電子電路課程設(shè)計(jì)密碼鎖

1、<p><b>　　密碼鎖設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p><b>　　摘要：</b></p><p>　　本系統(tǒng)是由PLD、EEPROM、LED顯示、鍵盤和報(bào)警系統(tǒng)所組成的密碼鎖。系統(tǒng)完成鍵盤輸入、開鎖、超時(shí)報(bào)警、修改用戶密碼、輸入位數(shù)顯示、錯(cuò)誤密碼報(bào)警、復(fù)位等數(shù)字密碼鎖的基本功能。</p><p>　　關(guān)鍵字

2、：數(shù)字密碼鎖 GAL16V8 28C64 解鎖與報(bào)警</p><p><b>　　目錄：</b></p><p><b>　　技術(shù)指標(biāo)</b></p><p>　　系統(tǒng)功能要求 …………………………………………………………………………… 3</p><p>　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)要

3、求 …………………………………………………………………………… 3</p><p>　　電氣指標(biāo) ………………………………………………………………………………… 3</p><p>　　設(shè)計(jì)條件 ………………………………………………………………………………… 3</p><p>　　整體方案設(shè)計(jì) </p><p>　　

4、……………………………………………………………………………… 4</p><p><b>　　單元電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　鍵盤錄入 ………………………………………………………………………………… 5</p><p>　　鍵盤消抖電路 ……………………………………………………………………………… 6</p>&

5、lt;p>　　計(jì)數(shù)與顯示 ………………………………………………………………………………… 8</p><p>　　密碼比較 …………………………………………………………………………………… 8</p><p>　　密碼判斷 ………………………………………………………………………………… 9</p><p>　　超時(shí)判斷 ……………………………………

6、………………………………………………10</p><p>　　修改密碼 ……………………………………………………………………………………11</p><p>　　復(fù)位 ………………………………………………………………………………………12</p><p>　　整體電路和整機(jī)元件清單</p><p>　　整體電路 ……………………

7、……………………………………………………………13</p><p>　　所用元件清單 ………………………………………………………………………………13</p><p><b>　　程序清單</b></p><p>　　第一片GAL …………………………………………………………………………………14</p><p>　

8、　第二片GAL …………………………………………………………………………………15</p><p><b>　　測試與調(diào)整</b></p><p>　　10進(jìn)制數(shù)字輸入 …………………………………………………………………………16</p><p>　　CP脈沖 …………………………………………………………………………………16&l

9、t;/p><p>　　密碼比較 …………………………………………………………………………………17</p><p>　　延時(shí)判斷 ……………………………………………………………………………………17</p><p>　　程序測試（整體測試）………………………………………………………………………17</p><p><b>　　設(shè)

10、計(jì)小結(jié)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)任務(wù)完成情況 …………………………………………………………………………18</p><p>　　問題及改進(jìn) ………………………………………………………………………………18</p><p>　　心得體會(huì) …………………………………………………………………………………19</p><

11、p><b>　　一、技術(shù)指標(biāo)</b></p><p><b>　　系統(tǒng)功能要求</b></p><p>　　密碼鎖：用數(shù)字鍵方式輸入開鎖密碼，輸入密碼時(shí)開鎖；如果輸入密碼有誤或者輸入時(shí)間過長，則發(fā)出警報(bào)。</p><p><b>　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)要求</b></p><p>

12、　　密碼鎖的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如下圖 1-1 所示，其中數(shù)字鍵盤用于輸入密碼，密碼鎖用于判斷密碼的正誤，也可用于修改密碼。開鎖LED1亮表示輸入密碼正確并開鎖，報(bào)警LED2亮表示密碼有誤或者輸入時(shí)間超時(shí)。</p><p><b>　　輸入密碼</b></p><p>　　圖1-1 密碼鎖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖</p><p><b>　　3. 電氣

13、指標(biāo)</b></p><p>　　3.1 開鎖密碼為8位十進(jìn)制數(shù)字，由按鍵輸入，按“確認(rèn)”鍵后，輸入的數(shù)字有效。</p><p>　　3.2 輸入的8位數(shù)字與預(yù)設(shè)的密碼相同時(shí)開鎖，用綠燈亮，紅燈滅表示。數(shù)據(jù)有誤時(shí)或輸入的密碼時(shí)間過長即報(bào)警，紅燈亮。</p><p>　　3.3 密碼可以通過鍵盤設(shè)定或修改。</p><p>　

