智能门禁系统毕业设计.doc

本课题主要是简易门禁电路的设计与改进，课题的意义、所属领域的发展状况、本课题的研究内容、研究方法、研究手段和研究步骤以及参考数目等如下：一、 课题研究的意义及现状：当今社会是科学技术日新月异、飞速发展的信息时代。人们正感受这高科技给他们带来的极大方便和益处，同时，人吗对于高科技服务于生活的要求也越来越高。但随着科技的发展，也带来了许多不安全的方面。例如，运用高科技手段进行盗窃、抢劫等犯罪行为与日增多。怎样才能是人们的安全防范措施跟得上科技的发展、更有效的阻止这些犯罪行为的侵犯呢？仅仅依靠普通的门锁、防盗门或者监控、报警等系统是不够的。于是，智能门禁系统在千呼万唤中应运而生。智能门禁系统是一种综合性的多学科的高科技技术集合，它涉及电子、机械、光学、计算机技术、通信技术、生物统计学等诸多新技术领域只能门禁系统是怎么发展起来的并且有哪些特点呢？让我们来看一下门禁系统的发展过程。门禁系统，又称出人口控制系统。在何处放行某些人，拒绝某些人，合适要发出警报，记忆出入的过程，以达到安全的目的，是门禁系统最基本的功能。门禁系统的发展是随着人类社会的发展一起进步的。从原始社会以来，随着剩余价值的产生，人吗有了自己的财产和物业，为了保护自己的产业不受他人的侵犯，人们用杠棒或木插将门锁起。于是，人类从有看家护院的意识起，就有了最初的出入口的控制概念，门禁因为就随之产生了。随着社会的发展和人吗安全意识的提高，产生了铁锁和暗锁等门锁设备。但是传统的门锁仅仅是单纯的契合性机械装置，无论它的结构如何复杂坚固，一把在街头就可以配制的钥匙就能打开，并且不留痕迹。如果钥匙遗失连带门锁也要一起更换。为了你不这些缺点，又产生了磁卡门禁系统。用磁卡控制锁，各种性能均有所提高，但由于磁条存储的信息量小，磁卡与读卡器之间容易产生机械磨损，并且达卡去的刷卡口容易被人为破坏，它的安全性和可靠性便受到限制。随着现代化经济建设和管理的发展，各种酒店、宾馆、写字楼、智能大厦、政府机关和企事业单位、高级物业管理部门等，对门禁系统的需求正发生着重大的变化，其核心是对门锁及其开启、关闭实现智能化管理。电子门锁是近几年随着电子计算机技术，尤其是智能IC卡和密码键盘门禁系统因为越来越被人们重视和使用。电子计算机作为系统管理主机，通过连接系统的各个卡卡切（即开门控制器）管理门锁。智能IC卡具有存储运算功能，经初始化和授权后成为控制门锁开和关的特殊钥匙，从而便构成一个现代化的门禁系统。目前市场上烟有多种多样的门铃，按发声原理可分机械敲击式和电子音乐式两种，安装环境可分有线式和无线式两种。无线式安装方便，无需布线，适用于难于布线的环境：有线式控制方式最简单，较省电。机械敲击式门铃的优点是铃声自然、清脆、锐耳，声响适中，不会影响近邻。缺点是声响固定不能调节大小，声音只有“叮咚”一种可选，体积略大。电子音乐式门铃的优点：体积小，外型多样，有多样声音可选，如小段歌曲，自然界模拟声等等。缺点是电子发生不自然，铃声冗长，使人产生听觉疲劳。无线控制信号穿透力强，特别适合在现代家居盗门和内门搭配安装的情况下使用。我选择了简易门禁电路这个课题作为毕业设计其主要目的是通过此次课程设计学习和巩固所学过的高频电路、电子技术基础、电路分析原理等专业课程，学会利用所学的知识去开发研究，在设计过程中能综合运用所学知识内容，进一步熟悉和掌握Protrl99以及其他EDA软件的使用方法，有效地训练运用计算机工作的能力，掌握收集资料、消化资料和综合资料的能力等等，提高实际工作效率。通过对一个使用电路的设计与改进，使开发者能运用所学的专业理论知识去解决实际的应用问题，为即将进入社会参加工作打下坚实的基础。在此次研究中，能让研究者由表及里，由浅入深，一步一步的剖析门铃的一切，深刻的了解，认识门禁的内在结构及制作的原理，更重要的是能针对市场上门铃的缺陷，进行一些改造，培养自己的创新与动手能力。另外，通过此次研究，还可以增强实践能力，培养科学研究、工程设计、技术论文的撰写等方面的基本能力，在研究的过程中还能够体会到其中的酸甜苦辣，让自己学习到课堂上学不到的东西。二、 发展趋势。前端输入设备的水平及发展方向。在读卡器及卡方面的，由于磁卡、接触式IC卡对操作环境的要求较高，磁卡及IC卡本身的工作有一定寿命期，再加之识别过程中操作者的动作和所需时间明显多于非接触式卡，因此，虽然磁卡，接触式IC卡、读卡器在门禁系统的应用中还有一部分市场，但从发展趋势上看，除宾馆锁外，磁卡IC卡读卡器已在逐步快速地退出门禁系统的市场。