數(shù)電課程設(shè)計(jì)---數(shù)字密碼鎖的設(shè)計(jì)

1、<p>　　課程設(shè)計(jì)名稱： 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì) </p><p>　　題 目： 數(shù)字密碼鎖的設(shè)計(jì) </p><p>　　專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 </p><p>　　班 級(jí)： </p><p>　　姓 名：

2、 </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)題目</b></p><p><b>　　數(shù)字密碼鎖的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>

3、;　　二、設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p><b>　　1.可設(shè)置密碼。</b></p><p>　　2.開鎖密碼不正確，進(jìn)行報(bào)警聲提示。</p><p>　　3.并實(shí)現(xiàn)閉鎖功能。</p><p><b>　　三、設(shè)計(jì)計(jì)劃</b></p><p>　　電子技術(shù)課程

4、設(shè)計(jì)共1周。</p><p>　　第1天：選題，查資料；</p><p>　　第2天：方案分析比較，確定設(shè)計(jì)方案；</p><p>　　第3～4天：電路原理設(shè)計(jì)與電路仿真；</p><p>　　第5天：編寫整理設(shè)計(jì)說明書。</p><p><b>　　四、設(shè)計(jì)要求</b></p>&

5、lt;p>　　1. 畫出整體電路圖。</p><p>　　2. 對(duì)所設(shè)計(jì)的電路全部或部分進(jìn)行仿真，使之達(dá)到設(shè)計(jì)任務(wù)要求。</p><p>　　3. 寫出設(shè)計(jì)說明書。</p><p><b>　　指 導(dǎo) 教師</b></p><p>　　時(shí)間：2010年6月20日</p><p><b&

6、gt;　　摘要</b></p><p>　　電子密碼鎖是一種通過密碼輸入來控制電路或是芯片工作，從而控制機(jī)械開關(guān)的閉合，完成開鎖、閉鎖任務(wù)的電子產(chǎn)品。它的種類很多，有簡(jiǎn)易的電路產(chǎn)品，也有基于芯片的性價(jià)比較高的產(chǎn)品?，F(xiàn)在應(yīng)用較廣的電子密碼鎖是以芯片為核心，通過編程來實(shí)現(xiàn)的。其性能和安全性已大大的超過了機(jī)械鎖，特點(diǎn)如下：</p><p>　　保密性好，編程量多，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于彈子鎖。隨即

7、開鎖率幾乎為零。</p><p>　　密碼可變。用戶可以經(jīng)常更換密碼，防止密碼防盜，同時(shí)也可以避免因人員的更替而使鎖的密級(jí)下降。</p><p>　　誤碼輸入保護(hù)。當(dāng)輸入密碼多次錯(cuò)誤時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)。</p><p>　　電子密碼鎖操作簡(jiǎn)單易行，一學(xué)即會(huì)。</p><p>　　【關(guān)鍵詞】密碼鎖；設(shè)計(jì)方案 </p><

8、p>　　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. </p><p>　　It

9、 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

10、has been greatly over the mechanical lock, the following features:</p><p>　　1, security and good programming quantity far greater than the spring lock. Then lock the rate is almost zero. 2the password variab

11、le. 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 time

12、s, the alarm system started automatically. 4, electronic lock operation is simple, a school that will.</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　引言…………………………………………………………………</p><p>　　1

13、設(shè)計(jì)方案…………………………………………………………</p><p>　　1.1輸入電路…………………………………………………………</p><p>　　1.1.1利用計(jì)數(shù)器作為密碼輸入電路…………………………</p><p>　　1.1.2數(shù)據(jù)選擇器和計(jì)數(shù)器作為輸入電路……………………</p><p>　　1.1.3利用16線-4線編碼器和

14、計(jì)數(shù)器同時(shí)作為密碼輸入電路…</p><p>　　1.1.4同步時(shí)序邏輯電路…………………………</p><p>　　1.2密碼設(shè)置電路……………………………………………………</p><p>　　1.2.1利用計(jì)數(shù)器的預(yù)置數(shù)端而直接控制計(jì)數(shù)結(jié)果來達(dá)到目的…</p><p>　　1.2.2密碼的位數(shù)可由選擇不同的計(jì)數(shù)器來控制…………………&l

