Thiết kế hệ thông khóa điện tử có mã hóa

Mạch khoá có thể là bất kỳ hệ thống bật/tắt điện nào.Khi đầu ra P=Q của bộ so sánh có mức logic 1,nếu ta nhấn phím OPEN sẽ tác động đưa ra một mức logic 1 vào mạch khoá,mức này sẽ mở nguồn cung cấp cho khoá làm việc làm khoá mở,để đóng khoá ta cần thay đổi số nhập vào khác Password và nhấn vào CLOSE,lúc này mức logic 0 sẽ đóng nguồn cung cấp cho khoá,khoá sẽ đóng.Như vậy trạngthái đóng là trạng thái ổn định của khoá.Từ đó ta có sơ đồ nguyên lý điều khiển chức năng trên như hình vẽ(Hình 19).

pdf30 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Lượt xem: 2068 | Lượt tải: 2download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Thiết kế hệ thông khóa điện tử có mã hóa, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
1 Lêi nãi ®Çu Trong lÜnh vùc §iÖn tö vµ Th«ng tin,Kü thuËt sè ®ãng vai trß v« cïng quan träng.Do ®ã viÖc t×m hiÓu vµ nghiªn cøu vÊn ®Ò ®ã lµ rÊt cÇn thiÕt ®èi víi sinh viªn Khoa §iÖn tö. §å ¸n m«n ThiÕt kÕ m¹ch Logic sÏ gióp sinh viªn khoa §iÖn tö viÔn th«ng n¾m v÷ng ®­îc kiÕn thøc vÒ Kü thuËt sè,kh¶ n¨ng tù t×m tßi nghiªn cøu c¸c hÖ thèng sè .Sö dông c¸c kiÕn thøc vÒ Kü thuËt sè logic cã thÓ thùc hiÖn nhiÒu bµi to¸n cã tÝnh øng dông thùc tiÔn cao. §å ¸n cña em lµ bµi to¸n thiÕt kÕ HÖ Thèng Kho¸ Cã M· Ho¸ dùa trªn c¸c nguyªn lý Kü thuËt sè logic c¬ b¶n.§©y míi chØ lµ nh÷ng b­íc thiÕt kÕ hÖ thèng trªn c¬ së lý thuyÕt nªn sÏ kh«ng tr¸nh khái nh­ng sai sãt,hy väng em cã ®iÒu kiÖn cô thÓ ho¸ bµi to¸n h¬n n÷a . Em xin c¶m ¬n thÇy v× ®· cho em nh÷ng ý kiÕn rÊt quan träng ®Ó hoµn thµnh ®å ¸n nµy. Sinh viªn : NguyÔn ViÖt Hïng. 2 Môc lôc Lêi nãi ®Çu 1 Môc lôc 2 PhÇn I Giíi thiÖu chøc n¨ng hÖ thèng 3 PhÇn II S¬ ®å khèi vµ vËn hµnh hÖ thèng 1. S¬ ®å khèi 4 2. VËn hµnh hÖ thèng 4 PhÇn III Chøc n¨ng vµ nguyªn lý c¸c khèi 1. HÖ thèng phÝm vµ t¹o m· 6 2. Gi¶i m· 11 3. Ph©n kªnh 11 4. Chèt 17 5. HiÓn thÞ 19 6. ThiÕt lËp Password 20 7. So s¸nh 22 8. B¸o ®éng 24 9. Kho¸ 28 PhÇn IV KÕt luËn 29 PhÇn V S¬ ®å m¹ch cña toµn hÖ thèng PhÇn I : Giíi thiÖu chøc n¨ng hÖ thèng. 3 §©y lµ hÖ thèng bËt t¾t cã m· ho¸,®­îc sö dông trong c¸c hÖ thèng kho¸ cÇn tÝnh b¶o mËt cao.VÝ dô nh­: cöa cña mét c¨n hé,mét nhµ kho,mét hÖ thèng m¸y mãc ho¹t ®éng cÇn mang tÝnh riªng t­ hay b¶o mËt... Muèn më kho¸,th«ng qua bµn phÝm vµ ®Ìn hiÓn thÞ,ng­êi sö dông nhËp Password vµo vµ nhÊn phÝm më kho¸,kho¸ sÏ më.Muèn ®ãng kho¸ th× nhÊn vµo phÝm ®ãng.Ng­êi sö dông cã thÓ söa l¹i sè ®· nhËp b»ng c¸ch dïng c¸c phÝm sang ph¶i hay tr¸i ®Ó ®iÒu chØnh.Ng­êi sö dông chØ cã thÓ më kho¸ nÕu nhËp ®óng Password ®· ®­îc thiÕt lËp tr­íc ®ã.NÕu nhËp Password vµo 3 lÇn mµ kh«ng më ®­îc kho¸ th× hÖ thèng sÏ bÞ treo trong mét kho¶ng thêi gian 30 phót ®ång thêi hÖ thèng b¸o ®éng sÏ ®­îc kÝch ho¹t,nhê ®ã tÝnh b¶o mËt sÏ ®­îc n©ng cao.ViÖc thiÕt lËp Password cho kho¸ tuú thuéc vµo ng­êi sö dông,®¶m b¶o bÝ mËt vµ an toµn.ChØ cã thÓ thay ®æi Password nÕu ®· nhËp ®óng Password cò. PhÇn II : S¬ ®å khèi vµ vËn hµnh hÖ thèng. 4 1.S¬ ®å khèi: S¬ ®å khèi hÖ thèng ( H×nh 1 ) bao gåm 9 khèi,c¸c khèi cã nhiÖm vô vµ chøc n¨ng kh¸c nhau nh­ng cã liªn hÖ víi nhau qua c¸c tÝn hiÖu. 2.VËn hµnh cña hÖ thèng. Qua phÇn ph©n tÝch chøc n¨ng vµ s¬ ®å khèi cña hÖ thèng kho¸ cã m· ho¸ ta cã thÓ m« t¶ ho¹t ®éng cña hÖ thèng nh­ sau: Kho¸ ®ang ë tr¹ng th¸i ®ãng ,muèn më kho¸,nhê c¸c phÝm sè ta nhÊn vµo ®óng Password ®· thiÕt lËp tr­íc ®ã (password bao gåm 6 ch÷ sè bÊt kú trong kho¶ng tõ 0 ®Õn 9).Mçi lÇn nhÊn phÝm ®Ó nhËp sè,nã sÏ ph¸t ra mét m· cña phÝm ®ã ë d¹ng nhÞ ph©n,m· gåm 4 bit,m· nµy qua m¹ch gi¶i m· 7 khe,qua bé ph©n kªnh ®Ó ®­a tíi m¹ch chèt vµ tíi bé gi¶i m· 7 khe ®Ó hiÓn thÞ.TiÕp tôc nhËp vµo c¸c sè tiÕp,nhê cã bé ph©n kªnh nªn nã sÏ ®­îc hiÓn thÞ ë ®Ìn tiÕp theo vµ m· cña nã sÏ bÞ chèt ë mét m¹ch chèt t­¬ng øng,cø tiÕp tôc nhËp cho ®Õn hÕt m·.Khi phÝm H×nh 1 T¹o M· Gi¶i M· Ph©n Kªnh Chèt HiÓn ThÞ LËp Password So s¸nh Kho¸ B¸o §éng 5 OPEN ®­îc nhÊn nã xÐt tÝn hiÖu mang dÊu hiÖu so s¸nh tõ khèi So S¸nh,khèi nµy cã nhiÖm vô so s¸nh