УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ КОДОВЫМ ЗАМКОМ

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра ЭПУ

курсовой проект

по дисциплине «ЦИФРОВАЯ СХЕМОТЕХНИКА»

Тема: Устройство управления кодовым замком.

Студент гр. 9000
Преподаватель		Ухов А. А.

Санкт-Петербург

2016

ЗАДАНИЕ

на курсовой проект

Студент

Группа

Тема проекта: Устройство управления кодовым замком.

Исходные данные:

Цифровая схема устройства опрашивает с защитой от дребезга 12 кнопок – цифровые 0…9, «сброс», кнопку «открыть». Код вводится последовательным нажатием 3-х кнопок с цифрами. Нажатие любой кнопки подает на соответствующий вход схемы уровень лог. «0».

Для открытия замка требуется ввести 3 цифры и нажать на кнопку «открыть».

Если код введен верно, на выход управления замком подается уровень лог. «1» на 10 секунд. Если код введен неверно, включается индикатор ошибки (логической единицей на соответствующем выходе).

Три неверно введенных кода подряд блокируют устройство на минуту. При ошибке ввода, если еще не была нажата кнопка «открыть», можно начать ввод заново, нажав кнопку «сброс».

Код программируется путем установки в одно из положений каждого из группы 4-х галетных переключателей (у каждого – 10 положений).

Тактирование устройства – от внешнего генератора на произвольную частоту.

Содержание пояснительной записки:

«Содержание», «Введение», «Заключение», «Список использованных источников».

Предполагаемый объем пояснительной записки:

Не менее страниц.

Дата выдачи задания:

Дата сдачи курсового проекта:

Дата защиты курсового проекта:

Студент
Преподаватель

Аннотация

Summary

.

содержание

	ВВЕДЕНИЕ	6
1.	СХЕМА УСТРОЙСТВА	7
1.1.	Схема защиты от дребезга	7
1.2.	Схема защиты от дребезга десяти кнопок	7
1.3.	Схема шифратора	8
1.4.	Схема кнопок «ОТКРЫТЬ» и «СБРОС»	9
1.5.	Схема конвертации длины импульса в 10 секунд	9
1.6.	Схема подсчета количества неправильных вводов	10
1.7.	Схема конвертации длины импульса в 60 секунд	11
1.8.	Схема блокировки замка при трех неправильных вводах	12
1.9.	Схема устройства управления кодовым замком	12
2.	ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ	15
2.1.	Тактовые диаграммы	15
	ЗАКЛЮЧЕНИЕ	19
	СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ	20

введение

1. Схема Устройства

1.1. Схема защиты от дребезга

Ниже приведена схема защиты от дребезга. На ней присутствует три входа: CLK – вход тактирования; CKE – вход разрешения; nRST – вход сброса; IN – входной сигнал. В общей схеме данная схема называется – «DREBEZG».

Рис. 1. – Схема защиты от дребезга.

2. Схема защиты от дребезга для десяти кнопок.

Данная схема защиты от дребезга для 10 кнопок ничем не отличается принципом работы от прошлой схемы. Данный блок носит название «BUTTONSOUT» в общей схеме.

Рис. 2. – Схема защиты от дребезга 10 кнопок.

2. Схема шифратора.

Данная схема нажатую кнопку (десятичное число) переводит в четырех-разрядное двоичное число, соответсвующее десятичному. В общей схеме данный блок носит название «SHIFR».

Рис. 3. – Схема шифратора.

Рис. 4. – Тактовая диаграмма работы блока «SHIFR».

2. Схема кнопок «ОТКРЫТЬ» и «СБРОС».

Данная схема контролирует нажатие кнопок «ОТКРЫТЬ» и «СБРОС», так чтобы при нажатии «ОТКРЫТЬ» на выход подавалась лог. «1», и замку было разрешено обрабатывать введенный код, а при нажатии «СБРОС» на выход подавался лог. «0». При нажатии обеих кнопок на выход подается лог. «0». В общей схеме данный блок носит название «OPRE».

Рис. 5. – Схема кнопок «ОТКРЫТЬ» и «СБРОС».

Рис. 6. – Тактовая диаграмма работы блока «OPRE».

2. Схема конвертации длины импульса в 10 секунд.

Данная схема увеличивает длительность входящего импульса на 10 секунд. В схеме имеется синхронный счетчик 74163, на который подает входной сигнал с входа «IN», счетчик тактируется от внешней частоты схемы. Схема работает так, что счетчику разрешено считать, когда на него подана лог. «1» с импульса «IN», и запрещено считать, когда счетчик досчитал до 10. При достижении 10 счетчику запрещается считать и загружать число. В общей схеме данный блок носит название «PROBA».

