14位二进制数字密码锁设计方案 毕业设计.doc

14位二进制数字密码锁设计方案 摘要: 数字密码锁的基本原理是，通过寄存器存储预置密码，输入密码后将数据寄存在另外的寄存器中。然后分别将预置密码与输入密码通过比较器比较，如果相同，锁被打开，否则，不能打开。 本方案的以以上原理为基础，通过门电路与触发器的辅助，实现了预置密码，验证密码，修改密码的功能。 关键字：数字 密码锁 功能描述： 假设设计的密码锁有7个数据输入键，分别用K1到K7表示；一个“确认键”（按一下确认键，密码锁内部就产生一个正脉冲），用CLK_AFFIRM表示；一个“重置和修改密码使能键”，用S/W表示；一个开锁状态指示灯GREENLED；一个密码输入错误报警器REDLED. 密码预置。未使用过的密码锁初始状态为“打开”，内部密码为随机数，故使用前必须进行密码预置。通过按键将S/W调为“1”，密码锁进入密码预置模式，按照K1~K7→确认键→K1~K7→确认键的顺序输入想要设置的密码，其中K1~K7表示的意思是，给K1到K7赋值，赋值顺序可任意改变，但一旦按下确认键，K1到K7分别对应的数值便不可改变。整个过程中只要按下两次确认键，密码预置便成功完成。 密码验证。通过按键将S/W调为“0”，密码锁进入密码验证模式。按照K1~K7→确认键→K1~K7→确认键的顺序输入密码，如果密码与预置的密码（如果修改过密码，则与最后一次修改成功后的密码）相匹配，开锁指示灯GREENLED变亮，同时锁子被打开。如果没反应，需要重新输入密码，但是输入密码的次数最多为3次，如果3次都输入了错误密码，那么错误报警器REDLED就会报警，如果继续输入了正确密码，报警器就会解除警报。 密码修改。用户必须提供正确的密码后方能进入密码修改模式，否则，修改无效。如果用户通过了密码验证，那么此时将S/W调为“1”便可顺利进入密码修改模式。修改密码过程与重置类似，即按照K1~K7→确认键→K1~K7→确认键的顺序输入更改后的密码，便可顺利完成密码的修改。 电路设计： 电路原理图 原理图分析 主要部分为寄存器与比较器构成。其中R1与R2分别存储预置密码或修改密码的低七位与高七位；R3和R4分别寄存输入密码的低七位与高七位。下面主要介绍一下各个模块的功能实现。 确认键CLK_AFFIRM与预置或密码修改使能键S/W的功能实现。确认键每按下一下产生一个正脉冲，作为R1，R2或R3，R4的时钟，实现数据读入相应寄存器的功能。S/W为“1”时，R3与R4被锁死，无法输入密码；同时与其相连的下面那个与门打开，确认键的信号便能顺利进入⑥中的与门，为密码锁进入预置或密码修改模式提供必要条件。S/W为“0”时，R1与R2被锁死，R3,R4被打开，确认信号只能进入R3与R4，密码锁进入密码验证模式。 由四位减计数器组成，时钟输入为R3与R4的时钟信号，可记录在密码验证过程中用户共按了几下确认键，间接记录密码输入次数。当用户连续3次输入错误的密码时，计数器由1111计到1010，此时QA’·QB·QC’由0变为1，相当于一个上升沿，作为④中上面那个D触发器的时钟信号，使该触发器输出1，此时如果密码仍不匹配，即与REDLED相连的与门另一个输入端也为1，那么输出REDLED为1，启动报警装置。如果在3次之内输入了正确密码，③中或非门的输入有1，输出为0，对计数器清零操作。 在②中已介绍。 当验证密码通过时，比较器输出为1，在⑤中的与非门使能的情况下，最终输入到④中下面的D触发器的时钟端的信号经历了由0到1的变化，相当于时钟上升沿，D触发器被打开，输出为1，开锁指示灯GREENLED变亮，同时锁被打开。 ②中计数器的QA端对时钟进行了二分频，即对S/W=0的情况下的确认信号进行了二分频，亦即QA经历一个周期说明用户完成了一次完整的密码输入。也可以说QA=0的期间都对应用户刚输入了一次完整的密码。所以在QA=0的情况下，再让后面的电路判断密码的匹配情况并做相应操作，就避免了用户输入密码的过程中就偶然的打开了锁的情况。 该模块实现进入密码修改模式前用户是否提供了正确的密码验证的检验功能。若密码验证通过，该模块中的D触发器的D端就为0，此时如果用户试图进入密码修改模式，即将S/W由0改变成了1，D触发器使能，将D的值送到Q端，此时QN为1，接入该模块中的与门后将与门打开，允许确认信号进入R1，R2，也就是进入了密码修改模式。否则，如果密码不匹配，D=1，S/W由0变1后，QN=0，将与门锁死，确认信号无法进入R1与R2，也就无法进入密码修改模式。即使按照修改密码的步骤操作，修改的密码也是无效的。 该模块是对S/W取非后接入与GREENLED相连的触发器清零端。及当S/W为1时，对GREENLED触发器清零，密码锁上锁。实现在修改密码过程中维持密码锁为关闭的状态。同时可见，