数电课程设计数字密码锁的设计.doc

课程设计名称： 电子技术课程设计 题 目： 数字密码锁的设计 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 姓 名： 学 号： 课 程 设 计 成 绩 评 定 表学 期第四学期姓名专 业班级课题名称电子技术课程设计设计题目数字密码锁的设计评定标准评定指标分值得分知识创新性20理论正确性20内容难易性15综合实际性10知识掌握程度15书写规范性10工作量10总成绩100评语：任课教师时间备 注课程设计任务书一、设计题目数字密码锁的设计二、设计任务1.可设置密码。2.开锁密码不正确，进行报警声提示。3.并实现闭锁功能。三、设计计划电子技术课程设计共1周。第1天：选题，查资料；第2天：方案分析比较，确定设计方案；第34天：电路原理设计与电路仿真；第5天：编写整理设计说明书。四、设计要求1. 画出整体电路图。2. 对所设计的电路全部或部分进行仿真，使之达到设计任务要求。3. 写出设计说明书。指 导 教师 时间：2010年6月20日摘要电子密码锁是一种通过密码输入来控制电路或是芯片工作，从而控制机械开关的闭合，完成开锁、闭锁任务的电子产品。它的种类很多，有简易的电路产品，也有基于芯片的性价比较高的产品。现在应用较广的电子密码锁是以芯片为核心，通过编程来实现的。其性能和安全性已大大的超过了机械锁，特点如下：1、 保密性好，编程量多，远远大于弹子锁。随即开锁率几乎为零。2、 密码可变。用户可以经常更换密码，防止密码防盗，同时也可以避免因人员的更替而使锁的密级下降。3、 误码输入保护。当输入密码多次错误时，报警系统自动启动。4、 电子密码锁操作简单易行，一学即会。【关键词】密码锁；设计方案 Electronic Code Lock is a password input through the control circuit, or chip, thus control mechanical switches closed, the completion of the lock, closed the task of electronic products. It is of many types, have a simple circuit products, but also the higher cost chip-based products. Now the widely used electronic code lock is a chip at the core, achieved through programming. Its performance and security has been greatly over the mechanical lock, the following features:1, security and good programming quantity far greater than the spring lock. Then lock the rate is almost zero. 2the password variable. Users can always change your password, to prevent password theft, but also avoids the lock because of staff turnover Er Shi and drawing down. 3, error input protection. When you enter your password wrong several times, the alarm system started automatically. 4, electronic lock operation is simple, a school that will.目录引言1设计方案1.1输入电路1.1.1利用计数器作为密码输入电路1.1.2数据选择器和计数器作为输入电路1.1.3利用16线-4线编码器和计数器同时作为密码输入电路1.1.4同步时序逻辑电路1.2密码设置电路1.2.1利用计数器的预置数端而直接控制计数结果来达到目的1.2.2密码的位数可由选择不同的计数器来控制1.3复位启动电路1.4 消警/开锁电路1.5报警电路1.6输出电路2. 设计原理2.1.原理2.2电路图引言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得尤其的突出，传统的机械锁由于其构造的简单，被撬事件屡见不鲜，电子锁由于其保密性高，使用灵活型好，安全系数高，受到广大用户的亲昵。1、设计方案具有可重复4位密码开启功能，且在输入密码后进行判别，如果密码正确则正常开锁，否则发出警报；在输入密码后，按确认键才能开锁或报警，如确认前发现输入密码有误，可随时复位重输；如果密码错误，而发出延时报警信号，必须用消警信号消除方可解除警报。