势必将全面取代磁卡、IC卡市场的是目前发展势头最旺的非接触式D卡和IC卡。非接触式1卡和读卡器的关键技术掌握在欧美国家和部分亚洲国家中，单真正形成大批量生产的厂家还只有美国、英国次之；日本、台湾、新加坡处于同一档次；中国还正处于起步跟进。全世界最大的1卡及读卡器供应商是美国HID公司，年销售额1997年大于7000万美元，1998年约在1亿美元左右。如果多安装几个触发器，可以又煤气报警、火灾呼救、定时提醒、等不同音响与作用，而智能化多元也是门铃发展的必然趋势。三、研究的主要内容及研究方法与手段1、研究的主要内容本课题为建议门禁电路的设计与改进。结合实际门铃电路进行改造，创新出的更实用的门禁电路。它是利用一块tw8751集成块和外围元件组成的，在这电路的基础上利用演示电路与语言模块加入了错键闭锁和接触错键的功能。2、门禁电路的研究方法与手段以已有的一个门铃电路为蓝本，对其进行该井与完善，利用protel99软件绘制出改进后的电路图，通过计算机仿真确定电路中各元件的具体参数，并输出改门禁电路原理图，依据计算机的电路板印刷PCB板。四、工作的主要阶段、进度1、2010年秋季学期第13周前接受毕业设计任务书，学习毕业设计（论文）要求及有关规定。2、2010年秋季学期1415周阅读制定的参考资料及文献（包括10万印刷符号外文资料），基本完成开题报告、外门翻译等任务。3、2011年春季学期第一周经一部修订完善开题报告、外文翻译，使其在内容及格式上符合毕业设计（论文）规范要求。4、2011年春季第二周到第六周完成各单位电路设计，protel辅助分析5、第6周至第13周完成电路制作，调试6、第14周完成毕业设计，全部成果交指导老师批阅。7、第15周毕业答辩五、最终目标及完成时间完成硬件设计，提供protel电路原理图及pcb印制版图，最终达到硬件软件能准确无误的应用的目标。六、现有条件现有protel软件及制作硬件的必要设备，可以完成本课题的研究与设计。七、主要参考书目：1张著、程震先、刘继华编著数字设计电路与系统北京理工大学出版社2姚福安编著低能耗电路设计与实践山东科学技术出版社3刘征宇编著电子设计时间攻略福建科学技术出版社4黄昌继、郭继忠、张海贵编著数字集成电路300例人民邮电出版社5肖景编著数字集成电路应用精粹人民邮电出版社6张华林、周小芳编著电子设计竞赛实训教程北京航天大学出版社7陈有卿、叶桂娟编著555时基电路原理、设计及应用电子工业出版社8Rechard.R.Spencer&Mohammed.S.Ghausi编著电子线路设计基础电子工业出版社9Donald.G.Fink&Donald.Christiansen编著EletronicsEngneer HandbookMcGraw-hill Company 指导老师签名：年月日摘要通过一个电话通话电路和一个密码锁电路组合，使该电路不太复杂但是有了较齐全的功能，可以语音对话，错键闭锁和消除错键的功能。主任可以当着别人的面开门而不至于泄露密码，保障安全。另外，在室外加一个开关当有人拜访时可以直接开门而不需要输入密码，简单方便。关键字:TWH8571,三极管BC109C，语音对话，错键闭锁和解除错键目录1 引言2 设计任务. 2.1 设计指标2.1.1 基本要求.2.1.2 发挥部分.3 电路原理图设计3.1 方案的选择论证及其分析3.1.1 控制器分析.3.1.2 语音模块.3.1.3 各个单元电路的设计.3.2 设计思想4 电路板设计4.1 电路原理图的设计步骤 4.2 生成网络表4.3 印制电路板的设计5 电路板制作中的现象记录与错误分析5.1 设计制作过程中遇到的困难6 结束语6.1 对设计题目的结论性意见6.2 总体的设计的收获与体会7 元件清单8 外文资料9 中文翻译10 致谢1引言 “门铃”(doorbell)作用顾名思义就是提醒主人开门。古代人们在自家的门上装有门户啊，叫门的人可用环拍击环下的门铃发出较大的响声，有现代“门铃”的作用。而现代“门铃”多为电子类产品。最常见的是“电子门铃”，一般安放两节5号电池在内，门外的触发电钮被人按动后，门内的“门铃”就“嘟嘟”地响几声。也有的是由IC片播放一段电子音乐的。后来发展到个人可以在门口与楼上家里的主人讲话的或者是高级公寓里的“门铃”，不但可以叫门讲话，还可以通过摄像头让家中的主人在屏幕上看到在门外楼下的来客。“门铃”在生活中所起作用越来越不可忽视。2 设计任务 2.1设计指标2.1.1 基本要求 （1） 电子锁要有事空编码的优点。