电子密码锁的电路设计

1、44啟务技寧?数字电子技术课程设计电子密码锁的电路设计彭艳涛业:电子科学与技术112 班1886110216指导教师:高伟霞2013年6月13日安徽科技学院理学院、课程设计题目与目的一） 题目：电子密码锁电路设计。二） 目的：1：进一步掌握数字电路课程所学的理论知识。2：熟悉集中常用数字芯片的功能和应用，并掌握其工作原理，进一步学会使用其电路设计。3：了解数字系统设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。4：培养认真谨慎的工作作风和实事求是的工作态度。5：数字课程实验室大学中为我们提供的唯一一次动手实践的机会，增强动手实践的能力。6: 利用小规模电路设计一个简易的电子密码锁控制电路。7:设

2、计一个电子密码锁控制电路， 当输入正确时， 会输出开锁信号以推动执 行机构工作。用灯X2 （绿灯）亮表示开锁。8：学习使用 Multisim10.0 软件进行数字电路设计。任务和要求方案：由下而上设计整个总统， 首先构成功能单元电路在再由此组装。 此方 案设计思路明确，所用知识简单。易于调试安装接线，但使用器件较多，系统不 是很稳定，用处明显不足。但相对于初学者而言，选择此方案比较实际，易于实 现。1）电子密码锁设计要求1：设计一个密码锁的控制电路，当输入正确代码时，输出开锁信号以推动执行机构工作，用红灯亮 , 绿灯熄灭表示关锁；用绿灯亮，红灯熄灭表示开锁饿2：在锁的控制电路中设计一个可以修改

3、的 4 位，当开锁按钮开关（可设置 成 6 位至 8 位，其中有效位 4 位，其余位为虚位）的输入代码等于存储代码时， 开锁。3：从第一个按钮出动后的 10 秒内若未将锁打开， 则电路自动复位并进入自 锁状态，使之无法再打开，并由扬声器发出持续 20秒的报警信号。2）电路课程设计的总体要求设计电路实现题目要求：电路在相当的情况下设计越简单越好；注意布线，要直角连接，选最短路径，不要相互交叉； 注意用电安全，不要加太高电压，以免烧坏芯片和面包板。总体方案的选择1）总体方案的设计针对题目设计要求，经过分析与思考，我拟定了以下四种方案：方案一：用TTL与CMOS芯片设计，由下而上设计整个总统，首先构

4、成功能单元电路在再由此组装。 此方案设计思路明确， 所用知识简单。 易于调试安装接线，但使用器件较多，系统不是很稳定，用处明显不足。但相对于初学者而言，选择此方案比较实际，易于实现。方案二：用TTL与CMOS芯片设计，由下而上设计整个系统，首先确定系统的逻辑功能，将系统分为控制器和逻辑器，再用ASM确定控制器算法。由此方案系统集成度较高且稳定， 但控制器实现算法较难设计， 且接线烦乱（需用总线） ，鉴于设计可实现问题。方案三：用可编程逻辑器件将逻辑电路输入可编程开发系统，ispLSI1061 实现设计， 由下而上设计整个系统， 编译成JEDEC文件实现系统电路。但是，基于初学者可编程逻辑器件知

5、识欠缺， 方案有明显的难度。对系统软件平台和硬件的不熟悉， 所以该设计方案四： 用单片机设计，用Keil编写一个C程序，将其拷进单片机系统,从而实现密码锁功能。 此方案只需在程序上花点功夫， 易于实现， 但对于单片机 未免大材小用，不适合大规模设计。2）总体方案的选择方案一与其他方案最大的不同就在， 方案一是基于基本要求而设计的。 四种 方案的基本思路相同， 将整个设计电路的功能模块化， 设计思想比较简单。 元件为了短时种类使用的简单而且少， 且都较熟悉易于组装电路。 这么设计的出发点是， 电路 设计模块化，易于检查电路， 对后面的电路组装和电路调试都很方便。间内完成设计和高效率，我选择了方案

6、一。四 单元电路的设计设计所使用的元件及工具：74LS160D十进制计数器） 7408N（与门）1174LS74D计数器）-Switch（ 输入开关 ） 74LS85D（数值比较器）74LS74D触发器）XFG1函数信号发生器）74LS04D（非门）7432N（或门）P ROBE_DIG_GREEN灯）P ROBE_DIG_REJ红灯）P ROBE_DIG_BLU蓝灯）五 电子密码锁电路设计的内容及原理1 ：数字密码锁控制电路的设计，可以理解为你是数字信号的处理和控制， 即信号的输入，存储，对比，分析，检测，反馈，输出。电子密码锁的控制电路 中储存一个可以修改的 4 位代码。当开锁按钮开关的输

