课程设计 电子 密码器的设计与开发

电子技术课程设计

课题名称

电子密码器的设计与开发

院、系、部 自动化与电气工程学院 专 业 电气工程及其自动化 班 级 电气134 姓 名 李金才 学 号 1130320113 指导教师

2015年7月9日

郑玉珍、王子辉、陈晓、张震宇、

瞿晓、于爱华

1、设计目的

使学生在学完电路原理、模拟电子技术和数字电子技术门课程的基础上，进一步巩固理论知识，加强动手能力，增强学生对电子技术领域的认识，培养学生对电子技术的兴趣，激发学生对电子技术课程的学习热情，掌握一些电子行业最基本的操作技能。

通过课程设计，学生应对电阻、电容、电感、电源、集成电路、印刷线路板等各种元器件的外观、性能、技术参数和作用、标注方法和规则等有一个初步的了解，然后通过指导老师指定的各种具体的不同功能的电子产品制作，掌握对电子产品基本的电路设计、器件焊接安装、功能检测调试等能力，提高学生的动手能力。

2、设计任务

1）设计一个“电子密码器”电路，实现密码数字的识别和指示功能。

2)该电路由码盘、一位数码管、LED 指示灯、拨码开关以及其它逻辑电路组成。 3)用拨码开关预设0-9数字中的任意一个作为密码。手动拨动码盘，数码管显示当前计数值并累加，如果计数值与密码相符，则指示灯点亮，表明密码正确。

3、设计内容

模拟电子电路：

用7805芯片和相关外围电容，设计一个5V 稳压电源。考虑到安全性，不做降压和整流部分，而是直接通入DC ，如9V DC适配器。5V 电源用于给数字部分供电。

数字电子技术：

1) 拨动码盘，光耦会输出一系列高低电平的脉冲信号，驱动发光二极管，计数器能够累加脉冲的个数并将值显示在数码管上。如果值超过9，则自动清零。

2) 用四位拨码开关预设0-9中任意一个密码数字（十六进制格式），如7=0111，则拨动开关2、3、4至导通状态。

3) 如果当前计数值与预设数字相同，则LED 指示灯点亮，计数值清零。

4、设计要求

基本部分：拨动码盘，槽型光耦有脉冲输出，并能够在数码管上显示出当前脉冲计数值。计数值累加到9自动清零。

发挥部分：在基本部分基础上加入密码设定功能和密码判断功能。通过拨码开关设置0-9中的任意密码值，当计数值等于密码值时，LED 指示灯点亮，并清零数码管上显示的数值。

5、主要芯片及参考元器件

表1器件框图

6、主要仪器与设备

焊烙铁 万用表 示波器 镊子 剥线钳 尖嘴钳

7、电路原理

图1工作原理框图

图2电路原理图

1)74LS162

介绍：74LS162位可预置同步十进制计数器。

电气特性：

图（3）

功能表：

图（4）

2）74LS47

介绍：74LS47是BCD-7段数码管译码器驱动器，74LS47的功能用于将BCD 码转化成数码块中的数字。

引脚图：

图

5

3）555定时器

介绍:使用555定时器组成施密特触发器，整定波形，输出矩形波。

图（7)

4）74LS20

介绍：74LS20为两组4输入端与非门。

引脚图：

图（8）

8、安装与调试

一、基本功能

基本功能实现步骤：将拨码开关的1、4拨开，转动转盘，数码管显示0-9并循环，此处图片省略。 二、扩展功能 ①未设置密码时，绿灯亮，红灯不亮

图9调试图片

②设置了密码，密码不正确时，红灯亮，绿灯不亮

图10调试图片

③密码正确时，绿灯亮，红灯不亮

图11调试图片

9、课程设计总结

1）功能完成情况

是否完成任务要求的基本功能和扩展要求，具体的电路工作工程描述 主电路完成了任务要求的基本功能和扩展要求。具体电路工作描述。 ①基本功能：拨开拨码开关的1、4，转动转盘，数码管显示0-9并循环。 ②扩展要求：设置密码，拨开拨码开关，数码管显示数字，当数字与密码不同时，红灯亮；数字与密码相同时，绿灯亮。