即输入密码必须按一定的顺序，而且要在规定的时间内输入完，否则，即使输入密码正确也打不开锁；（2）该锁具有错键闭锁和消除错键的功能；2.1.2发挥部分在完成基本要求的基础上，增加如下功能：（1）有语音通话功能。来人能和住户直接对话并且住户能够在家里开锁。3电路原理图设计3.1方案的选择论证及其分析3.1.1控制器分析 方案一：开始考虑使用基本时序逻辑电路来实现控制部分设计。即用一个CD4017（十进制计数/分配器），一个脉冲差生电路，两个74LS163（4位计数器），几个基本或、与、肺门逻辑器件，一个555产生多谐振荡，用来实现产生秒脉冲。考虑当按门铃时，讲一个高电平触发输出到一个基本R，S锁存器，用来输出产生一个单次脉冲，输入到CD4017的CLOCK端，输出YO,Y1,Y2经过一个或门道IC1芯片触发门铃，另CD4017的Y3Y9经过一个或门在经过两个非门延迟输出到IC2芯片触发音乐电路，同时另一路道两个74LS163构成的20进制计数器的异步清零端。高4位74LS163进位端输出道CD4017的CLEAR端。两块74LS163的LD端全部采用同步指数清零，CTt，CTp全部置1.即采用同步至数清零和异步清零结合使用，当第四次触发门铃时，计数器开始计时20秒，20秒内若再按门铃，则直接出发IC2，同时清零，重新计时20秒，20秒内若没有任何动作，则进位到CDIEAR端，重新清零CD4017，门铃重新工作。原理图略。 分析如上思想，从理论上完全能实现题目所要求的基本功能。但考虑在实际上对于想要严格按照时序脉冲来控制系统清零，由于延迟性能用基本逻辑器件不好理想的实现，加之，基本逻辑器件管脚排列多，电路比较复杂，工作点难与调整，在冬天容易产生静电，损坏器件。 方案二：通过一个电话通话电路和一个密码锁电路组合，使该电路不太复杂但是有了较齐全的功能，可以语音对话，错键闭锁和消除错键的功能。主人可以当着别人的面开门而不至于泄露密码，保障安全。另外，在室内加一个开关当有人拜访时可以直接开门而不需要输入密码，简单方便。 因此，综合上述两种方案，选方案二。 In this doorphone circuit,an 8 ohm speaker is used both as both as a microphone and also an output device.The BC109C stage amplifies in common base mode,giving good voltage gain,whilst providing a low impedance input to match the speaker.Self DC bias is used allowing for variations intransistor current gain.An LM386 is used in non-inverting mode As a power amplifier to boost voltage gain and drive the 8 ohm speaker.The 10k potentiometer acts as the volume control,and overall gain may be adjusted using the 5k preset.The double pole double throw throw switch,reverses the loudspeaker positions,so that one is used to talk and the other to listen.Manually operating the switch(from inside the house) allows two way communication.运算放大器LM386的工作原理及参数一：封装与引脚功能 该电路采用8引线双列直插封装，8YF386为我国774厂产品，LM386为美国国半导体公司产品。二：性能特点 该集成电路由于外接元件少、电源电压VCC使用范围宽（VCC=4-12V）、静态功耗低（VCC=6V时为24Mw），因而在便携式无线电设备、收音机、录音机、小型放大设备中得到广泛应用。 当1脚和8脚之间开路时，电压增益为26DB；若再1脚和8脚之间接阻容串联元件，则增益可达46DB，改变阻容值则增益可在26DB-46DB之间任意选取。电阻值越小增益越大。