數(shù)字邏輯電路專題實(shí)驗(yàn)

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1、數(shù)字邏輯電路專題實(shí)驗(yàn)（EDA）實(shí)驗(yàn)報(bào)告姓名沈云杰、俞樂(lè)晨班級(jí)軟件84學(xué)號(hào)08161092、08101036指導(dǎo)老師張琴、毛文林完成日期2010.7.6一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.掌握密碼鎖的基本原理2.掌握顯示譯碼器的實(shí)現(xiàn)方法3.掌握數(shù)字電路的設(shè)計(jì)方法4.學(xué)習(xí)運(yùn)用中規(guī)模器件來(lái)構(gòu)建數(shù)字電路二、實(shí)驗(yàn)要求：1.數(shù)據(jù)輸入：有一個(gè)鍵盤(pán)用于輸入數(shù)值。2.密碼清除：按下特定按鈕后，密碼恢復(fù)為初始值。3.保存密碼：當(dāng)在開(kāi)鎖狀態(tài)下，可通過(guò)鍵盤(pán)輸入密碼。4.開(kāi)鎖：當(dāng)輸入密碼與系統(tǒng)密碼吻合時(shí)，電鎖打開(kāi)（即LED燈亮）否則，電鎖不打開(kāi)。5.上鎖：第一次開(kāi)機(jī)后設(shè)置完密碼后，即自動(dòng)上鎖。三、功能簡(jiǎn)述按鈕列表

2、如下：A0，A1，A2，A3四個(gè)數(shù)據(jù)輸入按鈕，用于確定輸入的十六進(jìn)制數(shù)。Load，輸入按鈕，用于將上述四個(gè)數(shù)據(jù)輸入按鈕確定的數(shù)輸入系統(tǒng)，為脈沖信號(hào)。Check，功能選擇按鈕，按下時(shí)密碼鎖進(jìn)入密碼校驗(yàn)狀態(tài)，松開(kāi)且門(mén)鎖打開(kāi)時(shí)密碼鎖進(jìn)入密碼設(shè)定狀態(tài)，松開(kāi)且門(mén)鎖未打開(kāi)時(shí)密碼鎖維持工作狀態(tài)。為電平信號(hào)。Clear，清零按鈕，用于將密碼鎖的密碼重置為初始密碼0000，為電平信號(hào)。Open，開(kāi)機(jī)按鈕，表示密碼鎖接通電源開(kāi)始工作，為脈沖信號(hào)?；竟δ苋缦拢好艽a設(shè)定功能：初始密碼0000。當(dāng)密碼鎖開(kāi)啟后，將Check鍵置于Set位置，后在A0，A1，A2，A3上設(shè)定新的密碼值。每次輸入一

3、位十六進(jìn)制數(shù)，一共輸入四次完成。每位數(shù)的數(shù)值在A0，A1，A2，A3上設(shè)定好后按Load鍵輸入。上鎖功能（基本功能）：密碼設(shè)定后，用戶通過(guò)將Check鍵置于Check位置，開(kāi)始密碼的匹配。每次輸入一位，四位全部輸入完后，顯示匹配結(jié)果。如果用戶輸入的四位十六進(jìn)制數(shù)與密碼鎖內(nèi)存儲(chǔ)的密碼相匹配，則門(mén)鎖打開(kāi)，反之，則不打開(kāi)門(mén)鎖，并顯示錯(cuò)誤信號(hào)（LED燈亮）。一、實(shí)驗(yàn)原理：1.密碼設(shè)置模塊當(dāng)該密碼鎖開(kāi)機(jī)時(shí)，會(huì)自動(dòng)將密碼設(shè)置為初始密碼0000。以后，如要修改密碼，必須在門(mén)鎖打開(kāi)的前提下，此時(shí)，將Check置于Set位置，使check為0，該模塊即開(kāi)始工作。該模塊通過(guò)A0，A1，A2

4、，A3，四個(gè)輸入端進(jìn)行新密碼的輸入，每次輸一位。這四位二進(jìn)制數(shù)代表一個(gè)十六進(jìn)制數(shù)。當(dāng)四位數(shù)據(jù)位都設(shè)定好之后，用戶按下Load鍵，load上產(chǎn)生了一個(gè)脈沖信號(hào)，寄存器打開(kāi)，這個(gè)數(shù)就被輸入到電路中。一共要輸入四次，來(lái)完成四位十六進(jìn)制密碼的輸入。這四位十六進(jìn)制密碼被保存在四個(gè)帶清除端的四D型觸發(fā)器74LS175中。在這里，我們通過(guò)一個(gè)四進(jìn)制格雷碼計(jì)數(shù)器和一個(gè)2-4譯碼器74LS139來(lái)選片，決定這四位數(shù)據(jù)輸入到哪一個(gè)74LS175中。2.密碼校驗(yàn)?zāi)K密碼校驗(yàn)?zāi)K是本系統(tǒng)的核心模塊，它控制著鎖的開(kāi)啟和關(guān)閉。當(dāng)用戶將Check鍵置于Check位置，check為1本模塊就開(kāi)始工作。