14、　3.4 輸入的數(shù)字間隔時(shí)間小于或等于15s。超過時(shí)限則報(bào)警，同時(shí)電子鎖復(fù)位。</p><p>　　3.5 具有手動(dòng)、自動(dòng)復(fù)位功能。</p><p><b>　　4. 設(shè)計(jì)條件</b></p><p>　　4.1 電源條件：穩(wěn)壓電源提供+5V電壓。</p><p>　　4.2 可供選擇的元器件如表1-1所示&l

15、t;/p><p><b>　　表1-1 器件單</b></p><p>　　門電路、電阻、電容以及發(fā)光二極管自定。</p><p><b>　　二、整體方案設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)原理</b></p><p><b>　　整

16、體方案如下：</b></p><p><b>　　控制讀寫</b></p><p><b>　　地址數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　　clock數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　　cp</b></p><

17、p>　　圖2-2 密碼鎖的工作原理框圖</p><p>　　由以上框圖可知，當(dāng)按下數(shù)字鍵0、1、2、3、4、5、6、7、8、9后，編碼器逐一進(jìn)行十—二進(jìn)制編碼，此時(shí)產(chǎn)生按鍵信號(hào)。按鍵信號(hào)經(jīng)計(jì)數(shù)器，產(chǎn)生存儲(chǔ)器的地址信號(hào)。解鎖時(shí)，存儲(chǔ)器中相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸出與輸入的密碼經(jīng)比較器比較后，將結(jié)果存入移存器。8位的比較結(jié)果送到GAL，判決是否正確，并開鎖或報(bào)警。設(shè)定密碼時(shí)，每輸入一位，計(jì)數(shù)器加一，則可依次修改。</p

18、><p><b>　　三、單元電路設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1. 鍵盤錄入</b></p><p>　　由于鍵盤有0~9，而ROM中數(shù)據(jù)以十進(jìn)制存儲(chǔ)，則要將案件進(jìn)行10進(jìn)制到2進(jìn)制的轉(zhuǎn)換。使用可編程邏輯器件GALl16V8,電路非常簡單，連線少，比較實(shí)用。</p><p>　　將按鍵編

19、號(hào)和輸出四位二進(jìn)制碼相對(duì)應(yīng)，列出真值表（表3-1）。</p><p>　　表 3-1 按鍵編碼真值表</p><p>　　根據(jù)真值表，用CUPL語言寫出邏輯關(guān)系：</p><p>　　D3=A0#A8#A9;</p><p>　　D2=A4#A5#A6#A7;</p><p>　　D1=A0#A2#A3#A6#A7;&

20、lt;/p><p>　　D0=A1#A3#A5#A7#A9; </p><p><b>　　電路設(shè)計(jì)：</b></p><p>　　每個(gè)鍵按下，產(chǎn)生一個(gè)高電平脈沖，并把按下的數(shù)字鍵譯碼輸出：</p><p><b>　　圖3-2鍵盤輸入</b></p><p>　　為保護(hù)電路，接

21、入排阻。</p><p><b>　　鍵盤消抖電路</b></p><p>　　機(jī)械鍵盤在使用過程中會(huì)產(chǎn)生機(jī)械抖動(dòng)，即會(huì)產(chǎn)生多個(gè)脈沖信號(hào)（有稍高頻的毛刺），使輸出的時(shí)鐘不穩(wěn)定，影響后級(jí)工作?？勺孋P觸發(fā)輸出，消除高頻毛刺。由于密碼通過機(jī)械開關(guān)輸入，頻率很低（因本次實(shí)驗(yàn)提供的開關(guān)不大方便操作，一般按鍵頻率不大于1hz），則觸發(fā)低頻略高即可，取5~10hz即可。</

22、p><p>　　用F555做定時(shí)器，設(shè)計(jì)電路如下：</p><p>　　圖3-2-1 555定時(shí)電路</p><p>　　555定時(shí)器的頻率表達(dá)式為：f=1.43/（(RA+2RB)*C）。</p><p>　　取RB=3K，RA=2K，C=220u,測試得f=7.1hz,能達(dá)到要求。</p><p>　　將clock接

