电子密码锁的设计.doc

电子密码锁的设计一、设计目的、意义随着人们生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一问题也变的尤其的突出，传统的机械锁由于其构造的简单，被撬的事件屡见不鲜，电子锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的亲呢。二、设计内容（1）总体设计方案简介采用74LS160十进制计数器、利用74LS148 8线3线编码器进行编码的多位十进制可报警多功能密码锁。电子锁主要由输入元件、电路(包括电源)和锁体三部分组成，后者包括电磁线圈、锁拴、弹簧和锁框等。当电磁线圈中有一定的电流通过时，磁力吸动锁栓，锁便打开。否则锁栓进入锁框，即处在锁住状态。为了便于试验，我们可用发光二极管代表电磁线圈，当发光二极管为亮状态时，代表电子锁被打开，暗状态代表锁着。原理如下1图。编码按键开锁控制电路控制电路门铃按钮编码电路报警电路门铃电路图1.1 带报警器的密码电子锁和门铃电路原理图CP以上方案中系统的设计可使电子锁具有可编程功能。由图可知，每来1个输入时钟，编码电路的相应状态向前前进一步。在操作过程中，按照规定的密码顺序按动编码按键，编码电路的输出就会跟随这个代码的信息。正确输入编码按键的数字，通过控制电路供给编码电路时钟，一直按规定编码顺序操作完，则驱动开锁电路把锁打开。在操作过程中，没有按照规定代码顺序按下数字键或按动了其他键，则控制电路使防盗报警电路产生报警。按动门铃及清零按钮可使500Hz振荡电路工作，门铃发出响声，同时该按钮还使编码电路清零并解除防盗报警。一下为方案框图。键盘按键门铃电路编码电路开锁电路报警电路密码储存电路密码比较器图1.2 整体方案设计流程框架图 整体方案设计流程框架图（2）单元电路设计输入装置和编码电路输入装置包含09十个数字键、清零键、确认键、门铃键和密码读写开关，其中数字键和清零、确认键按钮装在门的外侧，读写开关装在门的内侧，也就是说只有门打开之后才能对密码进行修改。用两片8线3线编码器74LS148，组成一个16线4线编码器，芯片上I0I9对应键盘上09个数字，编码器输出Z3、Z2、Z1、Z0四位二进制数，其中以两片74LS148上的Yex（为图4-1-1中GSN），通过与非门相连的输出作为CP脉冲信号，因为在无输入的情况下两个Yex均为1，输出CP为0，当有输入时有且仅有一个Yex为0，则输出CP为1，这样就构成了CP单脉冲。设计电路图如下图2.0。 图4-1-1输入装置和编码电路三、原件清单重要元件名称量数按键十个74LS1488线3线编码器三个74LS00二输入与非门二个四、总电路图以下就是带报警器的编码电子锁和门铃电路的设计的完整电路图。为使其简洁清晰，故将电路进行等效处理，等效部分保留原来的属性和性质不变。密码锁电路及其等效电路（如【图4.1】、图【4.2】）图4-.1 密码锁电路图将各电路模块等效表示可得到如下图4 图4 电路模块等效图五、结果分析对于编码部分的结果分析当键盘中的10个按键中有一个按键按下时，Z0Z3输出不同的4个状态。例如，当I0按键按下是，Z0Z3输出的状态为0001；当I5被按下时，Z0Z3输出的状态为0011。其中CP端为一CP脉冲发生器，可以为后面的电路提供CP脉冲使后面的电路工作。所以，此编码器可以实现编码功能。故可行。六、设计总结此编码器部分的电路设计主要用到的芯片全部都是在数字电子技术中的学习中用到的芯片，主要考验的还是对这些芯片的灵活运用。尤其是两片74LS148芯片联合工作时，对于输出的高低电平的灵活运用。以及对于两个芯片的联合运用。使我们更加深刻的认识了74LS148芯片的功能。七、设计心得通过这个学期的数字电子技术的学习，我对数字电子技术也有了一个初步的认识。但是，刚刚拿到这个题目的时候，还是感觉到有点茫然，不知所措。对于大部分芯片还是没有认真仔细的琢磨过，因此，不能很好的综合应用。但是，经过反复的思考和查阅资料，我还是艰难的完成了以上的电路。但是，其中还有很多的不足，望指导老师和同学批评和指正。在我当时在做这个编码电路的时候遇到的最大的困难是没有完全理解74LS148芯片的编码功能。不能够很灵活的运用其中输入输出时的高低电平实现编码功能，以及为下面的电路提供可应用的CP脉冲。不过，通过数字电子技术基础、以及在网上、图书馆内的相关资料的反复推敲和研究，终于还是勉强实现了所需的逻辑功能。所以，这一点还是让我感到些许的欣慰。通过这次逻辑电路的设计，让我深刻的认识到了，以往所学的知识是多么的重要，同时也让我刚到对于以前所学知识的理解是多么的不足。要是想要实现实际应用，那么对于现在所有电子原件的理解更是有多么的欠缺。但是通过这次实践让我认识到如何才能将所学的知识转化为实际应用。同时还提高了自己的资料检索与应用能力，并为将来做毕业设计等重要课题打下了的基础。参考资料1清华大学电子学教研组编阎石主编：数字电子技术基础（第四版），北京：高等教育出版社，1998年2毕满清主编：电子技术实验与课程设计（第三版），北京：机械工业出版社，2004年3陈汝全主编：电子技术常