参数名称 符号 单位 测试条件 参考值电源电压 Vcc V 4-12静态电流 Icc mA Vcc=6V,Vi=0 4-8输出功率 Po mW Vcc=6V,R1=8, THD=10% 325带宽 BW KHz Vcc=6V,1脚、8脚断开 300总波形失真THD% Vcc=6V,Rl=8,Po=125mWf=1KHz, 1脚、8脚断开 0.2输入阻抗 Ri K3.1.3各个单元电路的设计1主控制电路这里的主控电路用一块集成电路THW8751来完成。TWH8751外引线排列图如图4-6-2所示，真值表如表4-6-1所示。开锁及延时保护电路错键闭锁电路主控制电路继电器 错键控制 图4-6-1 编码锁电路原理图THW8751ccp 地 Vo Vcc 控制端触发器图4-6-2 TH8751外引排线说明 表4-6-1 TWH8751真值表输入输出C（1脚）10CPVo01有真值表可以看出，TWH8751当控制端C为1时，CP端由1-0，可触发使输出Vo=0；当C=0时，无论CP为何状态，Vo皆为1。2开锁及延时保护电路这里设置了4个开锁键，暂定顺序为SB1，SB2，SB3，SB4，延时电路选用RC电路，即利用RC的充放电来达到延时保持的目的。具体电路见4-6-3所示。图4-6-3开锁及延时保护电路该电路中，当SB1键按下时，电容C充电至高电平1，GA1输出低电平，GA2输出高电平，并且保持住等待第二键（SB2）按下。若在规定时间内没有按下SB2，则C通过R放电，GA1，GA2输出又恢复到原状态，此时再按下SB2也不会使GB1输出改变了。若在规定的时间内按下了SB2键，则GB1输出低电平，GA3输出为高电平，并保持一段时间。同理，按下SB3，SB4，最终GB3输出由高电平变为低电平，触发主控制电路开锁。3.错键闭锁及除错控制电路这里设了SB5，SB6，SB7，SB8 4个错键闭合开关，当按下SB5-SB8中的一个或者几个键，都可以使主控电路处于闭锁状态。按错键SB9为了防止主人按错键后无法开锁而设置的。就是说，如果主人错按了SB5-SB8中的一个或几个键时，此锁就被锁住打不开了，只有按下除错键，然后再按正确顺序输入密码才能将此锁打开。具体电路如图4-6-4所示。 图4-6-4错键闭锁及解除电路图4-6-5编码锁逻辑电路图由图4-6-4可以看出，当按下SB5-SB8中的任何一错键，都可以使GB4输出低电平0，使主控制电路处于封闭状态，从而无法开锁，按下除错键SB9后，GB4输出变为高电平1，此时按动SB1-SB4即可解锁。除错键和闭锁键还有一个功能就是迷惑别人，主任可以挡住别人的面开锁，而不易被别人识破密码。例如，开锁的顺序是B1-SB2-SB3-SB4（此顺序可以任意），主任开锁是却按下面顺序快速按键，SB5-SB6-SB1-SB3-SB7-SB8-SB9-SB1-SB2-SB3-SB4，实际上只有SB9以后有效。开锁时，有意加入了错键，而用SB9消出了错键，最后按正确的顺序按下各键即可开锁。3.2设计思想：当有人拜访时，可以按呼叫键，主任何其通话后按室内设置的开关就可以将门打开。自己回家时按顺序输入密码就可以将门打开。为了不泄露密码可以故意按错键后在按错键还原键SB9后再输入正确密码即可。4 电路板设计：4.1电路原理图的设计步骤：电路原理图的设计是整个电路设计的基础，他决定了后面的工作进展。一般地，设计一个电路原理图包括：设置电路图图纸大小、规则电路的总体布局，在图纸上放置元件，进行布局和布线，然后对各元器件以及布线进行调整，最后保存打印并输出。一，启动protel99se电路原理图编辑器。必须先启动原理图编辑器，才能进行设计绘图工作。二，设置电路图纸的大小及版面，进行设计绘制原理图根据原理图复杂程度来确定纸张的大小，由于本次设计的电路不太复杂，采用自定义设置，自定义纸张宽度为1000，高800，X轴和Y轴参考坐标分格为4，标题栏的设置可以忽略，也可以隐藏，设置图纸的过程实际是一个建立工作平面的过程，可以设置图纸的大小，方向，网络大小及标题栏等。三，在图纸放置需要设计的元器件，从元件库里取出所需的元器件放在工作平面上，根据原器件之间的走线对元件在工作平面上的位置进行调整，修改，并对元件的编号，封装进行定义和设定等。本次设计各元件的封装如下： 若元件库没有所需的原件，就需要自己创建一个元件库。四， 对所放置元件进行布局和布线。该过程实际就是一个画图的过程，利用protel99SE所提供的各种工具，指令进行布线，将工作品面的器件用具有电器一样的导线，符号，连接起来，构成一个完整的电路原理图。五， 对布局布线的元件进行调整。