7、入代码等于储存代码时， 发出开锁信号（用灯X3亮表示报警）。电子密码共分为两个输入区：密码输入区和密码修改区。密码输入区有 4 个密码按键。如果输入密码的时间超过 10 秒， 电路将锁定键盘并报警， 防止他人非法操作。 密码修改区，有4个按键作为更改 键，可通过字母 Z,X,C,V 来控制。根据功能要求，绘制出如图所示的原理框图。在键盘输入限时电路中，红灯亮表示锁死。在报警电路中，用黄灯亮表示 10秒内没有解锁，电路进入自锁状态。2:根据此要求，绘制出如下的原理框图。六电路仿真的原理图电路剖析：此电路可以分为三个功能单元电路1）密码检测与修改电路开始时可以在电路中的key=8, key=7,

8、key=6, key=5键设置起始开锁密码,或者在键盘上按数字8,7,6,5也可以实现。在key=Z key=X, key=C, key=V键进行输入密码并与储存密码比较，或者在键盘上按乙X,C,V也可以。只有在10s内输入密码与设置密码相同时，锁才打开（在总原理图中此时X2绿灯亮），如下图a所示。若有一个密码不同且时间超过10s时，电路则会进入报警与锁死状态（在总原理图中为X1蓝灯X3红灯同时亮）。如果想换密码也很容易，只要将电 路中的密码修改区中的几个开关变换一下就可以了。vee5VJIU7Key = W11h： OK酣 Bl-A2- - C辽tees- r . r -.AL-EL- -

9、- - - hOfiOAmALrt5 : : : WSeSD:锁死与报警蓿号：:解锁信号I t高电平有效沢:埋处发出的信号与限时号： 二工同时满足锁死与报警时电二工 :路才能锁死屿报警：伽Y 6 JGKey F 5密码检测与修改电路电路2）键盘输入限时电路如果输入密码的时间超过10秒（一般而言用户不会超过10秒），防止他人非法操作，电路将对锁发送锁死信号并让报警器开始持续20s的报警。由于LM555CM定时器暂时还没有学其原理，所以就直接用XFG1（即函数信号发生器）当做脉冲源，其频率改为1HZ即可。原理图如下图b所示。图b键盘限时输入电路3）锁定与解锁电路在输入密码与设置密码不同并超出10s

10、时，电子密码锁关锁，红灯亮。并开始报警，即蓝灯亮，此时电路进入锁死状态，在20秒 后报警结束，但电路一直保持锁死状态（X3持续亮）0其电路原理 图如下图c所示。图c锁定与解锁电路4)电子密码锁总原理图图e电子密码锁总原理电路九 结论与心得1：通过对文献资料的参照查找与对比，以及对仿真软件 Multisim 的学习， 不仅制作出了数字密码锁电路的全过程设计， 调试，而且初步学会了如何设计数 字系统。并且对电子密码锁的原理也懂了很多。 在查找文献资料中不仅能学到许 多东西， 而且学会可许多解决问题的方法； 而对 Multisim 的学习， 则更加提高了 自己时间操纵的能力。2：对课程设计说明书的撰

11、写，进一步加强了各方面能力的锻炼，分析能力 进一步加强。 在书写课程设计时， 不仅要进行单元块的调试， 而且需要一步一步 进行组装，最后调试。在进行逻辑分析时，还要对其进行不对思考改进，强化了 独立解决问题的能力。3：在设计过程中，不断寻求解决方案与方法，独立进行学习与查找方案。另外， Microsoft Office Word 得到熟练应用。4：本来数字电子技术这门课学的不是很透彻，现在感觉学到了好多自己以前没有学会的知识，对数字电子知识有了更深一层的体会和了解。比如说刚开始对原理一点都不懂，终于搞懂了原理， 这个时候很有5：在课程设计过程中， 遇到了很多困难，很是苦恼，但是后来经过自己的刻苦努力钻研，成就感。总之，这次这次电子密码锁的设计课题，让我学会了很多东西。 从一开始的完成电路图，整个过程确实是很无从下手，到逐渐掌