Рис.7. – Схема конвертации длины импульса в 10 секунд.

Рис. 8. – Тактовая диаграмма работы блока «PROBA».

2. Схема подсчета количества неправильных вводов.

Данная схема считает количество входящих импульсов. Задача выполняемая данной схемой является счет количества неправильных вводов кода на замке. Если ввели код неправильно три раза, то на выход подается лог. «1». В схеме присутсвует схема делителя частоты на 10 – «FDIV10». В общей схеме данны блок носит название «3IMPULSE».

Рис. 9. – Схема подсчета количества неправильных вводов.

2. Схема конвертации длины импульса в 60 секунд.

Данная схема работает как схема «PROBA» только увеличивает длительность входящего импульса на 60 секунд. Счетчик в данной схеме конвертирует длительность импульса в 6 секунд. Для получения 60 был поставлен делитель частоты на 10, дабы для счетчика такт приходил каждые 10 секунд. В итоге получается, что при внешнем тактировании по 1 секунде на выходе схемы получим импульс в 60 секунд. В общей схеме данный блок носит название «PROBA60».

Рис. 10. - Схема конвертации длины импульса в 60 секунд.

Рис. 11. – Тактовая диаграмма работы блока «PROBA60».

2. Схема блокировки замка при трех неправильных вводах.

Данная схема нужна для блокировки ввода кода на замке. После трех неудачных попыток с входа «ENABLE» приходит лог. «1» и при нажатых кнопках на формируется лог. «0». В общей схеме данный блок называется «ENABLE».

Рис. 12. – Схема блокировки замка при трех неправильных вводах.

2. Схема устройства управления кодовым замком.

Данная схема является общей схемой курсового проекта, в которой заложены ранее расмотренные блоки. Сигнал подается с трех наборов кнопок N[9..0], так как нужно ввести трехзначный код. Сигналы с этих кнопок проходят защиту от дребезга в блоке «BUTTONSOUT», откуда дальше идут на шифратор «SHIFR» и переводятся в двоичное четырех-разрядное число. Затем введенные числа сравниваются на компараторах. В данной схеме правильным кодом является 999.

Рис. 13. – Общая схема устройства управления кодовым замком.

Если введенные числа на всех трех компараторах правильные, то сигнал обрабатывается дальше с помощью кнопок «ОТКРЫТЬ», если надо открыть замок и «СБРОС», если надо сбросить, введенное число, и заново начать вводить. После этого сигнал проходит через блок «PROBA», где формируется 10-секундный импульс, так как по заданию при правильном наборе на выход управления замком подается уровень лог. «1» на 10 секунд. В итоге загорается индикатор «CORRECT» на 10 секунд.

При неверно введенном коде с трех компараторов сигнал объединяется с помощью OR6 и обрабатывает дальше с помощью кнопок «ОТКРЫТЬ», если надо открыть замок и «СБРОС», если надо сбросить, введенное число, и заново начать вводить. При нажатии кнопки «ОТКРЫТЬ» загорается индикатор «INCORRECT», а если код введен неправильно три раза подряд то загорается индикатор «BLOCKED» и блокирует замок на 60 секунд, подавая лог. «1» на вход блока «ENABLE», тем самым схема не будет реагировать на нажатие кнопок 60 секунд.

2. ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

2.1. Тактовые диаграммы.

На приведенных рисунках показана работа схемы кодового замка при разных случаях и последним комбинированом.

Случай №1: демонстрации работы исправности ввода кнопки «OPEN» - ОТКРЫТЬ, ввод неправильного кода, а затем правильного.

Рис. 14. – Тактовая диаграмма демонстрации работы кнопки «OPEN».

Случай №2: демонстрация кнопки «RESET» - СБРОС, демонстрация работы этой кнопки при правильном коде и при неправильном.

Рис. 15. – Тактовая диаграмма демонстрации кнопки «RESET».

Случай №3: демонстрация блокировки замка и последующего импульса на выходе «BLOCKED» в 60 секунд.

Рис. 16. – Тактовая диаграмма демонстрации блокировки замка.

Случай №4: демонстрация объединения всех возможностей данной схемы устройства кодового замка.

Рис. 17. – Тактовая диаграмма демонстрации всех возможностей кодового замка.

заключение

список использованных источников

1. Цифровая схемотехника, методические указания по проведению лабораторных занятий, внутренняя рабочая версия, каф. ЭПУ. Санкт-Петербург 2016.