課程設(shè)計：電子密碼鎖(附原理圖及PCB)

千里之行，始于足下。第2頁/共2頁精品文檔推薦課程設(shè)計：電子密碼鎖(附原理圖及PCB)電子密碼鎖

摘要：本設(shè)計是經(jīng)過推斷輸入密碼正確與否從而操縱相應(yīng)電路工作，完成開鎖、報警、鎖定鍵盤等任務(wù)的電子密碼鎖。它具有預(yù)設(shè)密碼功能，超時報警功能，鍵盤鎖定功能，錯誤提示功能等。預(yù)設(shè)密碼和輸入密碼是用兩個八位的鎖存器實(shí)現(xiàn)，密碼推斷是由數(shù)值比較器電路組成，超時報警功能是用NE555所構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)，超時次數(shù)及密碼錯誤次數(shù)由計數(shù)電路記錄，而鍵盤鎖定功能則是經(jīng)過電路的邏輯關(guān)系巧妙操縱鎖存器的輸出使能端實(shí)現(xiàn)的。

關(guān)鍵詞：電子鎖，密碼鎖，鍵盤鎖定，報警電路

Abstract：Thisdesignistocontrolthecorrespondingcircuitbyjudgingthepasswordcorrectlyornotwork,dolock,alarm,lockthekeyboardandotherelectroniccombinationlock.Ithasdefaultpasswordfunction,timeoutalarmfunction,andkeylockfunction,errorfunction,etc.Defaultpasswordandenterthepasswordistousetwooftheeightlatch,passwordisconsistofnumericcomparatorcircuit,timeoutalarmfunctionisformedbyusingNE555monostabletrigger,timeoutnumberandpassworderrornumberrecordedbycountingcircuit,andkeylockfunctionisthroughthelogicalrelationshipofthecircuitcancontroltheoutputofthelatchmakestheserver-sideimplementation.

Keywords：Electroniclock,Combinationlock,Keyboardlock,warningcircuit.

名目

1前言(1)

1.1設(shè)計背景(1)

1.2設(shè)計概述(1)

2總體方案設(shè)計(3)

2.1程序框圖(3)

2.2電路分析(3)

3單元模塊設(shè)計(5)

3.1密碼鎖存電路(5)

3.2密碼推斷電路(7)

3.3計數(shù)器電路(8)

3.4計時器電路(9)

3.5電路參數(shù)的計算及元器件的挑選(12)

3.6各單元模塊的聯(lián)接(13)

4系統(tǒng)調(diào)試(14)

4.1仿真電路總圖(14)

4.2系統(tǒng)仿真參數(shù)設(shè)置(14)

4.3功能調(diào)試(15)

4.4調(diào)試結(jié)果分析(21)

5系統(tǒng)功能、指標(biāo)參數(shù)(23)

5.1系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能(23)

5.2系統(tǒng)指標(biāo)參數(shù)測試(23)

6結(jié)論(24)

7設(shè)計總結(jié)(25)

7.1設(shè)計的收獲體味(25)

7.2對設(shè)計的進(jìn)一步完善提出意見或建議(25)

8致謝(26)

9參考文獻(xiàn)(27)

附錄1：電子密碼鎖的仿真總圖(28)

附錄2：電子密碼鎖的PCB圖(29)

1前言

1.1設(shè)計背景

隨著人們?nèi)兆铀降奶岣?，對家庭防盜技術(shù)的要求也是越來越高，傳統(tǒng)的機(jī)械鎖由于其構(gòu)造的簡單，被撬的事件屢見別鮮，電子鎖由于其保密性高，使用靈便性好，安全系數(shù)高，受到了廣闊用戶的歡迎。如今市場上要緊是基于單片機(jī)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(shí)現(xiàn)密碼別限次數(shù)重寫，也算是講如今的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計一樣靈便、方便。相關(guān)于基于單片機(jī)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、使用靈便性好、價格廉價等優(yōu)點(diǎn)，所以受到了廣闊用戶的青睞。