m· sè võa nhËp cã ®óng víi Password ®· thiÕt lËp kh«ng,nÕu sai mµ ng­êi sö dông tiÕp tôc nhÊn OPEN ®Õn 3 lÇn th× khèi B¸o §éng sÏ bÞ kÝch ho¹t,hÖ thèng b¸o ®éng sÏ kÐo dµi trong mét kho¶ng thêi gian 30 phót ,®ång thêi kho¸ sÏ bÞ treo.Sau kho¶ng thêi gian 30 phót ®ã hÖ thèng míi lµm viÖc b×nh th­êng.NÕu Password ®· ®­îc nhËp ®óng nhÊn phÝm OPEN m¹ch kho¸ sÏ më,kho¸ vÉn më mÆc dï lóc nµy ta thay ®æi d·y sè nhËp vµo kh¸c víi Password.Kho¸ chØ ®ãng khi ta nhÊn tiÕp phÝm CLOSE. Khi muèn thay ®æi Password ng­êi sö dông ph¶i nhËp vµo ®óng Password cò,khi ®· nhËp ®óng ,nhÊn vµo phÝm CODING vµ tiÕn hµnh nhËp m· míi.Gi¸ trÞ Password nµy sÏ ®­îc l­u khi ta nhÊn vµo phÝm SAVE. PhÇn III : Ph©n tÝch chøc n¨ng vµ nguyªn lý cña c¸c khèi . 6 1.HÖ thèng phÝm vµ t¹o m·. S¬ ®å cña bµn phÝm ®­îc bè trÝ trªn Panel nh­ sau: NhiÖm vô cña khèi T¹o M· chØ dïng ®Ó t¹o m· cho c¸c sè,trªn s¬ ®å bµn phÝm cã chøa c¸c phÝm ®iÒu khiÓn c¸c ho¹t ®éng cña hÖ thèng,c¸c phÝm nµy kh«ng cÇn t¹o m·, sÏ ®­îc xÐt ®Õn ë c¸c khèi kh¸c,vµ c¸c phÝm sè dïng ®Ó nhËp Password.C¸c phÝm cã chøc n¨ng ®iÒu khiÓn dïng ®Ó : khëi ®éng më/®ãng kho¸,lùa chän ®Ìn s¸ng hiÓn thÞ,thiÕt lËp Password. Tr­íc hÕt ta h·y xÐt thao t¸c nhÊn phÝm:C¸c phÝm lµ tËp hîp c¸c c«ng t¾c kiÓu tiÕp xóc c¬ khÝ,cã g¾n bé phËn ®µn håi do vËy mét chu tr×nh thùc hiÖn thao t¸c víi phÝm bao gåm c¶ nhÊn vµ nh¶ phÝm mµ phÇn tr­íc vµ sau nµy ta chØ gäi lµ thao t¸c nhÊn phÝm.NÕu xem c¸c c«ng t¾c cã sù tiÕp xóc tèt th× mçi lÇn nhÊn chØ lµ 1 qu¸ tr×nh bËt/t¾t,nÕu kÐm sÏ g©y ra nhiÒu chu tr×nh nhÊn vµ lµm hÖ thèng lµm viÖc kh«ng chÝnh x¸c.Mét ®Æc ®iÓm cña c¸c phÝm : c¸c phÝm lµ phÝm kÐp mµ ta sÏ xÐt trong c¸c khèi cô thÓ sau. SW PUSHBUTTON H×nh 2 0 321 4 6 85 7 9 Save CodingCloseOpen 7 Khèi T¹o M· dïng nhËp Password vµ t¹o m· cho c¸c sè:Trªn bµn phÝm cña hÖ thèng gåm 16 phÝm, trong ®ã cã 10 phÝm sè do vËy chØ cÇn 4 bit ®Ó m· ho¸ cho c¸c phÝm sè ®ã.Ta m· ho¸ c¸c phÝm sè theo b¶ng : PhÝm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 M· 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 Nh­ vËy c¸c phÝm tõ 0 ®Õn 9 ®­îc m· ho¸ thµnh nhÞ ph©n theo sè thËp ph©n. Mçi khi nhÊn 1 phÝm sÏ cã mét m· bµn phÝm ®­îc truyÒn lªn bus bµn phÝm ®­a tíi m¹ch chèt vµ hiÓn thÞ.Khi nhÊn phÝm ,thao t¸c ®ã kh«ng chØ t¹o m· c¸c sè mµ cßn cã t¸c ®éng ®iÒu khiÓn c¸c khèi kh¸c mµ ta sÏ xÐt ë sau(VÝ dô nh­ ®iÒu khiÓn khèi Ph©n Kªnh,khèi Chèt). §Ó t¹o m· c¸c phÝm nh­ b¶ng ,ta cã thÓ sö dông nhiÒu c¸ch,cã thÓ sö dông c¸c FF ®Ó m· ho¸: dïng 4 FF_JK ,mçi FF sÏ m· ho¸ 1 bit.Ta cã b¶ng tr¹ng th¸i cña FF_JK nh­ h×nh trang sau(H×nh 3),qua b¶ng ta nhËn thÊy FF sÏ truyÒn d÷ liÖu khi cã ®ét biÕn ©m vµo ch©n CLK cña nã. Lîi dông tÝnh chÊt ®ã ta cã thÓ t¹o nªn mét tæ hîp bit cho mçi lÇn nhÊn phÝm b»ng c¸ch nèi c¸c ch©n J,K cña c¸c FF c¸c møc ®iÖn ¸p thÝch hîp. K J Q FF JK 8 CP J K Q /Q Chó ThÝch §ét biÕn ©m 0 0 Q /Q Kh«ng ®æi §ét biÕn ©m 0 1 0 1 §ét biÕn ©m 1 0 1 0 TruyÒn DL §ét biÕn ©m 1 1 /Q Q §¶o 1 X X Q /Q 0 X X Q /Q Kh«ng ®æi Ta xÐt c¸ch t¹o m· cho sè 3 thËp ph©n: Khi phÝm sè 3 ®­îc nhÊn chÝnh lµ c«ng t¾c ®­îc bËt vµ t¾t t¹o nªn c¸c ®ét biÕn ©m ë ch©n CLK cña c¸c FF ,do c¸c ®Çu J,K ®· ®­îc nèi hoÆc lµ ®Êt hoÆc lµ +5V nªn khi ®ã c¸c ®Çu ra Q cña c¸c FF sÏ lµ møc logic t­¬ng øng.C¸c møc logic nµy t¹o thµnh 4 bit m· cña phÝm sè 3 lµ 0011 .Mét c¸ch t­¬ng tù ta cã thÓ t¹o m· cho c¸c phÝm kh¸c .Nh­ vËy,®Ó t¹o m· cho 10 phÝm sè cÇn mét ma trËn 4x10=40 Flip Flop JK .Tuy nhiªn c¸ch tæ chøc nµy kh«ng thùc tÕ ,trong viÖc thiÕt kÕ sö dông c¸c linh kiÖn th«ng th­êng tæ hîp 40 FF lµm kÝch th­íc m¹ch rÊt lín. H×nh 3 9 Mét gi¶i ph¸p thùc tÕ h¬n lµ thiÕt kÕ hoÆc sö dông mét m¹ch t¹o m· ­u tiªn(Priority Encoder):nÕu t¹i mét thêi ®iÓm cã thÓ cã nhiÒu ®Çu vµo ë møc tÝch cùc th× m¹ch sÏ t¹o ra m· cña ®Çu vµo ®­îc ­u tiªn t¹i thêi ®iÓm ®ã.Trong viÖc t¹o m· c¸c sè cña hÖ thèng nµy,sö dông IC ®· ®­îc thiÕt kÕ s½n thÝch hîp h¬n.Do ®ã ta sÏ dïng IC 74147 10 to 4 line Priority Encoder ,b¶ng tr¹ng th¸i cña nã(H×nh 4): 1 2 3 4 5 6 7 8 9 D C B A 1 1 1 1 1 