哈工大2020数字逻辑大作业：电子密码锁设计

"哈尔滨工业大学2020年的数字逻辑大作业是关于电子密码锁的设计，学生需要设计一个具有4位以上数字密码的电子锁，具备密码设置、倒计时报警和错误提示等功能。作业涉及编码、存储、比较和计时四个主要模块的数字逻辑设计。" 在这份大作业中，学生需要掌握以下几个核心知识点： 1. **数字逻辑基础**：数字逻辑是计算机科学的基础，涉及二进制数、逻辑门（AND、OR、NOT、NAND、XOR等）、组合逻辑电路和时序逻辑电路等。在这个项目中，学生需运用这些基本概念来实现密码锁的逻辑功能。 2. **8421-BCD码**：8421-BCD码是一种常见的二进制编码方式，用于将十进制数转化为二进制表示。编码模块需要将输入的4位密码转换为8421-BCD码，以便后续处理。 3. **存储模块**：设计一个存储单元来保存设定的密码，这通常涉及到触发器或寄存器等时序逻辑器件，用于保持数据在电源断开后仍能被保留。 4. **比较模块**：此模块比较输入的密码与存储的密码是否匹配，这需要实现一系列的逻辑运算，如异或、与和或等，以确定密码的正确性。 5. **计时模块**：计时功能要求5秒内未正确输入密码则自动复位并触发报警。这可能需要用到计数器（如D型触发器构成的环形计数器）和定时逻辑，确保在规定时间内完成计时并发出信号。 6. **系统集成**：将上述各模块集成在一个系统中，需要考虑信号的同步、时钟管理、复位信号的处理，以及各种状态的控制逻辑。 7. **硬件描述语言（HDL）编程**：实现这些逻辑功能可能需要使用VHDL或Verilog等HDL，编写代码描述各个模块的行为和结构，并进行仿真验证。 8. **电路仿真**：在设计过程中，学生需要对各个模块进行仿真，检查其功能是否符合预期，这包括计时器的调试、密码输入的验证、显示的调试和指示灯的控制等。 9. **设计报告**：完成设计后，学生需要撰写详细的设计报告，包括设计要求、工作原理、系统框图、各模块功能、调试过程、设计结论以及心得总结，展示他们的学习成果和思考过程。 10. **附加功能**：除了基本的密码锁定功能，还包括密码设置、倒计时显示、错误提示等功能，这增加了设计的复杂性和实用性。 通过这个大作业，学生不仅能深化对数字逻辑的理解，还能提高问题解决、系统设计和项目管理的能力，同时锻炼了他们的动手实践能力。