23、至G16V8的1腳，且使用觸發(fā)輸出：CP.D=A0#A1#A2#A3#A4#A5#A6#A7#A8#A9，此時(shí)在每次鍵按下時(shí)都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)脈沖，且消除了毛刺。</p><p>　?。ㄗⅲ篏AL的一個(gè)函數(shù)表達(dá)式中或項(xiàng)不能超過7個(gè)，所以可寫成CP.D=D0#A0#A2#A4#A6#A8,這樣既滿足條件，又節(jié)省了GAL的管腳資源。）</p><p>　　消抖效果圖如圖3-2-1所示：</p&

24、gt;<p>　　CPIN為含毛刺的輸入信號(hào)（因抖動(dòng)，產(chǎn)生一些不正常的高頻信號(hào)）</p><p>　　GAL的時(shí)鐘為CLOCK，為1~10hz</p><p>　　CPIN.D為消抖輸出</p><p>　　從圖中看出，在D觸發(fā)輸出后，毛刺被有效去除了。</p><p>　　圖3-2-1消抖效果圖</p><

25、p><b>　　計(jì)數(shù)與顯示</b></p><p>　　將CP送入計(jì)數(shù)器，得到的是按鍵次數(shù)，也是ROM的地址信號(hào)。</p><p>　　因8位密碼較長，使用者在輸入時(shí)可能忘記已輸入密碼的位數(shù)。為構(gòu)建更好的人機(jī)界面，將計(jì)數(shù)結(jié)果用7448譯碼，用7段數(shù)碼管輸出。電路如下：</p><p>　　圖3-3 計(jì)數(shù)與顯示</p>&l

26、t;p>　　編碼器采用7448，為正常輸出結(jié)果，使用共陰的數(shù)碼管。</p><p><b>　　密碼比較</b></p><p>　　由于CP信號(hào)對(duì)于按鍵稍有延遲，如將按鍵的譯碼與從ROM中取出的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，則會(huì)出錯(cuò)，所以在比較器之前加一級(jí)鎖存器，在時(shí)鐘CP的控制下，此時(shí)才能實(shí)現(xiàn)輸入密碼與原有密碼的對(duì)應(yīng)位同時(shí)到達(dá)比較器。電路如下：</p><

27、;p>　　圖3-4-1 密碼比較</p><p><b>　　重要時(shí)序分析：</b></p><p>　　密碼鎖從清零開始工作：當(dāng)按下第一位密碼時(shí)，按鍵的譯碼立即輸出，CP滯后輸出，在CP的上升沿，74374鎖存器開始工作，鎖入數(shù)據(jù)，此時(shí)送到鎖存器口數(shù)據(jù)是鍵盤輸入的譯碼和ROM地址0000（B）的數(shù)據(jù)，并不是地址0001的數(shù)據(jù)。所以在ROM中存入數(shù)據(jù)從地址0開始

28、。</p><p><b>　　時(shí)序如下圖所示：</b></p><p>　　圖3-4-2 鎖存時(shí)序圖</p><p><b>　　密碼判斷</b></p><p>　　經(jīng)過7485，只能比較密碼的1位，使用移存器就能將比較結(jié)果先儲(chǔ)存，經(jīng)過8個(gè)脈沖周期后同時(shí)輸出。為節(jié)約GAL16V8的I/O口，可使

29、用一片7485，先將5位比較結(jié)果處理，剩下的三位接到GAL，再比較。在密碼全部輸入后，要按下“確認(rèn)”鍵，則GAL判斷密碼是否正確。</p><p>　　數(shù)據(jù)經(jīng)7485等后，數(shù)據(jù)到達(dá)74164時(shí)，數(shù)據(jù)有一定的延時(shí)。假如74164的時(shí)鐘=CP，當(dāng)?shù)谝坏腃P到來時(shí)，第一位的比較結(jié)果還沒從7485出來，即第一位鎖進(jìn)的不是第一位的比較結(jié)果。所以，鎖存的時(shí)鐘應(yīng)比CP慢，可以定義CP2=！CP，此時(shí)，CP2比CP的上升沿晚的時(shí)

