"小型实验室门禁系统设计与仿真实验报告"

本次实验的目的是通过传统电路设计方法，对一个小型实验室门禁系统的设计进行逻辑电路的设计，并利用Logisim软件进行虚拟仿真来验证设计是否达到要求。通过设计、仿真和验证的过程训练学生掌握小型电路系统的设计、仿真、调试方法以及电路模块封装方法。 实验所用设备包括Logisim2.7.1软件和一台微型计算机。实验分为课内和课外两部分，共计8个课时。 设计场景为某小型保密实验室需要安装一个门禁系统，用于监测、控制和显示实验室内的人数。该实验室只有一个门，最多只能容纳15人。假设员工进出实验室都需要刷门禁卡，并确保每次刷卡后只有一人能进出。 在实验室空置时，人数显示为0。当刷卡进入时，实验室的人数增加1；当刷卡离开时，实验室的人数减少1。当实验室已满员时，如果有员工在门外刷卡进入，系统将报警提示实验室已满员，不允许进入。 为了实现这个门禁系统的设计，我们需要使用Logisim软件进行逻辑电路的设计和仿真。首先，我们需要设计一个门禁控制电路，该电路能够读取门禁卡的信息，并根据当前实验室人数进行相应的控制和显示。 在设计过程中，我们需要考虑以下几个关键点： 1. 门禁控制电路应该能够读取刷卡信息，判断进出和刷卡时间，并根据要求进行相应的人数添加和减少。 2. 为了确保每次刷卡后只有一人能进出，我们需要设计逻辑电路来检测当前是否已有人进出实验室，以及门禁卡是否被重复刷卡。 3. 当实验室人数达到最大限制时，应设计报警电路，以防止超员进入。 在完成设计后，我们将使用Logisim软件进行虚拟仿真，验证设计是否满足要求。通过仿真，我们可以模拟刷卡进出实验室的情况，并观察实验室人数和报警系统的运行情况。根据仿真结果，我们可以进一步优化设计，确保系统的正确性和稳定性。 总之，通过本次实验，我们可以学习到电路系统设计和仿真的基本方法和技巧，掌握Logisim软件的使用，提高逻辑电路设计和调试的能力。这些知识和技能将为我们今后的电路设计和实验工作打下坚实的基础。