15、t;/p><p>　　1.3復(fù)位啟動(dòng)電路…………………………………………………</p><p>　　1.4 消警/開鎖電路…………………………………………………</p><p>　　1.5報(bào)警電路………………………………………………………</p><p>　　1.6輸出電路………………………………………………………</p><

16、p>　　2. 設(shè)計(jì)原理………………………………………………………</p><p>　　2.1.原理………………………………………………………</p><p>　　2.2電路圖………………………………………………………</p><p><b>　　引言</b></p><p>　　隨著人們生活水平的提高，如何實(shí)現(xiàn)家庭

17、防盜這一問題也變得尤其的突出，傳統(tǒng)的機(jī)械鎖由于其構(gòu)造的簡(jiǎn)單，被撬事件屢見不鮮，電子鎖由于其保密性高，使用靈活型好，安全系數(shù)高，受到廣大用戶的親昵。</p><p><b>　　1、設(shè)計(jì)方案</b></p><p>　　具有可重復(fù)4位密碼開啟功能，且在輸入密碼后進(jìn)行判別，如果密碼正確</p><p>　　則正常開鎖，否則發(fā)出警報(bào)；在輸入密碼后，按

18、確認(rèn)鍵才能開鎖或報(bào)警，如確</p><p>　　認(rèn)前發(fā)現(xiàn)輸入密碼有誤，可隨時(shí)復(fù)位重輸；如果密碼錯(cuò)誤，而發(fā)出延時(shí)報(bào)警信</p><p>　　號(hào)，必須用消警信號(hào)消除方可解除警報(bào)。滿足設(shè)計(jì)要求的密碼鎖控制電路應(yīng)包</p><p>　　括以下幾個(gè)部分（見圖1）：密碼輸入電路、密碼設(shè)置電路、復(fù)位啟動(dòng)、消警電</p><p>　　路、輸出電路（開鎖電路）

19、。</p><p><b>　　圖1</b></p><p>　　1.1輸入電路（有四種方案可選擇）</p><p>　　1.1,1、利用計(jì)數(shù)器作為密碼輸入電路</p><p>　　計(jì)數(shù)器的CP端作為輸入端，通過外部加脈沖信號(hào)使計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)， </p><p><b>　　計(jì)數(shù)結(jié)果作為

20、密碼。</b></p><p>　　這種方案的特點(diǎn)是思路簡(jiǎn)單，操作方便。</p><p>　　1.1．2利用數(shù)據(jù)選擇器和計(jì)數(shù)器同時(shí)作為密碼輸入的電路</p><p>　　數(shù)據(jù)選擇器作為密碼的信號(hào)的主要輸入電路。從外部鍵入的密碼信號(hào)輸入到數(shù)據(jù)選擇器的四個(gè)數(shù)據(jù)輸入端D0-D3，輸出的信號(hào)作為四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘脈沖，計(jì)數(shù)器的兩個(gè)低位輸出Q1,Q0，又作為數(shù)

21、據(jù)選擇器的通道地址選擇信號(hào)A0，A1（如圖2）</p><p><b>　　圖2</b></p><p>　　在按動(dòng)1-4前，計(jì)數(shù)器輸出全是低電平，選擇器地址通道A1A0=00。按動(dòng)1鍵計(jì)數(shù)器輸出Q0=0001。當(dāng)選擇器變?yōu)锳1A0=01這時(shí)再按1鍵已經(jīng)不起作用了。應(yīng)按2鍵，則計(jì)數(shù)器有輸出一個(gè)正向脈沖使計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)一次。A1A0=10，依次按動(dòng)1-4鍵，可以改變計(jì)數(shù)結(jié)果

22、。當(dāng)Q3Q2Q1Q0=1111時(shí)輸出低電平，并可根據(jù)需要通過非門改為高電平。</p><p>　　這種方案是保密程度高，工作可靠。有多個(gè)輸入端，操作比較復(fù)雜。</p><p>　　1.1.3、利用16線-4線編碼器和計(jì)數(shù)器同時(shí)作為密碼輸入電路。</p><p>　　編碼器作為密碼信號(hào)的主要輸入電路。從外部鍵入的十進(jìn)制密碼（設(shè)</p><p>