30、間就是手按鍵的時(shí)間。從而保證鎖存8次后輸出的就是8位的比較結(jié)果。</p><p>　　圖3-5 8位密碼比較結(jié)果處理</p><p>　　假如輸入正確密碼，并按下確認(rèn)鍵，則成功開鎖。</p><p><b>　　超時(shí)判斷</b></p><p>　　指標(biāo)要求當(dāng)輸入的數(shù)字間隔小于或等于15s時(shí)超時(shí)報(bào)警。設(shè)計(jì)采用7412

31、3可重觸發(fā)器和7474 D觸發(fā)器配合程序控制。電路圖如下：</p><p>　　圖3-6-1 74123可重觸發(fā)器</p><p>　　B端輸入，OT觸發(fā)輸出。tw=15s，tw=0.45RC,則設(shè)定R=150K，C=220u，則計(jì)算得出tw=14.8s。若要提高15s計(jì)時(shí)精度則選取更精確得電容和電阻，且系數(shù)0.45可能有相應(yīng)更正。</p><p>　　74123

32、工作時(shí)序如下：</p><p>　　圖 3-6-2 74123工作時(shí)序</p><p>　　在復(fù)位后，OT=0，開始輸入后，當(dāng)間隔時(shí)間小于15s時(shí)，OT=1，當(dāng)間隔時(shí)間大于15s時(shí)，OT=0。</p><p>　　圖3-6-3 D觸發(fā)器 </p><p>　　D=1，復(fù)位后輸出KIN=0，當(dāng)有鍵按下，在CP的第一個(gè)上升沿，KIN輸出恒為1

33、，直至下個(gè)復(fù)位信號(hào)。即KIN為有鍵按下的標(biāo)記位。</p><p>　　將OT和KIN信號(hào)送給GAL，則可得出輸入延時(shí)的判斷表達(dá)式：F2=！OT&KIN。</p><p><b>　　修改密碼</b></p><p>　　密碼存儲(chǔ)在EEPROM中，修改密碼，就是對(duì)28C64中的數(shù)據(jù)進(jìn)行修改。</p><p>　　2

34、8C64共有8K*8的存儲(chǔ)容量。而本次密碼鎖需要的存儲(chǔ)空間僅需8位*4b。其實(shí)是一個(gè)巨大的浪費(fèi)。28C64有13根地址線（A0~A12）和8根數(shù)據(jù)線（D0~D7），為操作方便，將A3~A12、D4~D7全部置零。則數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在前8個(gè)單元。地址線與74161的輸出相連。數(shù)據(jù)線從GAL的譯碼輸出讀出數(shù)據(jù)。因在進(jìn)行密碼比較時(shí)，要將GAL的譯碼數(shù)據(jù)和ROM中數(shù)據(jù)相比較，則GAL與ROM不能直接相連，可在之間加上模擬開關(guān)CD4066進(jìn)行隔離。406

35、6僅在修改密碼時(shí)將GAL和ROM相連。具體連接電路如下：</p><p>　　圖3-7-1 28C64連接圖</p><p><b>　　具體邏輯分析：</b></p><p>　　修改密碼：對(duì)28C64進(jìn)行寫操作，手冊(cè)參考時(shí)序如下：</p><p>　　圖3-7-2 28C64寫時(shí)序</p>&l

36、t;p>　　因GAL不能控制復(fù)雜的時(shí)序，所以修改密碼時(shí)，操作比較繁瑣。將 CE=0（一直工作），RO=1（輸出禁止），CON=1（使GAL數(shù)據(jù)與28C64連接）。按下第一位密碼，復(fù)位后，地址為0，然后按下“設(shè)置”鍵 ，通過GAL，給RW（低脈沖，寫入數(shù)據(jù)），此時(shí)第一位密碼就修改成功了。然后按下第二位密碼，按下“設(shè)置”，依次設(shè)置8位密碼。</p><p>　　當(dāng)密碼設(shè)置完成后，RO=0，CE=0，RW=1（寫

37、入禁止），為正常工作狀態(tài)。</p><p><b>　　復(fù)位</b></p><p>　　復(fù)位功能包括手動(dòng)復(fù)位和自動(dòng)復(fù)位。</p><p>　　手動(dòng)復(fù)位：清除輸入密碼，將所有寄存器歸零。則將74161、74164、74123、7474的清零端全部接在一起，復(fù)位鍵（RS）按下，GAL清零端CLR輸出一個(gè)低電平脈沖，方程為：CLR=！RS。<