在这一阶段，可以利用protel99所提供的功能对所绘制的原理图进行进一步的调整和修改，以保证原理图的美观和正确，包括对于元件位置的重新调整，导线位置的删除，移动，更改凸显的尺寸，属性及排列等。六，保存文档并且打印输出，这个阶段是对设计完的原理图存盘以及输出打印，这个过程实际是对设计的图形文件输出的管理过程，是一个设置打印参数和打印输出的过程。4.2生成网络表1)首先执行菜单命令Dsing/Create Netlist。2)执行完命令后会弹出一格Preferences的选项卡对话框，然后进行相应的设置。对话框设置完后，系统将电路的网络关系进行计算，然后生成网络表，并将其写入.Net文件，显示在Protel99的记事本编辑界面中。原理图网络表的检查 电路自动产生网络表通常会出现一些问题，此时就需要人工的修改，修改必须对照原理图进行以下两个方面检查：1)元件描述：检查电路中元件的个数和网络表中括号对数是否相等。检查网络表每对中括号里是否都包括元件编号和封装名。检查网络表每对中括号里的元件编号和封装位置。2)网络表连接描述检查电路中网络表个数和网络表的圆括号个数是否相等。检查网络表每对圆括号第一行是否为网络名。检查网络表每对圆括号中的网络分支个数。 注：网络表若有错误。可以从原理图修改后再产生一次网络表，也可以直接在网络表记事本里修改修改网络表的错误。4.3印制电路板的设计电路板的结构可分为三种：单面板，双面板，多层板。1) 点面板：点面板是一面覆铜，另一面没有覆铜的点面板，它只可以在覆铜面进行布线并放置元件。单面板的成本低，但布线困难，经常需要跳线连接不能布通的铜膜线，其设计往往比双面板和多面板困难得多。2) 双面板：双面板包括顶层（Top Layer）和底层（Bottom Layer）俩层，双面板的双面都有覆铜，均可布线。双面板电路比点面板复杂，但容易布线，设计电路板通常使用此结构。3) 多层板：多层板是包含了多个工作层面的电路板，除了上面讲到的顶层，底层外，还包括中间层，内部电源/接地层等。因此多层板的应用越来越广泛。多层板包括三层或三层以上的板子。此次设计的电路比较实用，为了节约成本，因此用单面板来制作。六 、 进行最后的调整与检查，并设置滴泪与定位孔，由于电路的频率比较高，为了克制高频效益，要对电路板进行覆铜。最后结果如下图所示。5电路板制作中的现象记录和错误分析5.1设计制作过程中遇到的困难 实物制作难度较大，而且在实际制作过程中会遇到许多意想不到的困难，部分元件很难购买得到，设计操作图纸不熟练，对protel99应用不熟，画电路图的时候有很多难以兼顾的方面，设计不合理等。但是，经过我们的努力，大部分问题都得到了圆满的解决。6 结束语6.1 对设计题目的结论性意见此设计不是很难，用几个比较熟悉的电路就可以实现基本功能，电路的逻辑结构也不是很复杂，但考虑到要实现一些拓展功能，用集成电路元件就显得有点不足，主要是不好完全实现脉冲时需控制。故考虑用硬件实现，这样，只需要一块芯片就可以实现控制部分，秒脉冲也好实现，即控制部分是由数字电路来实现的，硬件主要实现功能的扩展。这样可以将精力放在程序控制上，因为电路软件部分不太复杂。在上述思想指导下，实现起来果然是数字电路的程序控制上，主要表现程序的固化问题上，开始考虑固化器的问题，但实际上的原因很多，经过示波器检测，万用表测量，最终发现了所有的问题并得到解决，还是从中学到了很多东西。另外，学校周边市场买不到9013芯片，也考虑用其他芯片来代替，虽然能更好的实现所需功能，但却是电路部分变得复杂，因此采用网购的方式购得门铃芯片，由于没有自动回复话语内的语言芯片，就只能 用一个声音较小的芯片来模拟恢复功能。随着毕业日子的到来，毕业设计也接近了尾声。经过了几周的奋战，我的毕设终于完成了，在没有做毕设以前，觉得毕设只是对这几年来所学的知识的单纯总结，但通过此次毕设的完成，我发现自己的看法太片面，毕设不仅是对所学知识的检验。也是对自己能力的进一步提高。在完成毕业设计的过程中发现自己的知识还是比较欠缺，自己与需要学习的东西好有很多。在此次毕设中也是我的同学关系更近了一步，同学之间相互帮助有什么不懂的大家在一起磋商，听听不同的看法使我们更好的了解知识，所以在这里我非常感谢我的同学。总之，不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多。此外，还得到了一个结论：只是必须经过实践才能实现其价值。有些东西以为学会了，但到真正用时才感觉是两码事。在设计中我查阅了很多相关的资料，与铜须交流经验和自学，并向老师请教。