电子密码锁数电课程设计Word文件下载.docx
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（4）打开的持续时间为Tx，警报持续时间也为Tx，即按下确定键到松开后10秒，按住确定键不放的话一直打开或者报警。
时间安排：
第17周理论讲解,地点:
新3-205
第18周理论设计及实验安装调试,地点:
鉴主15楼通信实验室
第19周撰写报告及答辩,地点:
鉴主16楼报告厅
指导教师签名：
年月日
系主任（或责任教师）签名：
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超过了机械锁。
其特点如下：
（1）性好，编码量多。
随机开锁成功率几乎为零。
（2）密码可变，用户可以随时更改密码，防止密码被盗，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）无活动零件，不会磨损，寿命长。
（5）使用灵活性好，不像机械锁必须佩带钥匙才能开锁。
Abstract
Electroniclocksisathroughthepasswordinputtocontrolcircuitorchipswork,soastocontroltheclosingofthemechanicalswitch,pletethelock,closureofthetaskofelectronicproducts.Therearemanykindsofit,thereisthesimplecircuitproducts,alsohavethehighcostperformancebasedonchipproducts.Nowthatarewidelyusedintheelectroniclockschipsasthecore,throughtheprogrammingtofulfill.Itsperformanceandsecurityhasgreatlyexceedthemechanicallock.Thecharacteristicsareasfollows:
（1）goodsecrecy,codemorethanquantity.Randomunlockthesuccessrateisalmostzero.
（2）thepasswordvariable,theusercanchangethepassword,preventthepasswordisstolen,atthesametimeitcanavoidthereplacementforpersonneltolockshallfalldown.
（3）errorinputprotection,whentheinputpasswordmanyerrors,alarmsystemtobeautomaticstartup.
（4）noactivityparts,donotwear,longlife.
（5）useflexibilitygood,notasmechanicallockmustwearakeytounlock.
1绪论
1.1课程设计的目的
通过对课程的设计掌握电子系统的一般设计方法，掌握模拟IC器件的应用，培养综合应用所学知识来指导实践的能力，为接下来电子信息学习培养兴趣。
1.2课程设计的任务及要求
主要任务:
（2）输入密码按确定键后，若密码正确则锁打开（此设计用发光二极管S表示锁，锁打开就是点亮发光二极管S）；
若密码不正确则电路发出报警信号（用放光二级管J，报警就是点亮放光二级管J）。
2工作原理及方案选择
2.1电路设计的多种方案
自己设计制作数字电子密码锁，可以使用各种集成（译码器，555定时器，触发器），也可以采用单片机（如89C51）。
由于自己知识围的限制，并且为了进一步掌握数字电子技术的基本理论及实验调试技术，我在这次课程设计中采用集成芯片及门电路设计数字电子密码锁的设计方法。
2.1.1方案一
设计选用单片机作为本设计的核心元件，利用单片机灵活的编程设计和丰富的I/O端口，及其控制的准确性，实现基本的密码锁功能。
在单片机的外围电路外接输入键盘用于密码的输入和一些功能的控制，外接芯片用于密码的存储，外接LCD显示器用于显示作用。
当用户需要开锁时，先按键盘开锁键之后按键盘的数字键0－9输入密码。
密码输完后按下确认键，如果密码输入正确则开锁，不正确显示密码错误重新输入密码，当三次密码错误则发出报警。
除上述基本的密码锁功能外，声光提示等功能，依据实际的情况还可以添加遥控功能。
2.1.2方案二
设计选用各种集成芯片作为本设计的核心元件，采用逻辑开关及译码器组成密码输入部分。
D触发器与密码输入部分不同的接线方式可修改密码。