1 1 1 1 X X X X X X X X 0 X X X X X X X 0 1 X X X X X X 0 1 1 X X X X X 0 1 1 1 X X X X 0 1 1 1 1 X X X 0 1 1 1 1 1 X X 0 1 1 1 1 1 1 X 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 IC 74147 cã 9 ®Çu vµo tõ 1 ®Õn 9 vµ 4 ®Çu ra A,B,C,D.Nh×n vµo b¶ng tr¹ng th¸i cña nã ta thÊy 4 ®Çu ra ph¶i nèi víi mét cæng ®¶o th× míi ®óng víi d¹ng m· c¸c sè mµ hÖ thèng yªu cÇu. Khi ®Çu vµo 1 cã logic 0,c¸c ®Çu vµo cßn l¹i cã logic 1 th× tÝn hiÖu ra øng víi tæ hîp bit 1110(DCBA ),nÕu cho qua cæng ®¶o sÏ lµ 0001 chÝnh lµ m· cña sè 1. Khi ®Çu vµo 5 cã logic 0,c¸c ®Çu 6,7,8,9 cã logic 1 th× tÝn hiÖu ra øng víi tæ hîp bit 1010,qua cæng ®¶o sÏ lµ 0101 chÝnh lµ m· cña sè 5. C¸c sè kh¸c còng t­¬ng tù,nh­ vËy ta chØ viÖc ghÐp nèi IC nµy víi hÖ thèng c¸c phÝm.Do t¸c ®éng phÝm lµ ®ãng ng¾t ,mçi khi cã thao t¸c nhÊn ®Çu ra cña IC sÏ cã tæ hîp m·,khi nh¶ phÝm tÝn hiÖu sÏ trë vÒ tr¹ng th¸i 0 ban ®Çu, yªu cÇu tÝn H×nh 4 10 hiÖu vµo cho c¸c LED hiÓn thÞ kh«ng bÞ mÊt ®i khi nh¶ phÝm ,cÇn ph¶i cã 1 m¹ch chèt tr­íc c¸c LED.Ta cã s¬ ®å tæ chøc t¹o m· cho c¸c sè(H×nh 5): C¸c m¹ch chèt chØ më nhËn m· cña phÝm nÕu cã sù kiÖn nhÊn phÝm,vµ ®ãng khi nh¶ phÝm. §Ó t¹o m· cho phÝm sè 0 ,v× tr¹ng th¸i æn ®Þnh ra cña khèi T¹o M· lu«n lµ 0000 nªn chØ cÇn t¹o phÝm mµ khi nhÊn sÏ më c¸c m¹ch chèt(xÐt ë khèi Chèt). §èi víi c¸c phÝm cã chøc n¨ng ®iÒu khiÓn : PhÝm OPEN dïng ®Ó ®iÒu khiÓn m¹ch më kho¸ sau khi ®· nhËp ®ñ Password.Muèn ®ãng kho¸ th× sö dông phÝm CLOSE. Hai phÝm sang ph¶i vµ sang tr¸i ®Ó ®iÒu khiÓn lùa chän vÞ trÝ sè cÇn nhËp,nhê ®ã dÔ dµng cã kh¶ n¨ng söa mçi khi nhËp sai Password.Hai phÝm nµy chÝnh lµ t¹o xung ®Õm thuËn vµ nghÞch cña mét bé ®Õm,nã sÏ cã chøc n¨ng ®iÒu khiÓn lùa chän ®Çu ra cña c¸c DEMUX cña khèi Ph©n Kªnh. VCC VCC 3 5 4 8 9 1 6 7 2 0 Khèi T¹o M· 1 2 1 2 1 2 4.7K 74147 1N 1 2N 2 3N 3 4N 4 5N 5 6N 6 7N 7 8N 8 9N 9 DN 10CN 11BN 12AN 13 1 2 4.7K 4.7K 4.7K4.7K H×nh 5 11 PhÝm CODING ®Ó thiÕt lËp l¹i Password ng­êi sö dông cÇn ph¶i nhËp ®óng Password,lóc ®ã phÝm nµy míi cã kh¶ n¨ng kÝch ho¹t më khèi cµi thiÕt lËp m·.Password muèn cã hiÖu lùc cÇn nhÊn vµo phÝm SAVE ®Ó ®ãng m¹ch cµi. Chøc n¨ng cô thÓ cña phÝm ®iÒu khiÓn ta sÏ xÐt ë c¸c khèi liªn quan. 2.Khèi Gi¶I M·. Khi nhÊn mét phÝm sè trªn bµn phÝm sè ®ã sÏ ®­îc hiÓn thÞ trªn c¸c ®Ìn hiÓn thÞ 7 khe,khèi gi¶i m· sÏ thùc hiÖn chøc n¨ng nµy,nã sÏ lµ khèi gi¶i m· nhÞ ph©n sang 7 khe. T¹i mçi thêi ®iÓm nhÊn phÝm nhËp chØ cã 1 tæ hîp 4 bit cÇn gi¶i m·,do vËy ®Ó hiÓn thÞ 6 LED chØ cÇn 1 bé gi¶i m· lµ ®ñ .Ta sö dông IC 7447 ®Ó thùc hiÖn viÖc nµy.B¶ng chuyÓn m· nh­ H×nh 6. øng víi bit 1 lµ khe s¸ng ng­îc l¹i sÏ tèi.Bèn ch©n vµo cho IC chÝnh lµ c¸c bit cña m· phÝm t­¬ng øng ®­îc lÊy tõ ®Çu ra IC 74147 cña khèi T¹o M·.7 ch©n ra cña IC kh«ng nèi trùc tiÕp LED 7 khe mµ qua khèi Ph©n Kªnh ®Ó cã thÓ gi¶i m· cho c¶ 7 LED. NBCD A b c d e f g 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 3.Khèi Ph©n Kªnh. V× hÖ thèng cã Password gåm 6 ch÷ sè mµ chØ dïng 1 gi¶i m· ,khèi gi¶i m· cã 7 tÝn hiÖu ra nªn cÇn ph¶i cã thªm khèi 7 DEMUX 8-1 ,vµ tr­íc mçi LED 7 khe H×nh 6 12 ph¶i cã mét m¹ch chèt 7 bit ®Ó chèt d÷ liÖu võa nhËp ®Ó cã thÓ hiÓn thÞ ®­îc tÊt c¶ ®ång thêi.CÇn ph¶i cã m¹ch chèt bëi nÕu kh«ng,sau mçi lÇn nhËp sè míi ,sè cò sÏ kh«ng hiÖn trªn LED(xÐt sau).Còng theo yªu cÇu cña hÖ thèng ®· ph©n tÝch,cã thÓ sö dông c¸c phÝm sang ph¶i vµ tr¸i ®Ó chän vÞ trÝ nhËp,khi nhËp xong 1 sè sÏ tù ®éng nh¶y sang LED tiÕp theo.C¸c chøc n¨ng nµy thùc hiÖn nhê viÖc ®iÒu khiÓn khèi Ph©n Kªnh . Khèi Ph©n Kªnh bao gåm 7 DEMUX vµ m¹ch ®iÒu khiÓn chän kªnh,s¬ ®å khèi: TÝn hiÖu ®Ó ®iÒu khiÓn chän ®Çu ra cho DEMUX chÝnh lµ mét bé ®Õm 6 thùc hiÖn,bé ®Õm nµy sÏ ®­îc thiÕt kÕ lµ thuËn nghÞch ®Ó trong qu¸ tr×nh nhËp cã thÓ sö dông c¸c phÝm sang ph¶i vµ tr¸i ®Ó ®iÒu khiÓn vÞ trÝ cÇn nhËp hoÆc söa.C¸c phÝm nµy võa t¹o xung ®Õm võa kÝch cho bé ®Õm lµ thuËn hay nghÞch.Bé ®Õm chän ph¶i lµ thuËn nghÞch ,ta sö dông vi m¹ch ®Õm cã s½n :®Õm 10 thuËn nghÞch,®ång bé vµ cã kh¶ n¨ng lËp tr×nh 74190 ®Ó x©y dùng bé ®Õm theo yªu cÇu.S¬ ®å cña vi m¹ch nh­ h×nh vÏ bªn. Chøc n¨ng cña c¸c ch©n IC: GN: Cho phÐp IC lµm viÖc ë møc tÝch cùc thÊp. §iÒu KhiÓn 7 DEMUX Tõ khèi gi¶i m· Tíi Khèi Chèt H×nh 7 VCC GND 74190 GN 1 LDN 2 DNUP 3 A 4 B 5 C 6 D 7 CK 8 QD 9QC 10QB 11QA 12 MNMX 13 RCON 14 13 Khi GN ë møc thÊp th× m¹ch sÏ ®Õm. DNUP(DOWN/UP): §iÒu khiÓn ®Õm thuËn nghÞch møc tÝch cùc thÊp. DNUP=0: §Õm thuËn DNUP=1: §Õm nghÞch C¸c ®Çu A,B,C,D thiÕt lËp tr¹ng th¸i ®Çu cho bé ®Õm khi ch©n LDN logic thÊp. LDN: N¹p c¸c tr¹ng th¸i ®Çu,møc tÝch cùc thÊp CLK: Xung nhÞp cho c¸c FF,t¸c ®éng b»ng s­ên d­¬ng. §©y lµ vi m¹ch ®Õm 10 nh­ng hÖ thèng chØ cÇn ®Õm 6 do ®ã cÇn ph¶i ®Æt l¹i tr¹ng th¸i ,qu¸ tr×nh ®Õm lµ ®Õm thuËn nghÞch nªn s¬ ®å ®Õm sÏ lµ: Khi ®Õm thuËn ph¶i dïng tr¹ng th¸i 6 t¹o tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn r xo¸ tÊt c¶ FF trë vÒ tr¹ng th¸i 0.Khi bé ®Õm ®ang ë tr¹ng th¸i 0101(5) khi cã xung ®Õm sÏ chuyÓn sang tr¹ng th¸i: 0101(5) -> 0110(6) víi bé ®Õm K=10 0101(5) -> 0000(0) víi bé ®Õm K=6 So s¸nh 0110 víi 0000 th× chØ kh¸c nhau 2 bit B vµ C nªn ta chØ cÇn thiÕt lËp l¹i hai FF B vµ C. Cßn khi ®Õm nghÞch ph¶i dïng tr¹ng th¸i 9 t¹o tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn r xo¸ tÊt c¶ FF trë vÒ tr¹ng th¸i 5.Khi bé ®Õm ®ang ë tr¹ng th¸i 0000(0) khi cã xung ®Õm sÏ chuyÓn sang tr¹ng th¸i: 0 1 8 2 3 4 5 6 7 9 H×nh 8 14 0000(0) -> 1001(9) víi bé ®Õm K=10 0000(0) -> 0101(5) víi bé ®Õm K=6 So s¸nh 1001 víi 0101 th× chØ kh¸c nhau 2 bit D vµ C nªn ta chØ cÇn thiÕt lËp l¹i hai FF D vµ C. V× c¶ ®Õm 6 thuËn vµ nghÞch nªn ph¶i x©y dùng tÝn hiÖu LOAD cho c¶ 2. S¬ ®å m¹ch : Khi ®Õm thuËn ®Õn tr¹ng th¸i 5 sang tr¹ng th¸i 6 bit OB vµ OC logic 1 nªn ®Çu ra cæng NOR logic 0 t¹o ®ét biÕn ©m cho ch©n LDN,bé ®Õm trë vÒ tr¹ng th¸i do c¸c bit A,B,C,D thiÕt lËp(0000),chÝnh lµ tr¹ng th¸i 0.Gi¶n ®å thêi gian: VCC VCC GND -> <- 74190 GN 1 LDN 2 DNUP 3 A 4 B 5 C 6 D 7 CK 8 QD 9QC 10QB 11QA 12 MNMX 13 RCON 14 NAND1 1 2 3 NAND2 1 2 3 NAND3 1 2 3 NAND4 1 2 3 NAND5 1 2 3 NOR 12 3 NAND6 1 2 3 H×nh 9 15 Khi ®Õm nghÞch ®Õn tr¹ng th¸i 0 sang tr¹ng th¸i 9 bit OA vµ OD logic 1 nªn ®Çu ra cæng NOR logic 0 t¹o ®ét biÕn ©m cho ch©n LDN,bé ®Õm trë vÒ tr¹ng th¸i do c¸c bit A,B,C,D thiÕt lËp.Do OC qua cæng ®¶o nèi víi C,OA nèi víi A nªn c¸c bit thiÕt lËp l¹i lµ 0101 chÝnh lµ tr¹ng th¸i 5.Gi¶n ®å thêi gian: Qua m¹ch cña bé ®Õm (H×nh 9) ta thÊy khi nhÊn phÝm -> sÏ ®Æt 1 møc logic 0 vµo ch©n DNUP ®ång thêi t¹o xung ®Õm,bé ®Õm sÏ ®Õm thuËn.Khi nhÊn phÝm <- sÏ ®Æt møc logic 1 vµo DNUP vµ còng t¹o xung ®Õm,bé ®Õm sÏ ®Õm nghÞch.TÝn hiÖu ra tõ 3 ch©n OA,OB,OC cña bé ®Õm ®­îc ®­a tíi ®iÒu khiÓn c¸c DEMUX. OA OB OC OD CLK OA OB OC OD CLK 16 DEMUX chän lµ IC 74151,s¬ ®å ghÐp nèi nh­ H×nh 10,7 tÝn hiÖu tõ khèi gi¶i m· ®­îc ®­a tíi 7 ®Çu vµo cña 7 DEMUX,7 tÝn hiÖu nµy ®­îc chän ®­a vµo m¹ch chèt nµo tuú thuéc vµo tæ hîp tÝn hiÖu cña bé ®Õm.NÕu ®Çu ra bé ®Õm lµ 000 th× c¸c ch©n D0 cã d÷ liÖu ra vµ m¹ch chèt thø nhÊt sÏ chèt d÷ liÖu tõ khèi gi¶i m· hiÓn thÞ trªn LED1. VCC DEMUX1 GND-> VCC <- DEMUX2 DEMUX3 DEMUX4 DEMUX5 DEMUX6 DEMUX7 Gi¶i m· NAND4 1 2 3 NAND6 1 2 3 NAND3 1 2 3 NAND5 1 2 3 NAND1 1 2 3 74190 GN 1 LDN 2 DNUP 3 A 4 B 5 C 6 D 7 CK 8 QD 9QC 10QB 11QA 12 MNMX 13 RCON 14 NOR 12 3 NAND2 1 2 3 H×nh 10 17 Khèi Ph©n Kªnh cßn cã mét tæ hîp logic cã nhiÖm vô ®iÒu khiÓn c¸c Led chØ thÞ vÞ trÝ hiÓn thÞ c¸c ®Ìn.Do yªu cÇu hÖ thèng khi dïng phÝm tr¸i vµ ph¶i ®Ó nhËp sè cÇn ph¶i biÕt vÞ trÝ di chuyÓn.3 ®Çu ra cña bé ®Õm 6 ®­îc qua c¸c cæng NOT vµ AND thÝch hîp sÏ ®iÒu khiÓn c¸c Led s¸ng.S¬ ®å tæ hîp nµy ®­îc trinh bµy trong s¬ ®å m¹ch toµn hÖ thèng . 