38、/p><p>　　自動(dòng)復(fù)位：如解鎖完畢（即密碼輸入完成后，按下“ENT” ），開鎖或報(bào)警后，所有寄存器清零。若將方程寫成CLR=！ENT，此時(shí)是組合邏輯輸出，一按下“ENT”，就復(fù)位了，此時(shí)報(bào)警結(jié)果還沒輸出，74164全零輸入，則肯定會(huì)報(bào)警，失去密碼鎖判斷的意義。所以復(fù)位一定在正確解鎖后開始，可以借助GAL內(nèi)部的觸發(fā)器來完成這個(gè)功能：CLR.D=！ENT。GAL的時(shí)鐘任為555的輸出時(shí)鐘，幾hz的脈沖。則在開鎖后幾百

39、ms后復(fù)位，開鎖是個(gè)瞬時(shí)動(dòng)作即可。</p><p>　　為方程式的簡潔，復(fù)位方程可表示為：CLR.D=!(ENT#RS),此時(shí)手動(dòng)復(fù)位稍有延遲（ms級(jí)），在實(shí)際應(yīng)用中，延時(shí)是完全可以忽略的。</p><p>　　整體電路和整機(jī)元件清單</p><p><b>　　整體電路</b></p><p><b>　　見

40、附錄</b></p><p><b>　　所用元件清單</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)除了老師建議的一些芯片，我還使用了少量其他數(shù)字芯片，完成了要求外的一些指標(biāo)，使用的芯片如下：</p><p>　　表4-1 所用元件清單</p><p>　　電容、電阻、發(fā)光二極管、導(dǎo)線若干，面包板一塊。</p&g

41、t;<p><b>　　五、程序清單</b></p><p>　　設(shè)計(jì)中使用2片GAL16V8，第一片主要用于譯碼，第二片主要用于控制。</p><p><b>　　第一片GAL</b></p><p>　　功能：鍵盤解碼，產(chǎn)生時(shí)序電路需要的CP及CP2</p><p><b&g

42、t;　　管腳連接及命名：</b></p><p>　　Name KEY-CODE-2 ;</p><p>　　Partno ;</p><p>　　Revision 1 ;</p><p>　　Date 2009-9-2

43、3 ;</p><p>　　Designer ZHUZI ;</p><p>　　Company Altium Limited ;</p><p>　　Assembly ;</p><p>　　Location ;</p&g

44、t;<p>　　Device G16v8 ;</p><p>　　Format ;</p><p>　　PIN[1,11]=[CLK,OE];</p><p>　　/** Inputs **/</p><p>　　Pin [2,3,4,5,6,7,8,9,12

45、,13] = [A0,A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,A8,A9] ;</p><p>　　/** Outputs **/</p><p>　　PIN[19,18,17,16]=[D3,D2,D1,D0];</p><p>　　PIN[14,15]=[CP2,CP];</p><p>　　/** D3 D2 D1 D0 OUT

46、PUT KEYCODE,CP OUTPUT CLOCK,F NO USE ***/</p><p>　　D3=A0#A8#A9;</p><p>　　D2=A4#A5#A6#A7;</p><p>　　D1=A0#A2#A3#A6#A7;</p><p>　　D0=A1#A3#A5#A7#A9;</p><p>　　C

47、P.D=D0#A0#A2#A4#A6#A8;</p><p><b>　　CP2=!CP;</b></p><p>　　/*******END********/</p><p><b>　　第二片GAL</b></p><p>　　功能：處理密碼比較結(jié)果、延時(shí)判斷處理、控制28C64的讀寫操作、開鎖

48、和報(bào)警輸出、電路復(fù)位</p><p><b>　　管腳連接及命名：</b></p><p>　　Name : GAL23;</p><p>　　Date : 2009-9-27;</p><p>　　Revision : 1.3 ;</p><p>　　Designer : Z

49、HUZI;</p><p>　　Company : NJUPT;</p><p>　　/******INPUT********/</p><p>　　PIN[1,11]=[CLK,OE];</p><p>　　PIN[2,3,4,5]=[A,B,C,D];</p><p>　　PIN 6=ENT;</p>