是自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛。在比设计中我懂得了很多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了自己工作能力的自信心，相信对以后的学习工作都会有积极的影响。6.2 总体设计的收获与体会 我在这次毕设中做的课题是简易门禁系统的设计 ，经过了几个月的努力，在指导老师烑四改老师的精心指导下，还有同组人员的相互帮助，使得设计得以顺利的完成。随着时代的发展，数字电子技术已经普及到我们的生活、工作、科研等各个领域。“门铃（Doorbell）”的作用顾名思义就是提醒主人开门，古代人在自家的大门上装有门环，叫门的人可以叩击门环从而发出较大的声音，有现代门铃的作用，而近代门铃多为电子厂品。最常见的是电子门铃，一般放置两节5号电池在里面，门外的触发按钮被人按动后，门内的门铃就嘀嘟地响几声。也有的是由IC片播放一段电子音乐的。后来发展到客人可以与楼上主任进行对话，有些高级公寓的门铃，不但可以叫门对话，还可以通过摄像头让家中的主人在屏幕上看到远在门外楼下的来客。“门铃”在生活中所起的作用越来越不容忽视。在本次设计及论文答辩的过程中，我发现很多的问题，给我的感觉就是很难，很不顺手，看似很简单的电路，要动手把它给设计出来，是很难的一件事，主要原因是我们没有经常动手设计过电路，还有资料的查找也是一大难题，这就要求我们在以后的学习中，应该注意到这一点，更重要的是我们要学会把从书本中学到的知识和实际的电路联系起来，这不论是对我们以后的就业还是学习，都会起到很大的促进和帮助，我相信，通过这次的课程设计，在下一阶段的学习中我会更加努力，力争把这门课学好，学精。同时，通过本次课程设计，巩固了我们学习过的专业知识，也是我们把理论与实践从真正意义上相结合起来；考研了我们借助互联网搜集、查阅相关文献资料，和组织材料的综合能力；也使我在口述和语言表达方面得到了锻炼。从中可以自我测验，认识到自己哪方面有欠缺、不足，以便于在日后的学习中得以改进、提高；通过使用电路CAD软件Protel 99 se，也让我们了解到计算机辅助设计（CAD）的智能化，有利于提高工作效率。经过本次设计使我对大学三年期间所学习到的知识得以进一步的时间，这将对我走出校园走上工作岗位奠定坚实的基础。7. 元器件清单：电阻 R 270K 1个 27K 1个可调电阻 10K 1个 5K 1个 100K 0.125W 4个 1M 0.125W 1个 1K 0.125W 4个 680 O 0.125W 1个电解电容C 47uF 100uF 1个 200uF 1个 10uF 6个瓷片电容 1000pF二极管 1N4001 1个三极管 NPN BC109C 1个双刀双掷开关 DPDT 1个扬声器 8 O 2个运算放大器 LM368 1个TWH8751 1个继电器 直流12V 1个六反相器 CD4069 1个四二输入与非门 CD4011 1个8 外文资料An understanding of the technology that provides the construction of computers is an important component of computer science. The underlying principles of the application of this technology are electrical circuits and Boolean algebra. These principles have been used with a number of different technology-types over the past 40 years to produce computers.The first technology-types used to produce a computer, in the 20th century, was vacuum-tube technology. A significant number of computers were produced using this technology, which were designed and manufactured in the mid 1940s and the early 1950s.The success of the transistor and advances in