電子密碼鎖課程設計--基于數(shù)字電路的電子密碼鎖

1、<p>　　《微機原理與接口技術》</p><p><b>　　課程設計報告書</b></p><p>　　設計題目： 基于數(shù)字電路的電子密碼鎖 </p><p>　　專 業(yè)： 自動化 </p><p>　　班 級：

2、 </p><p>　　學生姓名： </p><p>　　學 號: </p><p>　　指導教師： </p><p>　　2015年6月15日</p>

3、<p>　　物理與電子工程學院課程設計任務書</p><p>　　專業(yè)： 自動化 班級： 1 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘 要 …………………………………………………………… </p><p>

4、　　1 前言 …………………….……………………………………</p><p>　　1.1 發(fā)展前景 ………….………………………………………</p><p>　　1.2 研究目的和意義 ……………………………………………</p><p>　　1.3 基本要求……………………………………………………</p><p>　　1.4 基

5、本設計原理………………………………………………</p><p>　　1.5 主要性能指標…………………………………………………</p><p>　　2 設計方案簡述 …………………………………………………</p><p>　　2.1 設計思路 …………………………………….…………….… </p><p>　　2.2 原理框圖 ………

6、………………………………………….…</p><p>　　2.3 設計原理分析 ………………………………………….… </p><p>　　3 詳細設計……………..……………………..……………………</p><p>　　3.1 密碼鎖單元電路設計 ……………………………………… </p><p>　　3.1.1密碼識別電路 …………

7、…………………………..……….</p><p>　　3.1.2秒脈沖產(chǎn)生電路..………………………….</p><p>　　3.1.3倒計時電路 ……………………………………..……….…</p><p>　　3.1.4驅動蜂鳴器電路……………………………………..…….</p><p>　　3.1.5驅動繼電器電路……………………………

8、………..………</p><p>　　3.2 密碼鎖總體電路設計 …………………………….…………</p><p>　　4總 結 ……..……………………………………………..……</p><p>　　參考文獻 …….…………………………..……………………….</p><p><b>　　摘 要</b><

9、/p><p>　　采用邏輯門電路設計電子密碼鎖，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置功能，保密性強，誤碼報警，并且報警時間可以設定，同時用數(shù)碼管顯示出報警時間。密碼正確時驅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置密碼一致，當密碼正確時密碼鎖可以被打開，點

10、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，從而脈沖驅動的蜂鳴器也停止報警。</p><p>　　關鍵詞： 電子密碼鎖；數(shù)字電路； 預置密碼；誤碼報警</p><p><b>　　前

11、言</b></p><p>　　1.1背景及其發(fā)展前景</p><p>　　隨著人們生活水平的提高，對家庭防盜技術的要求也是越來越高，傳統(tǒng)的機械鎖由于其構造的簡單，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?，F(xiàn)在市場上主要是基于單片機技術的電子密碼鎖，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)在的硬件設計和

12、軟件設計一樣靈活、方便。相對于基于單片機技術的電子密碼鎖，用簡單門電路來來構成系統(tǒng)，可靠性提高，并且價格便宜。</p><p>　　通過本次設計掌握數(shù)字電路系統(tǒng)設計的方法，熟悉電子密碼鎖設計相關硬件的使用，了解電子密碼鎖的系統(tǒng)構成，利用數(shù)字門電路實現(xiàn)電子密碼鎖的設計與實現(xiàn)，可以加深自己對所學專業(yè)的認識，關聯(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。</p><p>&l

13、t;b>　　1.2基本要求</b></p><p>　　當輸入代碼正確時綠燈亮表示開鎖狀態(tài)；</p><p>　　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。</p><p><b>　　1.4基本設計原理</b></p><p>　　密碼鎖電路包含 :撥碼設密、撥碼輸入 、密碼檢測 、脈沖

14、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用當中看似不合理 ,但在該設計電路中 ,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 ,一個4位撥碼式按鍵密碼預設開關。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置密碼一致。將輸入信號與預設密碼信號經(jīng)過一定的門電路轉化為高低電平后信號輸出。一致時輸出低電