4.Khèi Chèt. Khèi chèt thùc hiÖn chøc n¨ng chèt d÷ liÖu cho c¸c LED hiÓn thÞ,khèi chèt cÇn cã 6 m¹ch chèt 7 bit tõ Latch1 ®Õn Latch6, mçi Latch dïng hiÓn thÞ cho LED t­¬ng øng. Mçi Latch nµy chØ më ®Ó nhËn tÝn hiÖu khi cã sù kiÖn nhÊn phÝm sè ®ång thêi víi tÝn hiÖu chän LED do khèi Ph©n kªnh ®­a tíi,khi nh¶ phÝm d÷ liÖu sÏ bÞ chèt l¹i.S¬ ®å khèi (H×nh 11): Tu khoi Phan Kenh Toi Khoi Lap Ma Latch1 LED1 LED6 Tu khoi Phan Kenh Toi Khoi Lap Ma Latch6 Tu Ban Phim Tu Ban Phim H×nh 11 18 Ta cã thÓ thiÕt kÕ mét khèi chèt gåm 6 m¹ch chèt tõ tÝnh chÊt cña FF_D:chØ khi cã xung CLK th× míi cho phÐp d÷ liÖu qua,vµ khi kh«ng cã xung n÷a th× tr¹ng th¸i ra cña FF vÉn gi÷ nguyªn.Nh­ vËy mét m¹ch chèt cã 7 FF_D,c¸c ch©n CLK ®­îc nèi víi nhau.Ta cÇn x©y dùng 1 ma trËn 42 FF_D. §Ó ®¬n gi¶n cho m¹ch cña hÖ thèng ta sÏ sö dông IC lµm nhiÖm vô chèt,®ã lµ IC 4508.C¸c ch©n cña nã: ST(Strobe/ Chèt d÷ liÖu): §Æt ë møc 1 sÏ më m¹ch cµi lµm viÖc.Khi ®Æt møc 0 sÏ chèt d÷ liÖu l¹i. /EO(Enable Output/ Cho phÐp ra) :Khi t¸c dông møc 1 vµo tÝn hiÖu nµy sÏ chÆn tÝn hiÖu ra.Khi t¸c dông møc 0 d÷ liÖu cã thÓ ra. MR (Master Reset §Æt l¹i chÝnh) Khi cã møc logic 1 sÏ xo¸ toµn bé d÷ liÖu ra. B¶ng tr¹ng th¸i cña IC: ST /EO BUS Q Chó ThÝch 0 0 0 1 BUS Q BUS Q Gi÷ æn 1 0 Hë m¹ch CÊm ra 1 1 BUS D TruyÒn Nh­ vËy 1 IC 4508 chÝnh lµ 1 Latch mµ hÖ thèng yªu cÇu,c¸c ch©n cïng chøc n¨ng trong IC sÏ ®­îc nèi víi nhau.TÝn hiÖu tõ sù kiÖn nhÊn phÝm qua 1 tæ hîp logic víi tÝn hiÖu tõ khèi ph©n kªnh sÏ ®­îc ®­a ®Õn ch©n ST cña tõng Latch. S¬ ®å m¹ch ®èi víi Latch2 nèi víi LED2 nh­ h×nh vÏ(H×nh 12).Qua h×nh vÏ ta thÊy do cã tæ hîp logic nªn chØ khi phÝm ®­îc nhÊn vµ 3 møc logic cña ®Çu ra A,B,C bé ®Õm 6 lµ 001(CBA) th× ch©n ST ®Æt Latch2 më,cßn c¸c Latch kh¸c ®ãng,vµ sè sÏ ®­îc hiÓn thÞ.Khi nh¶ phÝm ch©n ST cã logic 0 Latch sÏ chèt.Ch©n /EO lu«n cã logic 1 ®Ó cã thÓ truyÒn d÷ liÖu. 19 M¹ch nguyªn lý ®èi víi c¸c Latch vµ m¹ch chèt cßn l¹i còng t­¬ng tù ,chØ kh¸c nhau ë tæ hîp logic. 5.Khèi hiÓn thÞ. Khèi HiÓn ThÞ gåm c¸c LED 7 khe vµ c¸c Led chØ thÞ,cã chøc n¨ng hiÓn thÞ sè ®­îc nhËp vµ chØ thÞ vÞ trÝ hiÖn t¹i.Lóc dïng c¸c phÝm sang ph¶i vµ sang tr¸i c¸c Led chØ thÞ sÏ thay ®æi chØ thÞ vÞ trÝ chän.S¬ ®å cña khèi tr×nh bµy trong s¬ ®å toµn hÖ. VCC Latch2 Tíi Khèi LËp M∙ Tõ Khèi Ph©n Kªnh LED2 Bé §Õm 6 C¸c PhÝm A B C /EOST Tõ Bµn PhÝm NOT 1 2 NOT 1 2 AND4 1 2 3 4 5 H×nh 12 20 6.Khèi thiÕt lËp Password. Khèi LËp Password lµ khèi võa cã chøc n¨ng l­u gi÷ võa cã thÓ thay ®æi thiÕt lËp Password.Do vËy thµnh phÇn chÝnh cña nã lµ mét tæ hîp cã chøc n¨ng nhí vµ c¸c phÝm ®iÒu khiÓn .Theo yªu cÇu cña hÖ thèng th× chØ khi ng­êi sö dông nhËp vµo ®óng Password th× míi cho phÐp thiÕt lËp Password míi.Nh­ vËy ho¹t ®éng cña khèi LËp Password lµ: Khi ®· nhËp ®óng Password råi,nhÊn vµo phÝm CODING,lóc nµy ta cã thÓ nhÊn c¸c phÝm trªn bµn phÝm ®Ó nhËp Password míi,Password míi chØ cã hiÖu lùc khi ta nhÊn phÝ SAVE. TÝn hiÖu vµo khèi LËp m· tõ c¸c m¹ch chèt (Latch)cña khèi chèt.HÖ thèng kho¸ gåm 6 ch÷ sè mµ mçi sè cã 7 bit ®Ó m· ho¸ d¹ng 7 khe do vËy ®Ó nhí ®­îc Password cÇn mét khèi cµi d÷ liÖu 6x7bit=42bit.Khèi nµy cã chøc n¨ng t­¬ng tù khèi chèt ®· xÐt ë trªn,chØ kh¸c nhau ë chç:c¸c m¹ch chèt trong khèi chèt ®­îc chèt vµ më ë c¸c thêi ®iÓm kh¸c nhau,trong khi m¹ch cµi cña khèi LËp m· ®­îc ®ãng më ®«ng thêi.S¬ ®å cña khèi nµy nh­ sau: C¸c tÝn hiÖu cã ý nghÜa : ST(Strobe Chèt d÷ liÖu): §Æt ë møc 1 sÏ më m¹ch cµi lµm viÖc, ®Æt møc 0 sÏ chèt d÷ liÖu l¹i. /EO(Enable Output Cho phÐp ra) : Khi t¸c dông møc 1 vµo tÝn hiÖu nµy sÏ chÆn tÝn hiÖu ra.Khi t¸c dông møc 0 d÷ liÖu cã thÓ ra.Thùc chÊt cña khèi cµi chÝnh lµ c¸c m¹ch chèt,khi muèn thay ®æi Password th× c¸c chèt sÏ më,ng­îc l¹i th× chóng lu«n chèt. §Ó x©y dùng m¹ch cµi d÷ liÖu t­¬ng tù nh­ viÖc x©y dùng m¹ch chèt d÷ liÖu ®· xÐt ë trªn,ta sÏ sö dông c¸c IC 4508 ®Ó thiÕt kÕ m¹ch cµi nµy. HÖ thèng yªu cÇu khèi cµi 6x7 bit do vËy ta ph¶i sö dông 6 IC 4508 m¾c song song t¹o thµnh khèi cµi 42 bit,mçi IC dïng ®Ó nhí m· cña 1 sè.C¸c tÝn hiÖu ®iÒu 42 bit 42 bit ST /EO LATCH 21 khiÓn sÏ ®­îc nèi víi nhau theo chøc n¨ng:C¸c ch©n ST nèi víi ST,MT nèi víi MT,/EO nèi víi/ EO. Nh­ trªn ®· ph©n tÝch khi tÝn hiÖu ra tõ ch©n P=Q cña khèi so s¸nh cã møc logic 0 ,tøc lµ ®· vµo ®óng Password th× khèi LËp Password míi chÊp nhËn nhËp Password míi. Ta cã s¬ ®å nguyªn lý cña khèi cµi m· kÕt nèi víi khèi Chèt,khèi So s¸nh vµ c¸c phÝm CODING, SAVE (H×nh 13). Khi nhËp ®óng Password ch©n