電阻密碼鎖
一、 題目的要求和意義
課程設計目的：
讓學生們了解獨立設計一套作品的流程，同時也提高學生們的動手能力，鞏固模擬電子線路的知識，培養學生們團結合作的精神，
實驗要求：
- 用一個特定阻值的電阻作為密鑰；
- 用Ucc/2作為比較電壓；
- 用發光二極管的亮滅來顯示鎖的開合：正確接入密鑰時，發光二極管亮，則鎖被打開；否則當有人試圖開鎖時或錯誤（或無）接入密鑰時，發光二極管暗，發光二極管暗，則鎖閉合，
- 初始時無電阻接入，視窗電壓比較器輸出高電平，通過一級反相器后變為低電平，發光二極管不導通，同時另一路運放也輸出高電平，導致儲能機構截止，
- 正確接入電阻時，電壓比較器輸出低電平，通過一級反相器后變為高電平，發光二極管亮，同時另一路運放也輸出低電平，導致儲能機構仍截止，
- 錯誤接入電阻時，電壓比較器輸出高電平，通過一級反相器后變為低電平，發光二極管不導通，同時另一路運放輸出低電平，儲能機構導通，電容器快速充電，隨后即便曾經搜索到密鑰，但電容器兩端維持高電平從而使通過一級反相器后的電壓變為低電平，發光二極管仍不導通，
二、 硬體電路設計
電路設計的總體框圖及仿真原理圖如下：
設計原理：
（1）電壓跟隨器
電壓跟隨器是指輸出電壓跟隨輸入電壓的變化，也就是說，電壓跟隨器的電壓放大倍數恒小于且接近1，電壓跟隨器是同相比例放大電路的一種特殊情況，同相比例放大電路如下圖所示：
根據虛短、虛斷的概念有VN=VP=VS,is=iF于是求得v0=(1+Rf/R1)*VS—————(1)
故當Rf–>0，R1–>∞時V0 = VS即是電壓跟隨器，
（2）視窗比較器
視窗比較器有兩個閾值電壓，輸入電壓在兩個閾值電壓之間，輸出電壓為低電平，輸入電壓在兩個閾值電壓之外，輸出電壓為高電平，如圖所示，
（4）單限比較器
（6）延時電路
使用了RC延時電路，由仿真原理圖設視窗比較器的輸出電壓為U13，
當視窗比較器輸出高電平時，電容Ｃ1充電：
充電時間為Ｔ1＝Ｒ9Ｃ1ln（（U13-Uc）/U13）————（2）
當視窗比較器輸出為低電平時，電容Ｃ1通過電阻Ｒ9放電：
放電時間為Ｔ2＝-Ｒ9Ｃ1ln（Uc/U13）————（3），
Ｕc電壓為電容充放電電壓，
（7）總體設計
- 當滑動變阻器R2的阻值等于50KΩ時，即輸入正確的電阻密碼，由于R2=R1,且采用+5V電源電壓供電，故由分壓公式可得，R2上的電壓為2.5V，因為運放U1A是電壓跟隨器，故輸出電壓為U1=2.5V，2.5V的電壓分別輸入視窗比較器U1B的5腳與U1C的9腳，由分壓公式可以算出，U1B的6腳與U1C的10腳的電壓分別為U6=2.5247V，U10=2.4752V，因為U10<U1<U6，故視窗比較器輸出為低電平，即U13=0V，此時電容C1兩端沒有電壓，由分壓公式算出單限比較器的12腳的電壓為U12=5V*10K/22K=2.27V，因為U12>U13,所以比較器輸出高電平，LED燈亮，
- 當滑動變阻器R2的阻值不等于50KΩ時，即輸入錯誤的電阻密碼，由于R2≠R1,且采用+5V電源電壓供電，故由分壓公式可得，R2上的電壓為就會大于U6=2.5247V或者是小于，U10=2.4752V，因為運放U1A是電壓跟隨器，故輸出電壓U1>U6或者U1<U10, U1的電壓分別輸入視窗比較器U1B的5腳與U1C的9腳,此時U6=2.5247V，U10=2.4752V不變，因為U1>U6或者U1<U10，故視窗比較器輸出為高電平，即經測量U13=3.425V，此時電容C1充電，由于單限比較器U12=2.27V，因為U12<U13,所以比較器輸出為低電平，LED燈不亮，
- 當再次接入正確的電阻密碼時，電阻比較器輸出電壓為低電平，由于之前接錯電阻密碼時電容兩端充電至高電平，故U13也為高電平，且U13>U12，比較器輸出為低電平，LED燈不亮，同時電容C1向電阻R9放電，放電至C1兩端電壓小于U12時比較器輸出為高電平，所以LED燈亮起，
三、軟體設計流程及描述（無）
四、源程式代碼（要有注釋）（無）
五、除錯程序遇到的問題與解決的方法
在除錯程序中遇到一些問題，
沒有1BH62的二極管，我們只能從別處想辦法，1BH62的二極管用不了了，那說明電路中反相器也就沒有了，在翻書的程序中突然翻到單閾值比較器，與反相器的接法很類似，就想著能否將反相器改造為比較器，最后想到通過飛線給同相端一個參考電壓，就能構成比較器，最后確實成功了，
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