2）问题及解决

在设计过程中遇到了哪些问题，原因分析，解决方案

问题一：芯片74LS16、74LS47、555定时器及稳压器7805过热，且数码管一直显示0不变。 原因分析：芯片承受电压过高。经万用表查明芯片承受电压过高，检查后发现稳压器的接地端接触及稳压器上并联的两个0.01μF 的电容端的接地端没有与地线连接。 解决方案：将稳压器及其上并联的 电容接地端与地线连接。 问题二：数码管一直显示0不变。

原因分析：经万用表检测查明模拟电路部分、芯片74LS47、74LS162及数码管接线正确，分析得芯片74LS20连线有问题，进一步发现拨码开关的输出端与74LS20的输入端没有接通。 解决方案：将拨码开关的输出端与74LS20的输入端接通。

3）设计体会

通过此次设计，在专业知识和技能方面获得了如下收或:

I 、将模拟电子技术与数字电子技术知识通过实际设计联系到一起，并深深地体会到他们之间联系的紧密性与重要性。

II 、增强了使用逻辑分析解决实际问题并一步一步检查电路的能力，使我对电路的的整体性与模块化及其之间紧密的逻辑性有了更深的认知。另外，我还学习到在实际中如何借助仪器（波形发生器、示波器）分析电路的方法，将理论知识应用到了实际问题中。

感受：课程设计对于我们在校大学生增强实际动手能力及解决实际问题能力非常有意义。通过课程设计，我不仅将所学知识联系到了一起，还将理论知识通过课程设计中出现的实际问题应用到实际问题分析及解决方案中。这对于我来说十分重要，更增加了我对专业课的兴趣和学习的动力。

4）意见和建议

意见：课程设计形式有些单一。两人一组，不能保证每位同学都参与其中，有些同学被“带飞”了。

建议：多增加几种课程设计方案，便于过早完成课程设计的同学参与多种课程设计，提高自 身解决实际问题的能力。且一人一组。

参考文献：

[1]邱关源. 电路原理[M].北京：高等教育出版社，2006.

[2]沈任元. 模拟电子技术基础[M].北京:机械工业出版社,2013.

[3]沈任元. 数字电子技术基础[M].北京:机械工业出版社,2010.

[4]电子发烧友网站http://www.elecfans.com/

注：电子技术课程设计成绩通过对作品展示与报告撰写两部分综合考查后评定，电子技术课程设计报告评分标准参考如下：

优秀（A ）:设计目的和任务明确，阐述正确；设计内容丰富，包含模拟电子技术和数字电子技术，基本功能完成优秀，发挥部分功能实现；熟练掌握设计所用元器件和主要仪器设备；电路原理阐述正确；安装调试过程描述完整，总结分

析深刻，有合理化建议；参考文献检索充分，且与题目相关性好；论文格式规范。

良好（B ）:设计目的和任务明确，阐述正确；设计内容比较丰富，包含模拟电子技术和数字电子技术，基本功能完成良好，有发挥部分；掌握设计所用元器件和主要仪器设备；电路原理阐述比较正确；安装调试过程描述比较完整，总结分析比较深刻，有合理化建议；参考文献检索比较充分，与题目相关性较好；论文格式规范。

中等（C ）:设计目的和任务比较明确；设计内容完整，基本功能完成；理解设计所用元器件和主要仪器设备；电路原理阐述基本正确；有安装调试过程描述，有总结分析；有参考文献且与题目相关；论文格式比较规范。

及格（D ）:设计目的和任务基本明确；设计内容基本完整，基本功能完成；基本理解设计所用元器件和主要仪器设备；电路原理阐述基本正确，无明显错误；有安装调试和总结分析；有参考文献；论文格式基本规范。