P=Q cña khèi so s¸nh cã logic 0, nÕu nhÊn phÝm CODING,®Çu ra Q cña FF JK cã logic 1 ,tÝn hiÖu tõ khèi so s¸nh qua cæng ®¶o vµ Q qua cæng AND sÏ ®­a møc logic 1 vµo ch©n ST(Strobe) cña khèi cµi 48 bit, m¹ch cµi ®­îc më .Ta ®· cã thÓ nhËp vµo Password míi,trong qu¸ tr×nh nhËp mÆc dï Password thay ®æi nh­ng v× m¹ch cµi ®­îc më nªn ch©n P=Q khèi So H×nh 13 K J CODING Tõ Khèi So S¸nh Q' Q Tõ Khèi Chèt Tíi Khèi So S¸nh Latch 48 bit 6x 4508 SAVE K J Tõ Bé §Õm T¹o TrÔ +5V+5V 1 2 3 MR EO ST 1 2 7404 12 1 2 1 2 22 s¸nh lu«n cã møc logic 0 do vËy ch©n ST kh«ng bÞ chuyÓn tíi møc logic 0 trong qu¸ tr×nh vµo Password míi.Sau khi nhËp xong, muèn l­u gi¸ trÞ cña nã ta cÇn ®Æt l¹i tÝn hiÖu cho ch©n ST møc logic 0 ®Ó ®ãng m¹ch cµi .NhÊn phÝm SAVE sÏ thùc hiÖn chøc n¨ng ®ã,lóc nµy Password míi ®­îc gi÷.Khi nhÊn SAVE,®Çu ra Q cña FF thø 2 sÏ cã møc logic 0,tÝn hiÖu nµy ®­îc ®Æt vµo ST ®ãng khèi cµi Latch 48 bit.Tõ khèi Chèt cã 42 bit,do vËy mçi Latch thõa 1 bit.Trong s¬ ®å cã tÝn hiÖu tõ khèi So s¸nh,tÝn hiÖu nµy lÊy tõ ch©n P=Q,cho phÐp khèi cµi thùc hiÖn chøc n¨ng vµ tÝn hiÖu tõ bé t¹o trÔ ®Æt vµo ch©n/EO.Khi Khèi b¸o ®éng lµm viÖc,nã sÏ ®Æt vµo ch©n /EO logic 0 ,kh«ng cho xuÊt d÷ liÖu tõ khèi cµi tíi khèi So S¸nh,hÖ thèng sÏ bÞ treo. Trong s¬ ®å nguyªn lý cã sö dông 2 FF_JK vµ c¸c cæng AND,NOT.§Ó thùc hiÖn m¹ch cô thÓ ta dïng IC 74107 chøa 2 FF JK,IC 7400 chøa 4 cæng NAND. 7.Khèi so s¸nh. Khi ng­êi sö dông ®· nhËp xong Password,nh©n phÝm Open ®Ó më kho¸,khèi so s¸nh sÏ ®­a ra 1 tÝn hiÖu cã logic 0 tíi khèi kho¸ ®Ó më kho¸.Vëy nhiÖm vô cña khèi So S¸nh lµ so s¸nh c¸c sè nhËp vµo víi Password ®· thiÕt lËp,c¸c sè vµ Pasword ®Òu ë d¹ng m· ho¸ nhÞ ph©n,nh­ vËy so s¸nh ë ®©y lµ so s¸nh tõng cÆp bit mét.HÖ thèng cã 6 sè mçi sè m· ho¸ d¹ng 7 khe b»ng 7 bit nªn khèi So S¸nh ph¶i so s¸nh 42 bit,nÕu c¸c bit b»ng nhau th× ®­a ra møc logic 0,ng­îc l¹i ®­a ra møc logic 1,tÝn hiÖu nµy sÏ ®iÒu khiÓn khèi Kho¸ vµ khèi B¸o §éng.C¸c tÝn hiÖu logic ®­a vµo khèi nµy lµ tõ 6 m¹ch chèt cña khèi Chèt vµ tõ khèi LËp Password m¹ch so s¸nh sÏ so s¸nh tõng bit ®Õn tõ 2 khèi nµy,c¸c bit ph¶i cã thø tù t­¬ng øng nhau. Do lµ so s¸nh tõng ®«i bit mét t­¬ng øng,ta lîi dông tÝnh chÊt cña hµm XOR ®Ó so s¸nh,s¬ ®å vµ b¶ng ch©n lý cña nã : A B F 23 0 0 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 Tõ b¶ng ch©n lý cña hµm Xor ta thÊy ®Çu ra F sÏ b»ng 0 khi 2 ®Çu vµo cã gi¸ trÞ b»ng nhau.Nh­ vËy ta cã thÓ sö dông mét ma trËn m¹ch XOR ®Ó thùc hiÖn so s¸nh.So s¸nh 42 bit ,do vËy cÇn 42 cæng XOR ,nÕu ®Çu ra 42 cæng XOR ®ång thêi cã logic 0 th× c¸c bit t­¬ng øng sÏ b¨ng nhau.V× khèi So S¸nh cÇn 1 ®Çu ra duy nhÊt nªn 42 ®Çu ra ph¶i qua c¸c cæng AND t¹o ch©n P=Q cña khèi.Sè l­îng c¸c cæng t¹o thµnh tæ hîp m¹ch rÊt lín. §Ó khèi ®¬n gi¶n h¬n ta sö dông IC thiÕt kÕ s½n lµm nhiÖm vô so s¸nh,ta sÏ sö dông IC 74LS688,®©y lµ IC so s¸nh 8 bit.Cã 16 bit vµo chia lµm 2 nhãm: 8 bit P so s¸nh víi 8 bit Q.S¬ ®å cña IC(H×nh 14). Ch©n /G ph¶i cã logic .Khi c¸c bit P,Q t­¬ng øng b»ng nhau ch©n P=Q sÏ cã logic 0,tÊt c¶ tr­êng hîp kh¸c P=Q cã logic 1. HÖ thèng so s¸nh 42 bit do vËy ph¶i cÇn 6 IC so s¸nh,c¸c ch©n /G cïng ®­îc nèi ®Êt.Mçi IC so s¸nh 7 bit cña tõng m¹ch chèt cña khèi Chèt vµ 7 bit ra cña tõng m¹ch cµi t­¬ng øng cña khèi LËp Password ,do ®ã 6 IC so s¸nh riªng biÖt.§Ó so s¸nh cung lóc c¶ 42 bit th× c¸c ch©n P=Q cña 6 IC so s¸nh ph¶i ®ång thêi cã møc logic 0 do vËy c¸c ch©n nµy ph¶i qua tæ hîp c¸c cæng AND. Trong s¬ ®å cã dïng c¸c cæng AND,ta cã thÓ dïng c¸c IC 7408 ®Ó t¹o c¸c tæ hîp logic. S¬ ®å cña khèi(H×nh 15). P=Q P0 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 /G Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 74LS688 H×nh 14 24 8.Khèi b¸o ®éng. Nh­ s¬ ®å khèi ®· ph©n tÝch ,khi nhËp Password ®Õn lÇn thø 3 lÇn sÏ kÝch ho¹t m¹ch b¸o ®éng ®ång thêi lµm tÝnh n¨ng më kho¸ bÞ treo 30 phót.Chøc n¨ng nµy lµm t¨ng tÝnh b¶o mËt vµ ®é an toµn cho hÖ thèng.Nh­ vËy khèi B¸o §éng ngoµi m¹ch b¸o ®éng cßn cã c¸c bé ®Õm ®Ó ®Õm sè lÇn nhËp sai Password vµ t¹o thêi gian