5、輸入的過(guò)程和前一個(gè)模塊一樣，通過(guò)A0，A1，A2，A3，四個(gè)輸入端進(jìn)行新密碼的輸入，每次輸一位。這四位二進(jìn)制數(shù)代表一個(gè)十六進(jìn)制數(shù)。當(dāng)四位數(shù)據(jù)位都設(shè)定好之后，用戶按下Load鍵，load上產(chǎn)生了一個(gè)脈沖信號(hào)，寄存器打開(kāi)，這個(gè)數(shù)就被輸入，暫時(shí)存儲(chǔ)于一個(gè)74LS175中，之后就進(jìn)行比較（每輸入一位就比較一位），比較我們使用74LS85來(lái)完成。3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果（電路圖、仿真波形以及說(shuō)明）：1、小時(shí)計(jì)數(shù)器電路仿真波形小時(shí)計(jì)數(shù)：當(dāng)個(gè)位數(shù)為0~9時(shí)，十位分別是1和2，當(dāng)計(jì)數(shù)到23時(shí)時(shí)，歸入0時(shí)計(jì)數(shù)。2、分計(jì)數(shù)器電路仿真波形分計(jì)數(shù)器：從00開(kāi)始計(jì)數(shù)直到59分，小時(shí)數(shù)加1，分計(jì)數(shù)器歸零，繼續(xù)

6、計(jì)數(shù)。1、秒計(jì)數(shù)器電路仿真波形秒計(jì)數(shù)器：從00開(kāi)始計(jì)數(shù)直到59秒，分鐘數(shù)加1，秒計(jì)數(shù)器歸零，繼續(xù)計(jì)數(shù)。4、整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路電路仿真波形整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路：就是在整點(diǎn)前10s時(shí)，整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路輸出為高電平（或低電路），驅(qū)動(dòng)蜂鳴電路工作，當(dāng)時(shí)間到整點(diǎn)時(shí)蜂鳴電路停止工作。當(dāng)時(shí)間為59分50秒到59分59秒期間與非門(mén)輸出低電平，用與非門(mén)的輸出驅(qū)動(dòng)蜂鳴器蜂鳴，當(dāng)?shù)秸c(diǎn)時(shí)蜂鳴結(jié)束。5、數(shù)字鐘頂層設(shè)計(jì)及仿真電路仿真波形數(shù)字鐘頂層：當(dāng)計(jì)數(shù)到23時(shí)59分50秒時(shí)，整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路開(kāi)始工作。當(dāng)?shù)竭_(dá)23時(shí)59分59秒后，時(shí)分秒全部從零開(kāi)始計(jì)數(shù)。五．實(shí)驗(yàn)總結(jié)與心得通過(guò)本次試驗(yàn)使我掌握了密碼鎖的設(shè)計(jì)原理以及數(shù)字

7、電路的基本步驟。增強(qiáng)了對(duì)數(shù)字邏輯電路的理解。我們通過(guò)ASM圖確定了基本的工作流程，之后就分模塊設(shè)計(jì)。雖然最后我們的電路有些不太符合現(xiàn)實(shí)的使用習(xí)慣，但基本功能還是實(shí)現(xiàn)了，總結(jié)了以下幾點(diǎn)心得。1.ASM圖是核心，應(yīng)圍繞設(shè)計(jì)ASM圖來(lái)進(jìn)行前期的規(guī)劃。2.涉及模塊時(shí)應(yīng)特別注意尖峰電流脈沖造成的影響，本次實(shí)驗(yàn)中我們?cè)谶@上面耗費(fèi)了大量時(shí)間，由于是第一次設(shè)計(jì)，經(jīng)驗(yàn)不足，結(jié)果為其所困擾。3.應(yīng)注意時(shí)間脈沖的設(shè)計(jì)，它的時(shí)延對(duì)電路會(huì)造成很大的影響，尤其是涉及高速電路時(shí)。4.應(yīng)注意電路是否進(jìn)入了噪聲區(qū)，這點(diǎn)在電路圖上無(wú)法發(fā)現(xiàn)，必須依靠時(shí)間圖。5.設(shè)計(jì)前應(yīng)徹查資