数电课程设计数字密码锁的设计.docx
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数电课程设计数字密码锁的设计
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、设计打算
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，确信设计方案；
第3～4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.对所设计的电路全数或部份进行仿真，使之达到设计任务要求。
3.写出设计说明书。
指导教师
时刻：
2020年6月20日
摘要
电子密码锁是一种通过密码输入来操纵电路或是芯片工作，从而操纵机械开关的闭合，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。
此刻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。
其性能和平安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。
用户能够常常改换密码，避免密码防盗，同时也能够幸免因人员的更替而使锁的密级下降。
3、误码输入爱惜。
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
ElectronicCodeLockisapasswordinputthroughthecontrolcircuit,orchip,thuscontrolmechanicalswitchesclosed,thecompletionofthelock,closedthetaskofelectronicproducts.
Itisofmanytypes,haveasimplecircuitproducts,butalsothehighercostchip-basedproducts.Nowthewidelyusedelectroniccodelockisachipatthecore,achievedthroughprogramming.Itsperformanceandsecurityhasbeengreatlyoverthemechanicallock,thefollowingfeatures:
1,securityandgoodprogrammingquantityfargreaterthanthespringlock.Thenlocktherateisalmostzero.2thepasswordvariable.Userscanalwayschangeyourpassword,topreventpasswordtheft,butalsoavoidsthelockbecauseofstaffturnoverErShianddrawingdown.3,errorinputprotection.Whenyouenteryourpasswordwrongseveraltimes,thealarmsystemstartedautomatically.4,electroniclockoperationissimple,aschoolthatwill.
引言…………………………………………………………………
1设计方案…………………………………………………………
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…………………………
密码设置电路……………………………………………………
1.2.1利用计数器的预置数端而直接操纵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操纵…………………
复位启动电路…………………………………………………
消警/开锁电路…………………………………………………
报警电路………………………………………………………
输出电路………………………………………………………
2.设计原理………………………………………………………
.原理………………………………………………………
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，被撬事件不足为奇，电子锁由于其保密性高，利用灵活型好，平安系数高，受到广大用户的亲昵。
一、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，若是密码正确
那么正常开锁，不然发出警报；在输入密码后，按确认键才能开锁或报警，如确
认前发觉输入密码有误，可随时复位重输；若是密码错误，而发出延时报警信
号，必需用消警信号排除方可解除警报。
知足设计要求的密码锁操纵电路应包
括以下几个部份（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1
输入电路（有四种方案可选择）
一、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。
．2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要紧输入电路。
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，计数器输出满是低电平，选择器地址通道A1A0=00。
按动1键计数器输出Q0=0001。
被选择器变成A1A0=01这时再按1键已经不起作用了。
应按2键，那么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，能够改变计数结果。
当Q3Q2Q1Q0=1111时输出低电平，并可依照需要通过非门改成高电平。
这种方案是保密程度高，工作靠得住。
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要紧输入电路。
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，工作靠得住。
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.
若是电路已经处于S1态，当输入0电路转向S2态输出Z=0，相反假设输
入一个1，电路返回S0态Z=0。
若是电路已经处于S2态，当输入2电路转向S3态输出Z=0，相反假设输
入一个0，电路返回S0态Z=0。
若是电路已经处于S3态，当输入0电路转向S4态输出Z=1，相反假设输
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归并简化的图见图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而且考虑简便易操作，因此选第二种方案，用
计数器作为密码输入电路。
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操纵计数结果来达到目的（见图4）
图4
1.2.2．密码的位数可由选择不同的计数器来操纵。
如采纳四位二进制计数器，密码为四位，料中的机率为1/16，若是采纳八位二进制计数器那么密码为八位料中密码的机率为1/256依此类推位数越多靠得住性和保密性越高同时操作也越复杂。
复位启动电路
复位电路可直接用一个按钮操纵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一起操纵。
消警/开锁电路
该电路可有一个SR触发器来实现。
（见图5）
图5
S1为开锁键即确认键S2为消警键。
当S1=0时P端为1许诺开锁。
由于触发器的维持功能即便S1变成1，P仍然维持高电平，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，那么输出Q=1，现在S1悬空，因此P端为低电平，闭锁
报警电路
当输入密码错误，一旦确认输出Z=0，通过D触发器延时锁存后接入驱动电路使发光二极管发光，扬声器发作声音进行报警。
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。
二、设计原理图
2．1原理
图中S一、S二、S3、S4别离为输入键、复位键，确认键和消警键。
计数器技术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个脉冲以后，计数结果为1011，即为正确的密码，输出Z=1，但现在开锁信号P=0，因此Z=1被锁住，无法输出到开锁驱动电路，只有按确信键S3
后P=1通过与非门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。
而现在的Z=0与P=1通过与非门5后输出低电平到D2。
因此Q2输出低电平，驱动三极管靠得住地截止。
若是输入密码错误，那么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，要想闭锁或排除警报信号。
就必需按消警键S4依照SR触发器原理可知S4接入一个负脉冲，输出P=0这时不管Z=0仍是Z=1，输入到D1的必然为高电平经非门4后转为低电平，驱动三极管截止。
而输入到D2的必然为低电平，驱动三极管同时截止无法继续报警。
若是已输入部份密码，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，若是因密码错误致使电路报警，报警信号也可使计数器复位。
原理图（图6）
图6
参考文献：
[1]清华大学电子学教研组编：
《数字电子技术基础》（第四版），北京；高等教育出版社
[2]毕满清组编：
《电子技术实验与课程设计》（第三版），北京：
机械工业出版社，2004年
[3]陈汝全主编：
《电子技术经常使用器件应用手册》（第二版），北京：
机械工业出版社，2000年
[4]王泽保、赵博主编：
《数字电路典型实验范例解析》（第一版），北京：
人民邮电出版社，2004年
[5]张庆双主编：
《家用电路操纵与爱惜》（第一版），北京：
机械工业出版社，2005年
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