soil-state physics provided the foundation for another new technology, integrated circuits, ICs. These were circuits on signal chips with up to ten components on them, small-scale integrated (SSI). Since that time the number of components on ICs, integrated circuits, has approximately doubled every year. In 1965 ICs with up to 100 gates , medium scale integration (MSI), were being produced. In 1971 large-scale integration (LSI)was used to put thousands of gates on a chip. Currently, Hewlett-Packard, AT&T and other major manufacturers are using very large-scale integration, VLSI，to pack hundreds-of-thousands of components on a signal chip. Integrated circuits have a number of advantage, the close proximity of devices results in high speeds, they require minimal power, they are more reliable, and in general, reduce the complexity of a circuit.There is a practical limit to the reliability and size reduction that can be achieved through the use of miniature discrete components in high-density packages. While such components might be more reliable than conventional components, their increased has not been sufficiently great to compensate for the loss of reliability brought about by the large number of integrated circuits. Sharp size and weight reductions are possible with these techniques; and more importantly, high reliability, excellent functional performance; low cost, and low power dissipation can be achieved.The integrated circuits have found immediate application in computers and other digital systems. These are typical of systems which are called upon to do larger, more complex tasks much faster than ever before. Digital systems, in particular, have increased tremendously in size and complexity, and it their miniaturization is urgently needed.The special problems of aeronautics make the miniaturization of electronic equipment increasingly necessary. For example, in a jet aircraft, each