15、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。</p><p>　　總體電路是在單元電路的基礎上整合得到的，主要邏輯關系如下：</p><p>　　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

16、時555秒脈沖信號也是蜂鳴器的工作信號。</p><p><b>　　1.5性能指標</b></p><p>　　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)。</p><p><b>　　2 設計方案簡述</b></p><p><b>　　2.1設計思路</b>

17、</p><p>　　打開一把電子密碼鎖的關鍵在于正確的輸入密碼 ,本設計提供了一個 4位撥碼式按鍵輸入開關 ,一個4位撥碼式按鍵密碼預設開關。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置密碼一致,一致時密碼鎖可打開 ,本設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。</p><p><b>　　2.2設計

18、原理框圖</b></p><p>　　設計原理方框圖如圖2-1所示 。</p><p>　　圖 2-1　設計原理方框圖</p><p>　　2.3　設計原理分析</p><p>　　密碼鎖電路包含 :撥碼設密、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

19、應用當中看似不合理 ,但在該設計電路中 ,主要是方便實現(xiàn)對電路報警時間的控制 ,實際應用中可以將顯示部分去掉或是采用適當電路隱藏 。</p><p><b>　　3 詳細設計</b></p><p>　　3.1密碼鎖單元電路設計</p><p>　　3.1.1密碼識別電路</p><p>　　本電路用一個 4位撥碼式按鍵

20、輸入開關 ,一個4位撥碼式按鍵密碼預設開關。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置密碼一致。將輸入信號與預設密碼信號經(jīng)過一定的門電路轉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。</p><p>　　圖3-1-1 密碼識別電路</p><p>　　3.1.2秒脈沖產(chǎn)生電路</p><p>　　利用芯

21、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：</p><p>　　圖3-1-2秒脈沖產(chǎn)生電路</p><p>　　3.1.3倒計時電路</p><p>　　74LS192為可預置的十進制同步加/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

22、的動態(tài)信號。</p><p>　　圖3-1-3 倒計時電路</p><p>　　3.1.4驅動蜂鳴器電路</p><p>　　用NPN型三極管9013對555脈沖信號放大，從而驅動蜂鳴器報警。</p><p>　　圖3-1-4 驅動蜂鳴器電路</p><p>　　3.1.5驅動繼電器電路</p><

23、p>　　用NPN型三極管9013對門電路信號放大，從而驅動繼電器工作。</p><p>　　圖3-1-5驅動繼電器電路</p><p>　　3.2密碼鎖總體電路設計</p><p>　　總體電路是在單元電路的基礎上整合得到的，主要邏輯關系如下：</p><p>　　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5

24、55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。</p><p>　　圖3-2總體設計電路圖</p><p><b>　　總結</b></p><p>　　電子密碼鎖的設計是基于數(shù)字電路、模擬電路課程的設計，提高自己對實際問題進行設計、制作的綜合能力；為后續(xù)的畢業(yè)設

25、計和在今后工作崗位上獨立開展科學研究打下良好基礎。</p><p>　　身為自動化的學生，設計是將來我們必須的技能，是生存立業(yè)的根本，而此次的課程設計恰恰給我們提供了一個充分應用自己所學知識的平臺，讓我們學到的書本上的知識不在局限于大腦而和實踐相結合。</p><p>　　設計和制作完成后寫出總結還是必要的。我想我在設計和制作過程中一定會遇到不少的麻煩，它正是我們進行設計的一個主要原因。把

26、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。</p><p>　　此次課程設計離不開陳老師的耐心指導，辛勤指教，陳老師在百忙之中抽出時間來對我們進行指導，很感謝陳老師！</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]．閻石 數(shù)字電路技術基礎

27、[M].高等教育出版社,2005</p><p>　　[2]．許琦.基于FPGA的電子密碼鎖的設計[J].科技信息,2006</p><p>　　[3]．李連華.基于FPGA的電子密碼鎖設計[J].中國科技信息,2006</p><p>　　[4]．童詩白 華成英 模擬電子技術基礎[M].高等教育出版社,2006</p><p>　　課程設計