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1、保险箱用的4位数字代码锁设计 作者：阳丹 2904202014 指导老师：姜书燕摘要：密码是防范偷窃盗密的有效方法。现在密码的应用越来越广泛。但是由于科技与技术的发展，机械密码锁由于十分容易破解或破坏已经逐渐不安全了，所以数字逻辑密码的安全系数较机械密码锁高很多。下面，讲设计一个保险箱用的4位数字代码锁。关键字 安全。正文：（一）4位数字代码锁1.定性分析假设该4位数字代码锁的密码为1111（便于扩展密码范围）。由要求得，该4位数字代码锁有5个输入及2个输出。5个输入分别是编号为a,b,c,d的四个数字代码输入和一个验证钥匙的输入e。数字输入验证用户所输入密码。钥匙验证输入为检验钥匙是否有效。
2、5个输入均各有两个逻辑输入0与1。设两个输出分别为key和clock。试图开锁并且成功：当输入密码正确且钥匙输入验证有效时，输出key为高电平（高电平有效）密码锁解锁，输出clock为低电平（高电平有效）无报警；试图开锁但失败：当输入密码不正确但钥匙输入验证有效时，输出key为低电平（高电平有效）密码锁不解锁，输出clock为高电平（高电平有效）报警；没有开锁状态：钥匙输入验证无效时，输出key为高电平（高电平有效）密码锁不解锁，输出clock为低电平（高电平有效）无报警。由题目要求的状态可得关于改4位数字代码锁的输入、输出及逻辑状态的关系。由题目要求可得该电路的真值表abcdekeycloc
3、kxxxx0000000101000110100101010011101010010101011010110101011110110001011001101101010110111011100101110110111101011111110该真值表表示了当4个数字输入端与验证钥匙输入端同时有效时,key被打开，否则key一直关闭，clock（报警）打开。终上，得到了电路设计图（电路1）下面，将利用计算机进行模拟。计算机分析运用MAXPLUS对电路进行模拟分析。MAXPLUS的电路图用MAXPLUS进行仿真由图可得，当a=b=c=d=e=1时key=1.，clock=0，符合事先设计的电路。（二
4、） 密码更改与升级 1.更改密码：只需在相应的输入端口加上反相器即可，如想把密码改为1010，则只需把b和d输入端加反相器。 2.密码升级：从上可知，该密码器虽然是四位数字代码密码锁，但是由于它采用的是二进制，所以所有可能的密码只有种，安全系数不高。因此应该将它扩展为十进制。 我们以输入端口a为例。为扩展为十进制，我们将有a0-a9十个输入，a一个输出。假设a的密码为4，则只有当a4=1（高电平），a0-a3和a5-a9为0（低电平）时，输出端口a才为高电平，否则为低电平。 所以我们可以得到真值表：a0a1a2a3a4a5a6a7a8a9a000000000001xxxxxxxxx0x1xxx
5、xxxxx0xx1xxxxxxx0xxx1xxxxxx000001000001xxxxx1xxxx0xxxxxx1xxx0xxxxxxx1xx0xxxxxxxx1x0xxxxxxxxx10电路设计图（电路2）下面，将利用计算机进行模拟。计算机分析运用MAXPLUS对电路进行模拟分析。MAXPLUS的电路图用MAXPLUS进行仿真由图可得，当a0=a1=a2=a3=a5=a6=a7=a8=a9=0,a4=1时a=1，符合事先设计的电路。将电路2的输出a与电路1的输入a相连即可。扩展后可能的密码为种，安全性大大提高。总结：1. 该电路的优缺点：优点：逻辑简单，成本低，便于修改，扩展后的密码锁安全可靠。且该密码锁可以通过机械装置如类似旋钮的装置更改密码（改变电路2中输入与反相器对应接口即可），有报警器，增加了安全性。缺点：该电路是组合逻辑电路，由于设计局限，因此无法使用单个键盘矩阵来输入数据。 通过对题的分析，事先设计题目要求状态，输入输出，真值表等。继而进行设计。掌握了对数字电路基本设计的步骤。加深对数字电路设计的概念。最后运用MAXPLUS等仿真软件进行仿真，加强了对波形仿真的了解与认识。