23、　　密碼為1125）編碼 器編譯后成為二進(jìn)制代碼，把此二進(jìn)制代碼中一</p><p>　　用與門連接起來作為計(jì)數(shù)器的CP脈沖。</p><p>　　這種方案的特點(diǎn)是保密程度高，工作可靠。有多個(gè)輸入端，操作比較</p><p><b>　　復(fù)雜。</b></p><p>　　1.1.1設(shè)計(jì)一個(gè)同步時(shí)序邏輯電路，當(dāng)串行輸入四

24、個(gè)脈沖（設(shè)密碼為1011）有一個(gè)相應(yīng)的輸出Z。</p><p><b>　　設(shè)以下幾個(gè)狀態(tài)</b></p><p><b>　　S0——初態(tài)</b></p><p>　　S1——電路已輸入一個(gè)1以后的裝態(tài)</p><p>　　S2——電路已輸入10以后的狀態(tài)</p><p>

25、　　S3——電路已輸入101以后的狀態(tài)</p><p>　　S4——電路已輸入1011以后的狀態(tài)</p><p>　　開始電路處于初態(tài)S0，當(dāng)輸入1電路轉(zhuǎn)向S1態(tài)，輸出Z=0，相反如輸</p><p>　　入一個(gè)0，電路仍為S0態(tài)Z=0.</p><p>　　如果電路已經(jīng)處于S1態(tài)，當(dāng)輸入0電路轉(zhuǎn)向S2態(tài)輸出Z=0，相反若輸</p>

26、;<p>　　入一個(gè)1，電路返回S0態(tài)Z=0。</p><p>　　如果電路已經(jīng)處于S2態(tài)，當(dāng)輸入2電路轉(zhuǎn)向S3態(tài)輸出Z=0，相反若輸</p><p>　　入一個(gè)0，電路返回S0態(tài)Z=0。</p><p>　　如果電路已經(jīng)處于S3態(tài)，當(dāng)輸入0電路轉(zhuǎn)向S4態(tài)輸出Z=1，相反若輸</p><p>　　入一個(gè)0，電路返回S0態(tài)Z=0。

27、</p><p>　　其中S0和S4態(tài)在相同的輸入條件下均轉(zhuǎn)變到相同的次態(tài)去，因此將</p><p>　　S0與S4合并簡(jiǎn)化的圖見圖3</p><p><b>　　圖3</b></p><p>　　這種用觸發(fā)器的方案麻煩，分析起來較為復(fù)雜</p><p>　　比較這四種方案的優(yōu)缺點(diǎn)并且考慮簡(jiǎn)便易操

28、作，因此選第二種方案，用</p><p>　　計(jì)數(shù)器作為密碼輸入電路。</p><p>　　1.2密碼設(shè)置電路（有二種方案供選擇）</p><p>　　1.2.1.利用計(jì)數(shù)器的預(yù)置數(shù)端而直接控制計(jì)數(shù)結(jié)果來達(dá)到目的（見圖4）</p><p><b>　　圖4</b></p><p>　　1.2.2．

29、密碼的位數(shù)可由選擇不同的計(jì)數(shù)器來控制。如采用四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，密碼為四位，猜中的機(jī)率為1/16，如果采用八位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器則密碼為八位猜中密碼的機(jī)率為1/256依此類推位數(shù)越多可靠性和保密性越高同時(shí)操作也越復(fù)雜。</p><p><b>　　1.3復(fù)位啟動(dòng)電路</b></p><p>　　復(fù)位電路可直接用一個(gè)按鈕控制的計(jì)數(shù)器的復(fù)位端來實(shí)現(xiàn)，同時(shí)如產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)也使電路自動(dòng)

30、復(fù)位。因此可由按鈕和報(bào)警信號(hào)通過或門來共同控制。</p><p>　　1.4 消警/開鎖電路</p><p>　　該電路可有一個(gè)SR觸發(fā)器來實(shí)現(xiàn)。（見圖5）</p><p><b>　　圖5</b></p><p>　　S1為開鎖鍵即確認(rèn)鍵S2為消警鍵。當(dāng)S1=0時(shí)P端為1允許開鎖。由于觸發(fā)器的保持功能即使S1變?yōu)?，P