1.2設(shè)計概述

電子密碼鎖的原理別復(fù)雜，設(shè)計的器件大多為較為常見的器件。電子密碼鎖實(shí)際上是一種經(jīng)過密碼輸入來操縱電路從而操縱機(jī)械開關(guān)的閉合，完成開鎖的裝置，它的功能包括數(shù)據(jù)鎖存、數(shù)值比較、計時報警、延時鎖定等。本次課題要緊目的是培養(yǎng)我們自主動手設(shè)計能力和解決咨詢題的能力，加強(qiáng)我們對數(shù)字電路、模擬電路的認(rèn)識和運(yùn)用，讓我們對電子設(shè)計有一定的認(rèn)識。

1.2.1設(shè)計目標(biāo)

設(shè)計出一具包括密碼開鎖等多功能的電子密碼裝置。基本功能：用戶經(jīng)過鍵盤輸入密碼，將該密碼鎖存并與預(yù)置密碼比較，相等則密碼鎖能夠被打開，同時綠群的燈亮。若按下干擾鍵，鍵盤輸入電路自動清零，原先輸入的密碼無效，需要重新輸入。若密碼輸入錯誤超過三次，則紅群的燈亮，用戶輸入密碼的時刻超過30秒，電路將報警80秒，若電路延續(xù)報警三次，電路將鎖定鍵盤5分鐘。

1.2.2技術(shù)路線

要實(shí)現(xiàn)該設(shè)計，就應(yīng)把整個電路分為幾大模塊。分不是密碼鎖存模塊，密碼比較模塊，計時模塊，計數(shù)模塊，報警模塊，鍵盤鎖定模塊。先經(jīng)過對各個模塊舉行設(shè)計、調(diào)試之后再將其組合起來舉行整機(jī)調(diào)試。

1.2.3實(shí)施打算

首先是要理清實(shí)現(xiàn)設(shè)計的框圖，在總體框圖的指導(dǎo)下，作出具體的電路圖，

由要設(shè)計實(shí)現(xiàn)的功能，計算出各個電路元件的值，并逐一對各個元件舉行挑選。最終用仿真軟件對設(shè)計舉行仿真操作，調(diào)試軟件，并對比出的設(shè)計有誤的地點(diǎn)舉行必要的修正，確保設(shè)計的正確和功能的實(shí)現(xiàn)。

1.2.4必備條件

要實(shí)現(xiàn)該電路的設(shè)計，首要的算是要制定出設(shè)計的實(shí)現(xiàn)框圖，并在老師的指導(dǎo)和參照資料的條件下作出具體電路圖，選定實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)該設(shè)計的各種元器件。另外，還應(yīng)由必要的軟件幫助設(shè)計的完成。

2總體方案設(shè)計

要達(dá)到設(shè)計的要求，從輸入密碼開始，寄存密碼并比較，然后依照比較結(jié)果輸出從而操縱報警電路或者開鎖電路。

2.1程序框圖

系統(tǒng)框圖如圖2-1所示。

圖2-1系統(tǒng)框圖

工作原理簡述：用戶從鍵盤輸入密碼，從按下任意一具鍵開始計時，若按下干擾鍵則需要重新輸入密碼，同時重新計時。按下密碼修改鍵則能夠修改密碼，將輸入的密碼與預(yù)置密碼比較，若相等則由開鎖電路舉行開鎖并亮綠燈，假如密碼延續(xù)錯誤三次將亮紅燈。若用戶輸入密碼時超時則由NE555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)計時報警，并且報警一次，計數(shù)器加一，若計數(shù)達(dá)到3次則經(jīng)過由NE555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)電路將鍵盤將鎖定5分鐘，此刻鍵盤輸入無法開鎖且無法舉行密碼修改。

2.2電路分析

針對密碼比較經(jīng)過兩個鎖存器，一具用于預(yù)置密碼，當(dāng)預(yù)置開關(guān)打開時，從鍵盤輸入密碼并將之保存并輸出，而預(yù)置開關(guān)關(guān)閉后將之前的密碼鎖存，鍵盤輸入對輸出無妨礙。之后用戶輸入密碼后按下確認(rèn)鍵輸出密碼與預(yù)置密碼進(jìn)