pound of equipment over the basic payload requires more than 7 1b of increased gross weight. It is said that a missile must carry 40 1b of fuel for each pound of payload. The ratio of the gross weight of a missile to the weight of this electronic equipment, together with an increase in reliability, spacecraft can now be directed by miniaturized densely packaged electronic equipment. Indeed, this is a fertile field for the application of reliable circuits. It is reasonable to expect that the trend toward miniaturization in these areas will accelerate rapidly.9 中文翻译对为组建计算机提供基础的技术的认识，是计算机科学领域的一个重要的组成部分。对这项技术应用的基本原理是电路和布尔代数。这些原理同其他大量不同的技术类型一起，被应用于过去40年的计算机生产。在20世纪运用于计算机制造的第一个技术类型是真空管技术。这种技术设计、制造与20世纪40年代中期和50年代初期，应用这项技术制造出了一大批计算机。1947年，晶体管的发明使得电子技术往前跨出了一大步。贝尔实验室的三位科学家发明了这项速度快、体积小、更加可靠，并且比真空管大大节能的新技术。晶体管技术使得快速、小巧并且廉价的计算机在20世纪50年代和60年代之间被制造出来。晶体管技术的成功和固态物理的进步为另一项新技术奠定了基础，那就是集成电路，也就是IC。其实就是在一块单独的芯片上安装了有十来个组建构成的电路，即小型集成电路（SSI）。从那以后，集成电路上组件的数量就以每年翻一番的速度递增。1965年，具有100多个元件的中型集成电路（MSI）被制造出来。1971年，在一块芯片上继承了上千个组件的大规模集成电路（LSI）问世。目前，惠普、AT&T和其他的大中型制造厂家开始制造超大规模的集成电路（VLSI）。集成电路有着许多优点，当首先还是表现在他的高速度、低耗能以及更可靠上，而且总体上降低了电路的复杂程度。利用高密度封装小型化分立元件所能达到的可靠性及尺寸的缩小是有实际限制的。尽管这种元件的可靠性可以比普通元件搞，但其提高的程度并不能足以补偿由于元件间必要的连接所引起的可靠性的降低，由于集成电路具有广泛应用的趋势。利用这项技术，完全可能实现尺寸缩小和重量减轻；更重要的是，能够实现高可靠性、良好的工作性能、低成本和低功耗。集成电路以及直接应用于计算机和其他数字系统内。这种系统的特点是：能比以前快得多的完成更大量、更复杂的工作。特别是在数字系统中，体积和复杂程度剧增，所以这种系统急需小型化。航空方面的特殊问题是电子设备的小型化日益必要。例如，在喷气式飞机中，设备重量没超过基本有用载荷一磅，则其毛重就需要增加7磅。据悉，或就必须为每磅有用载荷携带40磅燃料。就现今使用的火箭而言，火箭毛重于其他卫星重量的比率大于1000：1。减轻这类电子设备的重量以及提高其可靠性已成为极其重要的问题。小型密集封装电子设备就能够直接用来完成喷气式飞机、导弹、卫星、和宇宙飞船上的很多控制功能。这确定是应用可靠集成电路的良好领域，有理由预料，这些领域小型化趋势将进一步加速。10 致谢本篇论文虽然凝聚着自己的汗水，但却不是个人智慧的产品，没有导师的指引和赠予，没有父母和朋友的帮助和支持，我在大学的学术成长肯定会大打折扣。当我打完毕业论文的最后一个字符，涌上心头的不是长途跋涉后抵达终点的欣喜，而是源自心底的诚挚谢意。我首先要感谢我的导师姚四改老师，对我的构思以及论文的内容不厌其烦的进行多次指导和悉心指点，使我在完成论文的同时也深受启发和教育。在设计过程中还得到了周围许多同学和老师的帮助，以使我的毕业设计能顺利地完成，在此表示诚挚的谢意。再次由衷感谢答辩组的各位老师对我的指导和教诲，我也在努力的积蓄着力量，尽自己的微薄之力回报母校的培育之情，争取使自己的人生对社会产生些许积极地价值！