trÔ. Khi tÝn hiÖu tõ ch©n P=Q cña khèi so s¸nh cã møc logic 0 ( kh«ng ®óng Password ) mµ nhÊn phÝm OPEN sÏ kÝch ho¹t bé ®Õm Counter1 trong khèi B¸o Q6 P5 Q4 /G Q2 Q1 P0 Q7 P6 P3 P=Q Q0 Q3 P4 P2 P7 Q5 P1 P=Q Q4 P0 P2 Q1 Q7 Q0 P4 Q6 Q5 Q3 Q2 P7 P3 P5 P6 /G P1 /G P=Q Q6 P2 P6 Q4P4 Q0 P7 Q1 Q5P5 Q3 P1 P3 P0 Q7 Q2 BUS khèi chèt BUS khèi lËp m· P1 Q3P3 Q6 P7 Q4 P7 Q5 /G P6 P3 P4 Q7 P4 P2 /G P0 P=Q Q5 P6 Q7 Q3 P2 Q2 Q4 Q3 P0 Q1 Q2 P4 Q2 Q1 Q6 Q0 Q0 P5 P7 P1 Q1 /G Q7 P=Q Q0 P3 P5 P6 P5 Q4 P0 P=Q Q5 P2 Q6 P1 P=Q AND1 1 2 3 4 AND2 1 2 3 4 AND3 1 2 3 H×nh 15 25 §éng,bé ®Õm nµy sÏ ®Õm cho ®Õn 3 nÕu tiÕp tôc nhÊn OPEN mµ sai Password,lóc nµy m¹ch b¸o ®éng sÏ lµm viÖc.§ång thêi Counter1 sÏ ®­a mét tÝn hiÖu cã møc logic 1 ®Õn ch©n /EO cña khèi cµi 42 bit trong khèi lËp m·,lµm cho d÷ liÖu ra bÞ ng¨n l¹i(hë m¹ch),tÝn hiÖu nµy còng sÏ kÝch cho mét bé ®Õm kh¸c(Counter 2),bé ®Õm nµy cã t¸c dông lµm trÔ thêi gian kho¶ng 30 phót,sau 30 phót nã míi xuÊt ra tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn ch©n /EO cña khèi cµi 42 bit trë l¹i møc logic 0 vµ hÖ thèng trë l¹i b×nh th­êng. Tõ ph©n tÝch ®ã ta cã s¬ ®å khèi(H×nh 16): Bé ®Õm Counter 1 lµ bé ®Õm lín h¬n 3,xung kÝch cho bé ®Õm do viÖc nhÊn phÝm OPEN khi kh«ng ®óng Password.Khi Counter1 ®Õm ®Õn tæ hîp bit 011(3),c¸c bit nay qua tæ hîp logic kÝch m¹ch b¸o ®éng vµ tíi ch©n /EO cña khèi so s¸nh,ta sö dông IC ®Õm 7490.Bé ®Õm Counter 2 t¹o trÔ ,ta chän bé ®Õm 4 bit,víi chu kú xung ®Õm 2s ta cã thÓ ®Õm ®­îc 30 phót,qu¸ tr×nh ®Õm kÕt thóc øng víi tæ hîp bit 1111 cña bé ®Õm,c¸c bit nµy qua c¸c cæng logic t¹o tÝn hiÖu kh«i phôc hÖ thèng ho¹t ®éng b×nh th­êng,ta dïng IC ®Õm 7493 lµ bé ®Õm 16. Tr­íc hÕt ta xÐt c¸c IC ®Õm 7490 , 7493 cïng chøc n¨ng c¸c ch©n cña nã: IC 7490 cã 14 ch©n,R01 vµ R02 dïng ®Ó thiÕt lËp tr¹ng th¸i 0 cho bé ®Õm,khi c¸c ch©n nµy ë møc logic cao th× bé ®Õm xo¸ vÒ 0.R91 vµ R92 thiÕt lËp tr¹ng th¸i 9,hai ®Çu nµy ph¶i cã Ýt nhÊt 1 ë møc logic 0 bé ®Õm míi ®Õm.CKAvµ CKB ®Ó ®­a tÝn hiÖu vµo ®Õm,c¸c ®Çu QA,QB,QC,QD lµ c¸c ch©n ra. M¹ch B¸o §éng Counter 1 Counter 2 Tæ hîp Logic Tæ hîp Tõ khèi kho¸ vµ so s¸nh Tíi /EO khèi so s¸nh H×nh 16 26 IC 7493 còng cã 14 ch©n,chøc n¨ng c¸c ch©n t­¬ng tù nh­ IC 7490,c¸c ch©n NC kh«ng sö dông. S¬ ®å m¹ch cô thÓ cña khèi b¸o ®éng: (H×nh 17) Trong s¬ ®å cã sö dông 2 lo¹i IC lµ 7400(NAND) vµ 7408(AND).VÞ trÝ c¸c cæng NAND vµ AND trong IC ®· xÐt ë trªn. IC NAND1 nèi víi tô 120mF vµ trë 1K cã nhiÖm vô t¹o xung cho IC ®Õm 7493.S¬ ®å nguyªn lý m¹ch t¹o xung nh­ h×nh bªn(H×nh 17).§é réng 1 chu kú xung T=2,2x1Kx0.9mF=2s,tøc lµ cø 2s sÏ kÝch ®Õm mét lÇn. Hai cæng NAND ®­îc sö dông tõ ch©n 1,2,3 vµ 4,5,6(1,2 vµ 4,5 lµ vµo). IC NAND2 nèi víi QA,QB cña IC7490 t¹o møc logic cao cung cÊp nguån cho m¹ch t¹o dao ®éng(NAND1). Toi 7493 QB QA 7400 1 2 3 7400 1 2 3 1K 4.7K 120mF 1 2 3 1 2 3 H×nh 17 Tõ OPEN Tíi /EO cña LËp M· VCC GND Counter1 Counter2 M¹ch B¸o §éng 7493 RO1 1 RO2 2 CK 3 QD 4QC 5QB 6QA 7 0.9mF 1K 7400 1 2 3 1 2 3 1 2 3 7490 A 14 B 1 R0(1) 2 R0(2) 3 R9(1) 6 R9(2) 7 QA 12 QB 9 QC 8 QD 11 7400 1 2 3 AND2 12 3 AND2 12 3 4.7K 7400 1 2 3 27 Khi Counter1 ®Õm ®Õn 3 øng víi tæ hîp bit 0011,nªn QA=QB=1,qua 2 cæng NAND sÏ cho ë ®Çu ra ch©n 8 cña NAND2 møc logic 1,møc cao nµy võa cung cÊp nguån cho bé t¹o xung(NAND1) võa t¹o tÝn hiÖu ngõng ®Õm ®Ó tæ hîp bit 0011(3) æn ®Þnh ®ång thêi võa kÝch tíi ch©n /EO cña khèi LËp Password,kh«ng cho khèi LËp Password xuÊt tÝn hiÖu tíi khèi so s¸nh.