電子密碼鎖課程設(shè)計

-II-PAGEI-PAGEI-目錄摘要………………………1前言…….…………………1.1發(fā)展前景………….…………………...1.2研究目的和意義……..………………1.3基本要求………………1.4基本設(shè)計原理…………1.5主要性能指標……………2設(shè)計方案簡述………..………………2.1設(shè)計思路………………..………….…2.2原理框圖………………..………….…2.3設(shè)計原理分析…………..………….…3詳細設(shè)計……………..………………..……………..……3.1密碼鎖單元電路設(shè)計…………..……3.1.1密碼識別電路…………..………….3.1.2秒脈沖產(chǎn)生電路…………..………….3.1.3倒計時電路…………..………….…3.1.4驅(qū)動蜂鳴器電路…………..………….3.1.5驅(qū)動繼電器電路…………..………….3.2密碼鎖總體電路設(shè)計…………………..………….…4總結(jié)……..…………………..………….參考文獻…….………………..………………..………….摘要采用邏輯門電路設(shè)計電子密碼鎖，闡述了其工作原理，給出了具體的電路原理圖。該密碼鎖具有密碼預(yù)置功能，保密性強，誤碼報警，并且報警時間可以設(shè)定，同時用數(shù)碼管顯示出報警時間。密碼正確時驅(qū)動繼電器控制開鎖指示燈，誤碼時報警信號由蜂鳴器發(fā)出，聲音為間歇式鳴笛。采用自行設(shè)計的5V穩(wěn)壓電源供電，具有耗電省等特點。使用時用戶必須按下確認按鈕后方可知用戶輸入的密碼是否與預(yù)置密碼一致，當密碼正確時密碼鎖可以被打開，點亮綠色二極管亮代表密碼正確，鎖可以打開。密碼不正確時按下確認按鈕，紅色二極管被點亮，同時蜂鳴器鳴笛十秒，數(shù)碼管顯示十秒倒計時；倒計時結(jié)束時，數(shù)碼管顯示00，對其產(chǎn)生的編碼信號經(jīng)門電路處理后轉(zhuǎn)化為低電平信號，傳給秒脈沖電路控制端，使其停止工作，從而脈沖驅(qū)動的蜂鳴器也停止報警。關(guān)鍵詞：電子密碼鎖；數(shù)字電路；預(yù)置密碼；誤碼報警2AUTHORZ 2 DATE\@"M/d/yyyy"7/9/2013前言1.2研究目的和意義隨著人們生活水平的提高，對家庭防盜技術(shù)的要求也是越來越高，傳統(tǒng)的機械鎖由于其構(gòu)造的簡單，被撬的事件屢見不鮮，電子鎖由于其保密性高，使用靈活性好，安全系數(shù)高，受到了廣大用戶的歡迎。現(xiàn)在市場上主要是基于單片機技術(shù)的電子密碼鎖，但可靠性較差。通常簡單的數(shù)字電路就可實現(xiàn)密碼不限次數(shù)重寫，也就是說現(xiàn)在的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計一樣靈活、方便。相對于基于單片機技術(shù)的電子密碼鎖，用簡單門電路來來構(gòu)成系統(tǒng)，可靠性提高，并且價格便宜。通過本次設(shè)計掌握數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計的方法，熟悉電子密碼鎖設(shè)計相關(guān)硬件的使用，了解電子密碼鎖的系統(tǒng)構(gòu)成，利用數(shù)字門電路實現(xiàn)電子密碼鎖的設(shè)計與實現(xiàn)，可以加深自己對所學(xué)專業(yè)的認識，關(guān)聯(lián)知識，增強自己的動手能力，積累實踐經(jīng)驗，為以后的工作打好基礎(chǔ)。1.3基本要求當輸入代碼正確時綠燈亮表示開鎖狀態(tài)；當輸入代碼錯誤時紅燈亮表示報警狀態(tài)，報警聲音持續(xù)10秒。1.4基本設(shè)計原理密碼鎖電路包含:撥碼設(shè)密、撥碼輸入、密碼檢測、脈沖電路、開鎖示意電路、報警電路以及倒計時顯示電路。特別說明的是,倒計時顯示電路在密碼鎖的應(yīng)用當中看似不合理,但在該設(shè)計電路中,主要是方便實現(xiàn)對電路報警時間的控制,實際應(yīng)用中可以將顯示部分去掉或是采用適當電路隱藏。本電路用一個4位撥碼式按鍵輸入開關(guān),一個4位撥碼式按鍵密碼預(yù)設(shè)開關(guān)。用戶必須按下確認按鈕后方可知用戶輸入的密碼是否與預(yù)置密碼一致。將輸入信號與預(yù)設(shè)密碼信號經(jīng)過一定的門電路轉(zhuǎn)化為高低電平后信號輸出。一致時輸出低電平,做為開鎖信號；不一致時輸出高電平，做為報警信號。利用芯片555多諧震蕩器產(chǎn)生1Hz的周期秒脈沖，做為倒計時和蜂鳴器報警信號?？