555定时器构成单稳态触发器产生触发信号触发开锁或者报警。
2.2电路设计方案的比较
方案一：
用51单片机实现，其优点是硬件电路简单，功能很多，拓展方便，编程设计灵活多样和I/O端口丰富，控制准确。
但是单片机要求知识广泛，需要对硬件有较好的认识和一定的编程能力。
再者，单片机加上外围的设备费用要比单用集成芯片打。
方案二：
用各种集成芯片及门电路来设计，优点是电路理解轻松，设计比较顺畅，用已有的知识就可以设计。
但是电路连线比较繁杂，需要一些逻辑器件，智能化大大降低，并且能拓展的功能比较少。
3电路设计及仿真
3.1数字电子密码锁的设计原理框图
图3.1.1数字电子密码锁的设计原理框图
3.2各组成部分电路的设计
3.2.1密码输入及验证电路的工作原理
此模块主要是用输入键盘和74LS138实现，输入键盘为六个逻辑开关;
74LS138为3线-8线译码器,它的真值表如表3.2.1
表3.2.1.174LS138真值表
输入
输出
G1
~G2A+~G2B
CBA
Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7
X
XXX
11111111
1
000
01111111
001
10111111
010
11011111
011
11101111
100
11110111
101
11111011
110
11111101
111
11111110
由表3.2.1可知每个输出端为0时都有唯一的输入码，所以可以把G1~G2A~G2BCBA作为密码输入端，与输入键盘相连,共有26=64种输入情况。
Y0—Y7只需要选择其中一端作为密码验证信号输出就行了。
有8个选择，也就是修改密码时，只有8个不同的固定密码可以选。
电路连接图如图3.2.1.1。
图3.2.1.1密码输入
密码和密码选择端对应表如表3.2.1.2
表3.2.1.3密码和密码选择端对应表
密码设定端的连接
密码
Y0
100000
Y1
100001
Y2
100010
Y3
100011
Y4
100100
Y5
100101
Y6
100110
Y7
100111
3.2.2密码修改及输出锁定
此模块用的是九逻辑开关，D触发器74LS175。
其电路连接如图3.2.2.1。
图3.2.2.1
来自555
密码修改及输出锁定电路
该模块是预先选择密码，即译码器的8个输出端口分别连接到逻辑开关8个接口上面，这样就可以实现选择密码的功能，但是密码只有固定的8种。
然后D触发器再把密码验证模块送来的验证结果存住。
在按下确定键时，单稳态触发器送过来的上升沿使触发器做出反应。
如表3.2.2.1D触发器真值表。
表3.2.2.1D触发器真值表
CLK
D
Q
保持
3.2.3计时模块
此模块选用555电路单稳态的一种变形。
如图3.2.3.1555定时器组成的单稳态触发器。
至74LS175
B
图3.2.3.1555定时器组成的单稳态触发器
当按钮按下时C2储存的电荷通过S10泄放，2脚TRI受低电平触发，555置位，3脚输出高电平（Tx≈1.1R1C2）。
松开按钮后，定时即开始，此时电源通过电阻R1向C2充电，使C2两端电平不断升高，当升至2/3Vcc时，时基电路复位，定时结束，3脚输出低电平。
3.2.4逻辑组合模块
此模块的两个输入端是接锁定模块的输出端A和计时模块的输出端B。
两个输出端分别接开锁指示灯S和报警指示灯J。
它们的真值表如表3.2.4.1逻辑组合模块的真值表。
表3.2.4.1逻辑组合模块的真值表
AB
SJ
00
11
01
10
所以，由此可以选用74LS00.实现该模块的逻辑功能A的非直接用74LS175的3引脚输出。
其连接图如图3.2.4.2开锁指示灯S和报警指示灯J逻辑电路图。
图3.2.4.2开锁指示灯S和报警指示灯J逻辑电路图
3.3数字电子密码锁的总电路图
图3.3数字电子密码锁的总电路图
3.4电路参数的选择及计算
电路所用的集成芯片有3线-8线译码器（），同步D触发器（74LS175），555计时器（LM555CM），2输入与非门（74LS00）。
下面各图为其引脚图。
图4.1.174LS138引脚图
图4.1.274LS175引脚图
图4.1.3LM555CM引脚图
由公式Tx≈1.1R1C2可以算得，为了是开锁和报警时间维持10秒左右，令R1=1M欧，C2=10uF。
而对于LED连接的电阻，为了使LED能正常发光，可以确定为500欧。
另外，电源为5V。
4电路软件仿真
4.1开锁的仿真
预先将译码器的Y0接口和D触发器的D接口连接，即选择密码为000000。
输入密码000000（波动
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