§Ó t¹o tÝn hiÖu ngõng ®Õm,tÝn hiÖu tõ ch©n 8 cÇn qua 1 cæng NOT ®­a tíi ®Çu vµo xung ®Õm cña Counter1.Ta tËn dông IC NAND2 ®Ó lÊy cæng NOT,do vËy khi ch©n 8 cña NAND2 cã logic 1 th× ch©n 3(®Çu ra NOT) cã logic 0,møc logic nµy nèi tíi ch©n A cña Counter1 lµm bé ®Õm kh«ng chÞu t¸c ®éng cña viÖc nhÊn OPEN n÷a. Counter2 sÏ ®Õm cho ®Õn tæ hîp bit 1111 ,qu¸ tr×nh ®Õm xong mÊt kho¶ng 30 phót,tæ hîp nµy qua 2 cæng AND vµ 1 cæng NAND lÊy tõ IC 7408 vµ 7400 ®­îc ®­a tíi ch©n /EO cña khèi LËp Password kh«i phôc kho¸ ho¹t ®éng trë l¹i. 9.khèi kho¸. M¹ch kho¸ cã thÓ lµ bÊt kú hÖ thèng bËt/t¾t ®iÖn nµo.Khi ®Çu ra P=Q cña bé so s¸nh cã møc logic 1,nÕu ta nhÊn phÝm OPEN sÏ t¸c ®éng ®­a ra mét møc logic 1 vµo m¹ch kho¸,møc nµy sÏ më nguån cung cÊp cho kho¸ lµm viÖc lµm kho¸ më,®Ó ®ãng kho¸ ta cÇn thay ®æi sè nhËp vµo kh¸c Password vµ nhÊn vµo CLOSE,lóc nµy møc logic 0 sÏ ®ãng nguån cung cÊp cho kho¸,kho¸ sÏ ®ãng.Nh­ vËy tr¹ng th¸i ®ãng lµ tr¹ng th¸i æn ®Þnh cña kho¸.Tõ ®ã ta cã s¬ ®å nguyªn lý ®iÒu khiÓn chøc n¨ng trªn nh­ h×nh vÏ(H×nh 19). Khi ®Çu ra P=Q ë møc logic 1,nghÜa lµ ®· nhËp ®óng Password,qua m¹ch ta thÊy J=1 , K=0 .NÕu nhÊn phÝm OPEN t¹o ra 1 xung vµo ch©n CLK cña FF vµ ®Çu ra Q cña nã sÏ cã møc logic 28 1,møc nµy më nguån cung cÊp mét møc logic 0,møc logic nµy kh«ng cã t¸c ®éng tíi bé ®Õm.Vµo lóc nµy nÕu nhÊn phÝm CLOSE th× ®Çu vÉn ë møc logic 1 nghÜa lµ kho¸ vÉn më. Khi ®Çu ra Q=P cña khèi so s¸nh cã møc logic 0,nghÜa lµ Password sai,khi ®ã J=0 K=1 nÕu nhÊn OPEN,Q sÏ cã møc logic 0,do vËy kho¸ kh«ng më,t­¬ng tù ®èi víi viÖc nhÊn phÝm CLOSE.Do OPEN lµ phÝm kÐp nªn khi nhÊn nã sÏ t¸c ®éng cÊp cho kho¸ .V× phÝm OPEN lµ phÝm kÐp nªn cã t¸c ®éng tíi ®Çu vµo Counter1 mét xung ,bé ®Õm nµy sÏ ®Õm. PhÇn IV :KÕt luËn. H×nh 19 Tíi Counter 1 +5V Tõ ch©n P=Q cña khèi so s¸nh J CLOSE K QOPEN Tíi m¹ch kho¸ M¹ch Kho¸ Khèi Kho¸ 1 2 1 2 29 ThiÕt kÕ hÖ thèng kho¸ cã m· ho¸ cã nh÷ng øng dông rÊt cô thÓ trong cuéc sèng hµng ngµy.Tuy nhiªn x©y dùng m¹ch cho hÖ thèng cÇn ph¶i gän vµ gi¶n ®¬n h¬n n÷a b»ng c¸ch tæ hîp c¸c khèi thµnh IC chøc n¨ng .Ch¼ng h¹n ®èi víi khèi ph©n kªnh hoÆc khèi chèt,khèi thiÕt lËp m·...§iÒu nµy thùc hiÖn trong viÖc s¶n xuÊt hµng lo¹t. Bµi to¸n thiÕt kÕ kho¸ cã m· ho¸ chØ míi lµ c¬ së lý thuyÕt,®Ó ®i ®Õn m¹ch thùc tÕ cßn cÇn ph¶i cô thÓ h¬n n÷a.V× lµ thiÕt kÕ lý thuyÕt nªn ch¾c ch¾n em kh«ng tr¸nh khái nh÷ng sai sãt trong thùc tÕ,mong thÇy chØ dÉn thªm.Em xin c¶m ¬n ! 30 Tíi Counter 1 VCC T í i /E O c ñ a L Ë p M · Tõ OPEN Q6 Q 6 Q 0 K D2 D1 ST A D2 1 Q 5 Q1 Q7 DE MU X3 D5 /G Q6 D6D1 Q 3 Q 6 /E O Q7 P 1 Q6 LA TC H Q2 P 6 P 5 ST Khèi Gi¶i M· K h è i B ¸ o § é n g Q4 J P 3 P 6 Q5 Q 4 P 3 V C C D3 Q 7 EO A Q3 Q 1 Q5 ST A EO A Q7 Q 7 Q0 -> Q 7 CL OS E Q 7 Q1 Q0 D7 ST Q4 D4 P 7 P 0 Q5 D5 Q 1 Q0 5/ EO Q 1 D6 D3 LA TC H /G Q 3 P = Q /E O P 2 P 4 /E O Q 3 K h è i K h o ¸ D3 P = Q P 3 P 1 Q 0 P = Q D2 Q 4 D4 Q 3 G i¶ i m · Q6 D4 Q 0 Q 4 ST Q1 K h è i L Ë p M · 3 Q4 ST A /G K h è i S o S ¸ n h P 4 Q5 Q 6 P 0 DE MU X5 6 D1 P 7 Q 2 Q0 Q3 Q 2 Q6 D0 D7 P 7 OP EN D6 +5 V Q5 Q 6 /G G N D EO A D0 P 3 Q6 ST A P 3 D7 P 6 P 5 P 5 EO A P 0 EO A Q 5 D4 Q 3 Q3 D4 P 2 P 5 D2 P 0 Q 0 ST P 2 Q1 Q4 D3 Q2 P 0 K h è i C h è t Q 2 K h è i H iÓ n T h Þ P 0 D0 Q 2 P 3 2 P 5 DE MU X4 Q 0 Q1 Q5 DE MU X1 /E O DE MU X6 P = Q D1 P 7 /GP 6 P 4 ST Q 5 D5 Q 5 P 6 Q 0 P 4 <- P 1 Q4 P 2 LA TC H Q3 Q 2 D4 ST A Q7 V C C Q 6 EO A 4 D6 P 1 Q7Q1 Q 7 D0 P 1 D6 Q7 D1 LA TC H Q 5 M ¹ ch B ¸ o § é n g D0 P 2 D6 /G Q 6 P 7 ST T õ c h © n P = Q c ñ a k h è i so s¸ n h P = Q D1 P 7 Q2 Q 7 DE MU X2 P 1 D2 Q 1 P = Q Co un te r1 D7 Q 4 Q2 D5 Q 5 T í i m ¹ ch k h o ¸ LA TC H M ¹ ch K h o ¸ Q 4 Q 4 D3 Co un te r2 D7 Q3 P 5 Q2 D5 D7 P = Q Q4 D5 Q 1 D0 Q2 Q3 P 4 D2 /E O DE MU X7 P 6 Q 2 Q P 4 Q 1 D3 Q0 G N D ST A Q 3 Q0 LA TC H P 2 Khèi Ph©n Kªnh 1 M ¹ ch K h o ¸ § iÖ n T ö E W ed ne sd ay , D ec em be r 2 6, 2 00 1 N g u y Ôn V iÖ t H ï n g § T 5 K 4 3 Ti tle S iz e D oc um en t N um be r R ev D at e: S he et o f 1 2 3 NAND1 1 2 3 NAND3 1 2 3 2 AND2 1 2 3 7400 1 2 3 0. 9m F 74190 G N 1 LD N 2 D N U P 3 A 4 B 5 C 6 D 7 C K 8 Q D 9 Q C 10 Q B 11 Q A 12 M N M X 13 R C O N 14 2 1 2 AND1 1 2 3 4 7400 1 2 3 4.7K 7493 R O 1 1 R O 2 2 C K 3 Q D 4 Q C 5 Q B 6 Q A 7 7400 1 2 3 NAND2 1 2 3 7490 A 14 B 1 R 0(1) 2 R 0(2) 3 R 9(1) 6 R 9(2) 7 Q A 12 Q B 9 Q C 8 Q D 11 AND2 1 2 3 NOR 1 2 3 LED5 7400 1 2 3 /E O 1 2 3 1 2 LED2 1 2 3 7400 1 2 3 2 NAND4 1 2 3 LED6 AND3 1 2 3 1K 1 2 3 LED3 NAND5 12 3 AND2 1 2 3 4 LED4 2 NAND6 1 2 3 1 2 3 S T LED1 1 2 3

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfThiết kế hệ thông khóa điện tử có mã hóa.pdf