傮w電路是在單元電路的基礎(chǔ)上整合得到的，主要邏輯關(guān)系如下：密碼識別電路信號與倒計時電路顯示00時的編碼信號經(jīng)過邏輯整合后做為控制555是否工作的信號。555的工作與否又反作用于倒計時電路，做為倒計時電路的脈沖輸入源，同時555秒脈沖信號也是蜂鳴器的工作信號。1.5性能指標實現(xiàn)了所有基本功能和一些自由發(fā)揮功能，密碼為4位二進制數(shù)。2設(shè)計方案簡述2.1設(shè)計思路打開一把電子密碼鎖的關(guān)鍵在于正確的輸入密碼,本設(shè)計提供了一個4位撥碼式按鍵輸入開關(guān),一個4位撥碼式按鍵密碼預(yù)設(shè)開關(guān)。用戶必須按下按下事確認按鈕后方可知用戶輸入的密碼是否與預(yù)置密碼一致,一致時密碼鎖可打開,本設(shè)計由綠色二極管亮代表密碼正確,鎖可以打開。密碼不正確時，紅色二極管亮同時蜂鳴器響十秒，顯示十秒倒計時。2.2設(shè)計原理框圖設(shè)計原理方框圖如圖2-1所示。輸入密碼輸入密碼密碼錯誤555電路工作密碼識別按下確認鍵密碼正確綠燈亮開鎖紅燈亮蜂鳴器響十秒顯示十秒倒計時圖2-1設(shè)計原理方框圖2.3設(shè)計原理分析密碼鎖電路包含:撥碼設(shè)密、撥碼輸入、密碼檢測、脈沖電路、開鎖示意電路、報警電路以及倒計時顯示電路。特別說明的是,倒計時顯示電路在密碼鎖的應(yīng)用當中看似不合理,但在該設(shè)計電路中,主要是方便實現(xiàn)對電路報警時間的控制,實際應(yīng)用中可以將顯示部分去掉或是采用適當電路隱藏。3詳細設(shè)計3.1密碼鎖單元電路設(shè)計3.1.1密碼識別電路本電路用一個4位撥碼式按鍵輸入開關(guān),一個4位撥碼式按鍵密碼預(yù)設(shè)開關(guān)。用戶必須按下按下事確認按鈕后方可知用戶輸入的密碼是否與預(yù)置密碼一致。將輸入信號與預(yù)設(shè)密碼信號經(jīng)過一定的門電路轉(zhuǎn)化為高低電平后信號輸出。一致時輸出低電平,做為開鎖信號；不一致時輸出高電平，做為報警信號。圖3-1-1密碼識別電路3.1.2秒脈沖產(chǎn)生電路利用芯片555[3]多諧震蕩器產(chǎn)生1Hz的周期秒脈沖，做為倒計時和蜂鳴器報警信號。周期計算公式：圖3-1-2秒脈沖產(chǎn)生電路3.1.3倒計時電路74LS192為可預(yù)置的十進制同步加/減計數(shù)器。Q0～Q3輸出端,本電路只用到它的4引腳，實現(xiàn)減計數(shù)動能。用譯碼器74LS48、數(shù)碼管顯示動態(tài)顯示Q0～Q3輸出的動態(tài)信號。圖3-1-3倒計時電路3.1.4驅(qū)動蜂鳴器電路用NPN型三極管9013對555脈沖信號放大，從而驅(qū)動蜂鳴器報警。圖3-1-4驅(qū)動蜂鳴器電路3.1.5驅(qū)動繼電器電路用NPN型三極管9013對門電路信號放大，從而驅(qū)動繼電器工作。圖3-1-5驅(qū)動繼電器電路3.2密碼鎖總體電路設(shè)計總體電路是在單元電路的基礎(chǔ)上整合得到的，主要邏輯關(guān)系如下：密碼識別電路信號與倒計時電路顯示00時的編碼信號經(jīng)過邏輯整合后做為控制555是否工作的信號。555的工作與否又反作用于倒計時電路，做為倒計時電路的脈沖輸入源，同時555秒脈沖信號也是蜂鳴器的工作信號。圖3-2總體設(shè)計電路圖總結(jié)電子密碼鎖的設(shè)計是在數(shù)字電路、模擬電路課程后，自己設(shè)計的課外科技活動。是教學(xué)計劃中實踐方面的重要組成部分，也是落實本科學(xué)生科研訓(xùn)練計劃的要求。在著重基礎(chǔ)、注重前沿的前提下，促進教學(xué)改革，在教學(xué)中注重培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力、動手能力；加強科學(xué)研究和工程實踐素質(zhì)的訓(xùn)練，提高自己對實際問題進行設(shè)計、制作的綜合能力；為后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計和在今后工作崗位上獨立開展科學(xué)研究打下良好基礎(chǔ)。同時提升了同學(xué)間的團結(jié)協(xié)作能力。身為自動化的學(xué)生，設(shè)計是將來我們必須的技能，是生存立業(yè)的根本，而此次實習(xí)恰恰給我們提供了一個人應(yīng)用自己所學(xué)知識的平臺，是我們的書本知識不在知識局限于大腦而是于實踐。

設(shè)計和制作完成后寫出總結(jié)還是必要的。我想我在設(shè)計和制作過程中一定會遇到不少的麻煩，它正是我們進行設(shè)計的一個主要原因。把它寫下來，可以提高我們解決問題的能力。做好本次試驗的前提就是對于書本知識掌握熟練，這樣才能對出現(xiàn)的問題做出一定的分析和解決。