满足设计要求的密码锁控制电路应包括以下几个部分（见图1）：密码输入电路、密码设置电路、复位启动、消警电路、输出电路（开锁电路）。密码输入电路输出电路复位电路消警电路报警电路图11.1输入电路（有四种方案可选择）1.1,1、利用计数器作为密码输入电路计数器的CP端作为输入端，通过外部加脉冲信号使计数器计数， 计数结果作为密码。这种方案的特点是思路简单，操作方便。1.12利用数据选择器和计数器同时作为密码输入的电路数据选择器作为密码的信号的主要输入电路。从外部键入的密码信号输入到数据选择器的四个数据输入端D0-D3，输出的信号作为四位二进制计数器的时钟脉冲，计数器的两个低位输出Q1,Q0，又作为数据选择器的通道地址选择信号A0，A1（如图2）图2在按动1-4前，计数器输出全是低电平，选择器地址通道A1A0=00。按动1键计数器输出Q0=0001。当选择器变为A1A0=01这时再按1键已经不起作用了。应按2键，则计数器有输出一个正向脉冲使计数器计数一次。A1A0=10，依次按动1-4键，可以改变计数结果。当Q3Q2Q1Q0=1111时输出低电平，并可根据需要通过非门改为高电平。这种方案是保密程度高，工作可靠。有多个输入端，操作比较复杂。1.1.3、利用16线-4线编码器和计数器同时作为密码输入电路。编码器作为密码信号的主要输入电路。从外部键入的十进制密码（设密码为1125）编码 器编译后成为二进制代码，把此二进制代码中一用与门连接起来作为计数器的CP脉冲。这种方案的特点是保密程度高，工作可靠。有多个输入端，操作比较复杂。1.1.1设计一个同步时序逻辑电路，当串行输入四个脉冲（设密码为1011）有一个相应的输出Z。设以下几个状态S0初态S1电路已输入一个1以后的装态S2电路已输入10以后的状态S3电路已输入101以后的状态S4电路已输入1011以后的状态开始电路处于初态S0，当输入1电路转向S1态，输出Z=0，相反如输入一个0，电路仍为S0态Z=0.如果电路已经处于S1态，当输入0电路转向S2态输出Z=0，相反若输入一个1，电路返回S0态Z=0。如果电路已经处于S2态，当输入2电路转向S3态输出Z=0，相反若输入一个0，电路返回S0态Z=0。如果电路已经处于S3态，当输入0电路转向S4态输出Z=1，相反若输入一个0，电路返回S0态Z=0。其中S0和S4态在相同的输入条件下均转变到相同的次态去，因此将S0与S4合并简化的图见图3图3这种用触发器的方案麻烦，分析起来较为复杂比较这四种方案的优缺点并且考虑简便易操作，因此选第二种方案，用计数器作为密码输入电路。1.2密码设置电路（有二种方案供选择）1.2.1.利用计数器的预置数端而直接控制计数结果来达到目的（见图4）图41.2.2密码的位数可由选择不同的计数器来控制。如采用四位二进制计数器，密码为四位，猜中的机率为1/16，如果采用八位二进制计数器则密码为八位猜中密码的机率为1/256依此类推位数越多可靠性和保密性越高同时操作也越复杂。1.3复位启动电路复位电路可直接用一个按钮控制的计数器的复位端来实现，同时如产生报警信号也使电路自动复位。因此可由按钮和报警信号通过或门来共同控制。1.4 消警/开锁电路该电路可有一个SR触发器来实现。（见图5）图5S1为开锁键即确认键S2为消警键。当S1=0时P端为1允许开锁。由于触发器的保持功能即使S1变为1，P仍然保持高电平，即只要在S1端加负脉冲就可实现，因此在S1处设一按钮即可同理在S2加负脉冲，则输出Q=1，此时S1悬空，因此P端为低电平，闭锁1.5报警电路当输入密码错误，一旦确认输出Z=0，经过D触发器延时锁存后接入驱动电路使发光二极管发光，扬声器发出声音进行报警。1.6输出电路当输入密码正确，并经确认后输出Z=1，接到执行机构使其动作实现开锁的功能。2、设计原理图21原理图中S1、S2、S3、S4分别为输入键、复位键，确认键和消警键。计数器技能记录输入脉冲的个数，又能作为密码输入电路。D1开锁信号，接继电器驱动电路。D2报警信号接报警器驱动电路。密码由S1顺序输入，每按一次键输入一个脉冲，计数器计数一次。当输入11个脉冲之后，计数结果为1011，即为正确的密码，输出Z=1，但此时开锁信号P=0，因此Z=1被锁住，无法输出到开锁驱动电路，只有按确定键S3后P=1经过与非门3后输出低电平D1触发器锁存再经非门4转换成高电平，使驱动三极管导通，继电器动作，完成开锁功能。而此时的Z=0与P=1经过与非门5后输出低电平到D2。因此Q2输出低电平，驱动三极管可靠地截止。如果输入密码错误，则Q2输出高电平，使驱动三极管导通发光二极管发光，扬声器发出报警信号。 如已开锁后发出报警信号，要想闭锁或消除警报信号。就必须按消警键S4根据SR触发器原理可知S4接入一个负脉冲，输出P=0这时无论Z=0还是Z=1，输入到D1的一定为高电平经非门4后转为低电平，驱动三极管截止。而输入到D2的一定为低电平，驱动三极管同时截止无法继续报警。如果已输入部分密码，发件密码错误，要重复输入时，这时只需按下复位键给计数器清零后，继续输入，如果因密码错误导致电路报警，报警信号也可使计数