50、<p><b>　　PIN 7=RS;</b></p><p>　　PIN 8=SET;</p><p><b>　　PIN 9=OT;</b></p><p>　　PIN 14=KIN; </p><p>　　/******OUTPUT******/</p><p

51、>　　PIN[19,18]=[RO,RW]; </p><p>　　PIN[17]=CON; </p><p>　　PIN[16]=CLR;</p><p>　　PIN[13]=SUC; </p><p>　　PIN[12]=FAL;</p><p>　　PIN[15]=F2;

52、 </p><p>　　/******EQUATIONS*****/</p><p>　　T=A&B&C&D; </p><p>　　F1=!T&ENT&OT; </p><p>　　F2.D=!OT&KIN; </p><p>　　CLR.D=

53、!(RS#ENT#FAL); </p><p>　　RO=SET; </p><p>　　RW=!SET; </p><p>　　SUC=ENT&T&OT; </p><p>　　FAL=F1#F2; </p><p><b>　　CON=S

54、ET;</b></p><p>　　/******END ****/</p><p><b>　　測試與調(diào)整</b></p><p><b>　　10進(jìn)制數(shù)字輸入</b></p><p>　　測試：先復(fù)位，再按住數(shù)字鍵，用示波器檢測第一片GAL的19~16腳，按住數(shù)字鍵“0”，檢測到D0

55、D1D2D3=0101,則譯碼正確，以此類推，輸入0~9，GAL輸出全部測試正確。</p><p><b>　　CP脈沖</b></p><p>　　測試：將CP接到示波器一個(gè)通道觀察，在有鍵按下時(shí)，觀察到脈沖。且看到七段數(shù)碼管得數(shù)字加1，則計(jì)數(shù)與顯示部分沒有問題。</p><p><b>　　密碼比較</b></p

56、><p>　　用編程器在ROM中起始的8個(gè)單元寫入原始密碼：0X00,0X07,0X00,0X04,0X00,0X04,0X00,0X02。</p><p><b>　　測試：</b></p><p>　　1. 復(fù)位后，依次輸入正確密碼（07040402），用示波器觀察第一片7485的第6腳，若全為高，則正確，8位密碼輸入完畢后，測試74164的移

57、存輸出腳，若全為1，則正確。</p><p>　　2. 輸入錯(cuò)誤密碼07040400，7485在輸入錯(cuò)誤密碼后，輸出為0，且8位輸入完畢后，74164的輸出管腳中，第三腳為0，其余為1。則電路沒有問題。</p><p><b>　　延時(shí)判斷</b></p><p><b>　　測試：</b></p><

58、p>　　用示波器觀察74123的輸出管腳第13腳，復(fù)位時(shí)，輸出為0，當(dāng)有鍵按下，輸出跳變?yōu)?，并保持。15秒內(nèi)無鍵按下，則輸出跳變?yōu)?，在15秒內(nèi)有鍵按下，則輸出一直保持高電平。</p><p>　　用示波器測試7474的輸出管腳第5腳，復(fù)位時(shí)，輸出為0，當(dāng)有鍵按下，輸出跳變?yōu)?，一直保持。</p><p>　　則延時(shí)電路沒有問題。</p><p>　　程序測

59、試（整體測試）</p><p>　　按下“復(fù)位”鍵，看到數(shù)碼管立即顯示為0，用示波器測試74161、74164、74123、7474的輸出端全為低電平。說明手動(dòng)復(fù)位功能正常。</p><p>　　輸入正確密碼07040402后，按下“ENT”，看到綠燈閃，幾百毫秒后，綠燈熄滅，數(shù)碼管顯示為0；輸入錯(cuò)誤密碼07040400后，按下“ENT”，看到紅燈閃，幾百毫秒后，紅燈熄滅，數(shù)碼管顯示為0。

60、</p><p>　　說明密碼判斷正確，且自動(dòng)復(fù)位功能正常。</p><p>　　復(fù)位后，按下第一位密碼0，不再按任何鍵，15秒后，紅燈閃，幾百毫秒后，紅燈熄滅，數(shù)碼管顯示為0。說明延時(shí)判斷正確，并能報(bào)警，且能自動(dòng)復(fù)位（程序CLR.D=!(RS#ENT#FAL)）。</p><p>　　CON置為高電平，先按下想要設(shè)置的密碼的第一位7，然后復(fù)位，按下“SET”，再輸