31、仍然保持高電平，即只要在S1端加負(fù)脈沖就可實(shí)現(xiàn)，因此在S1處設(shè)一按鈕即可</p><p>　　同理在S2加負(fù)脈沖，則輸出Q=1，此時(shí)S1懸空，因此P端為低電平，閉鎖</p><p><b>　　1.5報(bào)警電路</b></p><p>　　當(dāng)輸入密碼錯(cuò)誤，一旦確認(rèn)輸出Z=0，經(jīng)過D觸發(fā)器延時(shí)鎖存后接入驅(qū)動(dòng)電路使發(fā)光二極管發(fā)光，揚(yáng)聲器發(fā)出聲音進(jìn)行報(bào)

32、警。</p><p><b>　　1.6輸出電路</b></p><p>　　當(dāng)輸入密碼正確，并經(jīng)確認(rèn)后輸出Z=1，接到執(zhí)行機(jī)構(gòu)使其動(dòng)作實(shí)現(xiàn)開鎖的功能。</p><p><b>　　2、設(shè)計(jì)原理圖</b></p><p><b>　　2．1原理</b></p>&

33、lt;p>　　圖中S1、S2、S3、S4分別為輸入鍵、復(fù)位鍵，確認(rèn)鍵和消警鍵。計(jì)數(shù)器技能記錄輸入脈沖的個(gè)數(shù)，又能作為密碼輸入電路。D1開鎖信號(hào)，接繼電器驅(qū)動(dòng)電路。D2報(bào)警信號(hào)接報(bào)警器驅(qū)動(dòng)電路。</p><p>　　密碼由S1順序輸入，每按一次鍵輸入一個(gè)脈沖，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)一次。當(dāng)輸入11個(gè)脈沖之后，計(jì)數(shù)結(jié)果為1011，即為正確的密碼，輸出Z=1，但此時(shí)開鎖信號(hào)P=0，因此Z=1被鎖住，無法輸出到開鎖驅(qū)動(dòng)電路，只

34、有按確定鍵S3</p><p>　　后P=1經(jīng)過與非門3后輸出低電平D1觸發(fā)器鎖存再經(jīng)非門4轉(zhuǎn)換成高電平，使驅(qū)動(dòng)三極管導(dǎo)通，繼電器動(dòng)作，完成開鎖功能。而此時(shí)的Z=0與P=1經(jīng)過與非門5后輸出低電平到D2。因此Q2輸出低電平，驅(qū)動(dòng)三極管可靠地截止。如果輸入密碼錯(cuò)誤，則Q2輸出高電平，使驅(qū)動(dòng)三極管導(dǎo)通發(fā)光二極管發(fā)光，揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。</p><p>　　如已開鎖后發(fā)出報(bào)警信號(hào)，要想閉鎖或消

35、除警報(bào)信號(hào)。就必須按消警鍵S4根據(jù)SR觸發(fā)器原理可知S4接入一個(gè)負(fù)脈沖，輸出P=0這時(shí)無論Z=0還是Z=1，輸入到D1的一定為高電平經(jīng)非門4后轉(zhuǎn)為低電平，驅(qū)動(dòng)三極管截止。而輸入到D2的一定為低電平，驅(qū)動(dòng)三極管同時(shí)截止無法繼續(xù)報(bào)警。</p><p>　　如果已輸入部分密碼，發(fā)件密碼錯(cuò)誤，要重復(fù)輸入時(shí)，這時(shí)只需按下復(fù)位鍵給計(jì)數(shù)器清零后，繼續(xù)輸入，如果因密碼錯(cuò)誤導(dǎo)致電路報(bào)警，報(bào)警信號(hào)也可使計(jì)數(shù)器復(fù)位。</p>

36、;<p>　　2.2原理圖（圖6）</p><p><b>　　圖6</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　[1]清華大學(xué)電子學(xué)教研組編：《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》（第四版），北京；高等教育出版社</p><p>　　[2]畢滿清組編：《電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)與課

37、程設(shè)計(jì)》（第三版），北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004年</p><p>　　[3]陳汝全主編：《電子技術(shù)常用器件應(yīng)用手冊(cè)》（第二版），北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000年</p><p>　　[4]王澤保、趙博主編：《數(shù)字電路典型試驗(yàn)范例解析》（第一版），北京：人民郵電出版社，2004年</p><p>　　[5]張慶雙主編：《家用電路控制與保護(hù)》（第一版），北京：機(jī)械工