三极管、R6使第一块芯片的电压控制得到连续变化的电压，进而使第二块芯片产生多变的频率；虽符合题目的要求，但所用器件以及电路图相比方案一复杂，所以选择淘汰。 方案二仅使用4个单刀双掷开关构成密码开关来控制四个输入端的电平的高低，进而控制输出电平的高低以及报警信号的工作。当输入端与设置的密码相符时，则输出为高电平，二极管亮，否则输出为低电平，并且发出报警，即蜂鸣器发出响声。符合题目要求，所使用的元器件也少。

4、 各单元电路设计，元器件参数计算、选择、电路图绘制，总体电路图

元器件选择：74LS00芯片，74LS20芯片，蜂鸣器，LED 灯，开关

图3.3 仿真结果图

5、 元器件常识，布局、布线技巧，焊接工艺技巧

元器件常识：

1) 电容：

磁性电容没有极性，标准为4300时为4300PF，103时为uF；耐压值≤50V。电解电容有极性，一般正极长，负极短，且负极有白色条纹。耐压值比较高≤1000V。 2) 电阻

使用标称值E24，各种颜色代表的值如下表：

3) 电位器：

电位器中间的引脚的滑动片，最大阻值读数例如：103=10k欧，202=2k欧 4) 扬声器

一般无正负极。 5) 发光二极管：

发光二极管的压降一般为1.8V ∽ 2.2V，电流5 ∽ 25mA

布局原则：

1、 根据结构图设置板框尺寸，按结构要素布置安装孔、接插件等需要定位的器件，并给这些器件赋予不可移动属性。 按工艺设计规范的要求进行尺寸标注。

2. 根据结构图和生产加工时所须的夹持边设置印制板的禁止布线区、禁止布局区域。根据某些元件的特殊要求，设置禁止布线区。 3. 综合考虑PCB性能和加工的效率选择加工流程。

加工工艺的优选顺序为：元件面单面贴装——元件面贴、插混装（元件面插装焊接面贴装一次波峰成型）——双面贴装——元件面贴插混装、焊接面贴装。 4、布局操作的基本原则

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