61、入第二位密碼7，按下“SET”，依次再輸入后6位密碼777777。輸入完畢，將28C64插到編程器，執(zhí)行“READ”命令，查看ROM的存儲(chǔ)內(nèi)容，前8個(gè)存儲(chǔ)單元內(nèi)容為77777777，則密碼修改成功。也可在電路中再次輸入設(shè)定的新密碼，若輸入完畢后，綠燈亮，則新密碼設(shè)置成功。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)小結(jié)</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)任務(wù)完成

62、情況</b></p><p>　　幾大指標(biāo)：10進(jìn)制鍵盤輸入</p><p>　　密碼正確輸入時(shí)開鎖，錯(cuò)誤時(shí)報(bào)警</p><p>　　輸入數(shù)字間隔小于15S時(shí)報(bào)警，并復(fù)位</p><p><b>　　手動(dòng)和自動(dòng)復(fù)位</b></p><p><b>　　修改密碼</b&g

63、t;</p><p>　　全部完成，且界面友好，加上輸入次數(shù)和正在修改密碼位數(shù)的顯示，更加人性化，</p><p><b>　　問題及改進(jìn)</b></p><p>　　問題1：測試時(shí)74123輸出不穩(wěn)定，時(shí)有跳變</p><p>　　原因：電源雜波較大，對(duì)電路的正常工作有較大干擾</p><p>

64、　　改進(jìn)：在74123的電源和地之間并接一個(gè)較大的電解電容（220u）。</p><p>　　注：用示波器觀察電源電壓，能明顯看到很嚴(yán)重的雜波，則會(huì)引起數(shù)字電路工作異常，就會(huì)出現(xiàn)意想不到的錯(cuò)誤，因此，為提高電路的穩(wěn)定性和可靠性，在電路的電容和地之間應(yīng)多加電容進(jìn)行濾波。</p><p>　　問題2：修改密碼時(shí)，每輸入一位密碼后，都要按下“ENT”鍵，操作不方便</p><

65、p>　　原因：GAL不能像高級(jí)編程器件那樣，只能寫入簡單的邏輯。用GAL不能達(dá)到28C64的復(fù)雜時(shí)序要求</p><p>　　改進(jìn)辦法：1.不用GAL，換用其他稍高檔次的芯片如CPLD和單片機(jī)。</p><p>　　2.借助其他外圍輔助硬件電路</p><p>　　因這次課程設(shè)計(jì)時(shí)間和所供應(yīng)材料有限，問題沒能徹底解決。</p><p>

66、　　問題3：硬件電路繁瑣、作品性價(jià)比太低</p><p>　　原因：用GAL16V8實(shí)現(xiàn)密碼鎖，所用器件和實(shí)現(xiàn)方法在報(bào)告中已經(jīng)十分詳盡。</p><p>　　讓我們對(duì)比一下，若用單片機(jī)STC89C51來實(shí)現(xiàn)密碼鎖功能：</p><p><b>　　大致電路圖如下：</b></p><p>　　電路合理性對(duì)比：本次設(shè)計(jì)采用

67、2片GAL，增加了編程和調(diào)試難度；還使用了EEROM這種高性能存儲(chǔ)芯片，但僅用來存儲(chǔ)8位密碼，利用率極低；繁雜的其他硬件輔助電路（多達(dá)10片集成芯片），增加了電路設(shè)計(jì)的成本和裝配困難（裝配要求沒有飛線，讓這么多集成模塊裝配在一塊面包板上，確實(shí)讓人絞盡腦汁）。而若采用單片機(jī)，電路連接將變得十分簡單，一片MCU，和4*4的鍵盤，再附加一個(gè)顯示用的數(shù)碼管，功能的實(shí)現(xiàn)都集中在編程上，在軟件輔助下在可實(shí)現(xiàn)在線調(diào)試，這將提高編程效率。</p&