重新輸入超時

計時電路

報警電路

鍵盤鎖定

密碼修改

干擾鍵

按下開始正確

錯誤

鎖定5分鐘

鍵盤輸入

開鎖電路

執(zhí)行電路

密碼推斷

等于3次

行比較。干擾鍵則是經(jīng)過鍵盤的特性舉行復(fù)位。密碼推斷電路是經(jīng)過兩個四位的數(shù)值比較器片選組合成八位的數(shù)值比較舉行密碼的推斷并輸出相應(yīng)的高低電平。開鎖電路和執(zhí)行電路則由繼電器和綠群的發(fā)光二極管連接而成。計時電路由一具八位的與門連接鍵盤，構(gòu)成有輸入則輸出高電平使NE555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)電路觸發(fā)計時后自動翻轉(zhuǎn)。報警電路和鍵盤鎖定電路基本上經(jīng)過NE555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)延時功能，報警時刻和延時鎖定時刻能夠自行設(shè)定而改變。

3單元模塊設(shè)計

本節(jié)要緊介紹系統(tǒng)各單元模塊的具體功能、電路結(jié)構(gòu)、工作原理、以及各個單元模塊之間的聯(lián)接關(guān)系；并且本節(jié)也會對相關(guān)電路中的參數(shù)計算、元器件挑選、以及核心器件舉行必要講明。

3.1密碼鎖存電路

密碼鎖存電路由芯片74HC373和74HC374構(gòu)成。74HC373是八路D型鎖存器，每個鎖存器具有獨(dú)立的D型輸入，以及適用于面向總線的應(yīng)用的三態(tài)輸出。所有鎖存器共用一具鎖存使能（LE）端和一具輸出使能（OE）端。74HC373包含八個具有三態(tài)輸出的D型透明鎖存器。當(dāng)LE為高時，數(shù)據(jù)從Dn輸入到鎖存器，在此條件下，鎖存器進(jìn)入透明模式，也算是講，鎖存器的輸出狀態(tài)將會隨著對應(yīng)的D輸入每次的變化而改變。當(dāng)LE為低時，鎖存器將存儲D輸入上的信息一段就緒時刻，直到LE的下落沿來臨。當(dāng)OE為低時，8個鎖存器的內(nèi)容可被正常輸出；當(dāng)OE為高時，輸出進(jìn)入高阻態(tài)。OE端的操作不可能妨礙鎖存器的狀態(tài)。74HC374與74HC373別同的是鎖存使能（LE）端為脈沖信號輸入。

圖3-174hc373（4）密碼輸入圖

用74HC373和74HC374構(gòu)成的密碼輸入和密碼預(yù)置電路:打開左下角開關(guān)給373的使能端LE一具高電平使之開始工作，按下八位開關(guān)舉行密碼預(yù)置。然后關(guān)閉開關(guān)，按下復(fù)位鍵，之后就能夠輸入密碼，密碼輸入結(jié)束后按下確認(rèn)鍵，給出一具脈沖，使374輸出密碼。

3.2密碼推斷電路

密碼推斷電路由兩片74HC85片選構(gòu)成。數(shù)值比較器74HC85有八個比較輸入（A0-A3,B0-B3）,三個級聯(lián)輸入（AB,A=B)和三個推斷輸出

（Q

AQ

B

,Q

A

=Q

B

),該器件可對兩個4位字舉行比較，比較結(jié)果在

QAQ

B

,Q

A

=Q

B

端以高電平呈現(xiàn)。惟獨(dú)當(dāng)字A等于字B時，三個級聯(lián)輸入才能夠決

定輸出狀態(tài)，同時A=B端優(yōu)先于AB端。若將多個HC85級聯(lián)，則可比較大于4

位的兩個字，此刻低位級的推斷輸出（Q

AQ

B

,Q

A

=Q

B

）應(yīng)分不接到下一級的級

聯(lián)輸入（AB)。

圖3-28位數(shù)值比較器

兩片74HC85經(jīng)過片選連接一起構(gòu)成八位的數(shù)值比較器，其中U3的A口和U4

的A口接74HC374的八位輸出，B口接373的輸出。U3的3引足由確認(rèn)鍵經(jīng)過D觸發(fā)器及其相應(yīng)的邏輯關(guān)系輸入，保證未按下確認(rèn)鍵前別比較其輸入數(shù)值。若相比較的兩個數(shù)值相等則U4的6引足輸出高電平，從而連接三極管驅(qū)動繼電器使開鎖電路打開并亮綠燈。而U4的5引足和7引足由二輸入的或門連接，如若兩個數(shù)值別等則輸出高電平使計數(shù)器計數(shù)。

3.3計數(shù)器電路

計數(shù)器電路有74LS