68、gt;<p>　　性價(jià)比對(duì)比：據(jù)實(shí)驗(yàn)室老師講一片GAL16V8的市場價(jià)格為4.5元，一片AT28C64的市場價(jià)格為10元，外圍還有好多芯片，暫且不算。而低檔的通用單片機(jī)STC89C51才7元一片。資源卻很豐富，有4K的flash,外圍幾乎不需要其他數(shù)字芯片，成本極大的降低了。</p><p>　　升級(jí)功能對(duì)比：GAL的資源少，不能用于復(fù)雜時(shí)序處理和較多的外圍電路控制，外圍電路眾多，電路設(shè)計(jì)成功后，想

69、要升級(jí)難度很大。而單片機(jī)資源多，管腳多，控制靈活，在硬件不變時(shí)，只要修改單片機(jī)程序，還能實(shí)現(xiàn)其他功能的擴(kuò)展，可維護(hù)性和可修改性極強(qiáng)，升級(jí)容易。</p><p>　　改進(jìn)方法：不限制器件范圍，讓大家自由發(fā)揮，提供更多芯片，給大家選擇余地。</p><p><b>　　心得體會(huì)</b></p><p>　　在此次課程設(shè)計(jì)中，我對(duì)數(shù)字電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流

70、程有了更深入的認(rèn)識(shí)。以前在學(xué)數(shù)字電路時(shí)，對(duì)計(jì)數(shù)器、比較器、GAL、EEPROM等器件只有初泛的認(rèn)識(shí)。而做一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)，就必須對(duì)這器件嫻熟和靈活運(yùn)用。書本上的相關(guān)知識(shí)也是有限的，那就只能上網(wǎng)、查閱其他相關(guān)資料了。當(dāng)然最有用的資料是芯片的數(shù)據(jù)手冊(cè)本身。而手冊(cè)都是英文的，找到自己想要的知識(shí)點(diǎn)也是不容易的。</p><p>　　在設(shè)計(jì)電路時(shí)，老師給了很多指導(dǎo)，為我們點(diǎn)明了思路，給了我們很大幫助。想要做出一般指標(biāo)，就根據(jù)老

71、師說的王下打，還是很容易的，。但要做的好一些，實(shí)現(xiàn)更多的功能，最大限度的利用已有的硬件資源還是不易的。要自己去摸索，去研究。</p><p>　　比如自動(dòng)復(fù)位老師沒講怎么實(shí)現(xiàn)，用GAL的組合邏輯功能根本不能實(shí)現(xiàn)，復(fù)位必須出現(xiàn)在開鎖判斷之后，不能同時(shí)進(jìn)行，有人說用74123觸發(fā)器 ，我仔細(xì)思考GAL的功能，發(fā)現(xiàn)用內(nèi)部的觸發(fā)器就能實(shí)現(xiàn)了，加個(gè)時(shí)鐘，程序里多個(gè)“.D” (CLR.D=!(RS#ENT#FAL)) ，就搞

72、定了。</p><p>　　比如想實(shí)現(xiàn)修改密碼的功能，老師是作為一個(gè)擴(kuò)展指標(biāo)來看的。我看了28C64的手冊(cè)就覺得還是能做出來的，手冊(cè)上寫它能在5V的電壓下進(jìn)行讀和寫，但怎么讓它和GAL連接（直接連接會(huì)影響開鎖功能），怎么控制它的時(shí)序，需要自己去思考。連接，我想到用CD4066模擬開關(guān)來隔離（好在以前有些積累，自己有私藏的片子），時(shí)序也是慢慢寫程序調(diào)試，多次試驗(yàn)。試驗(yàn)也遇到很多困難，就因?yàn)闊龎?片GAL（操作失誤：

73、選片子沒選對(duì)），等換片子中間浪費(fèi)了很多時(shí)間。然后自己設(shè)計(jì)的電路，在修改密碼時(shí)，時(shí)序再嚴(yán)格，里面的東西怎么也改不了，問了很多老師，老師也說沒試過，只能靠自己去試了。再驗(yàn)收的那天下午，終于找到一個(gè)老師，他說：“現(xiàn)在不能確定是你的時(shí)序問題還是片子本身的問題，我這邊有一堆片子，你自己拿去再試試！”于是拿著老師給的5個(gè)片子，我分別接入電路試驗(yàn)，幾乎在絕望的邊緣，還真是有一片28C64能修改數(shù)據(jù)，只有那一片。那種喜悅，可以說不能用語言來表達(dá)了，熬了