电子密码锁论文讲解.docx

电子密码锁论文讲解.docx

《电子密码锁论文讲解.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电子密码锁论文讲解.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

电子密码锁论文讲解

第七届电子设计竞赛

设计题目：

个性电子密码锁

设计成员：

指导教师：

2014年5月18日

摘要

随着人门生活水平的提高，如何提高实现家庭的防盗这一问题业变得尤其突出，传统的机械锁由于其构造的简单，被撬开的事件屡见不鲜，使我们的财产以及人身安全有了很大的隐患，这致使我们寻求更好的安全措施。

电子锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的喜爱。

设计本课题时构思的方案是采用74LS86四两输入的异或门和74LS04非门构成的数字逻辑电路控制方案。

初始密码（可以修改）设定后，当输入密码正确时按下开锁按钮，绿灯亮表示开门；当输入密码错误按下开锁按钮时，红灯亮表示报警状态，同时555电路产生脉冲进入6秒的限时并发出报警声。

Abstract

Withthepeople'slivingstandardsincrease,howtoimprovetheimplementationoffamilyprotectionagainsttheproblemhasbecomeparticularlyoutstanding,andthetraditionalmachinerylockbecauseofitsconstructionofsimpleandforcingopentheeventofthecase,ourpropertyandsecurityofpersonwasagreatpotential,thistousforthesafetymeasures.thelockbecauseofitsconfidentialityhigh,withagility,safety,wasthefavorite.

Thissubjectinthedesignconceptplanwasadopted74ls864and2oftheinputpower,orthedoorand74ls04thedoorofadigitallogictocontrolcircuit.

Initialpasswords（canmodify）then,whentherighttoenterthepasswordwhentheopenlockbutton,thegreenlightbeforethedoorwhentheir；enterthepasswordmistakeintheopenlockbuttonwhenthelightsindicatethestate,thecircuitproducepulses555to6secondscountdownandalarm.

第一章、绪论

1.1课题研究的相关背景

在现代城市中，随着人们生活水平的提高，如何提高实现家庭的防盗这一问题业变得尤其突出，传统的机械锁由于其构造的简单，被撬开的事件屡见不鲜，使我们的财产以及人身安全有了很大的隐患，这致使我们寻求更好的安全措施。

电子锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的喜爱。

而且密码锁的形式多样，有声控密码锁，电子密码锁等，社会上大多使用电子按键密码锁。

1.2课题研究的基本理论依据

由异或门对原始密码和输入密码进行对比，再经过一些门电路的处理使其输出高低电平，通过一个NPN的三极管充当开关从而触发控制继电器的吸合，从而达到开锁动作即绿灯亮。

若错误时输出信号经处理后送给555电路，再经555电路3脚输出输出给74LS160芯片的4脚的计数端，同时给报警电路信号，蜂鸣器随着倒计时的进行而发出声音，从而达到报警的效果。

1.3设计课题的任务

一、基本任务

1．自制稳压电源；

2．当输入代码正确时，按下开锁开关绿灯亮表示开锁状态；

3．当输入代码不正确时红灯亮表示报警状态，报警声音连续秒。

二、发挥部分

1．密码方便修改。

2．开锁信号可以推动机械执行构件（例如：

利用继电器使电磁铁吸合拉动物件）产生动作。

3.输入错误时自锁及报警。

4．人体红外感应模块实现节能。

1.4课题研究的目的、意义

通过这次课程设计,了解简单电子密码锁的工作原理，初步掌握电子密码锁的调整及测试方法，提高思考能力和实践能力。

同时通过本课题设计，巩固已学的理论知识，建立逻辑数字电路的理论和实践的结合，了解密码锁各单元电路之间的关系及相互影响，从而能正确设计、计算定时计数的各个单元电路。

要求电子器件设计制作密码锁的控制电路，使之在输入正确的代码时，输出信号以启动执行机构动作，并且用红、绿LED指示关锁、开锁状态。

第二章设计方案简述

2.1方案论证

设计本课题时有两种思路:

一种是基于单片机的电路设计，另一种是采取简单的数字电路的设计。

我们最终选择了数字电路，是经过考虑这种门电路为主的控制可以用较低的成本经过不断优化也同样能很好实现密码锁的功能，并且我们目前是大一阶段，这样可以更好地掌握巩固我们学过的数电知识，使我们在整个设计中得到锻炼，提高动手能力。

然后基于所选门电路控制的思路有两种方案：

一种是用以74LS112双JK触发器构成的数字逻辑控制方案；另一种是用以74LS86四两输入异或门、NE555、74LS04非门以及反相器构成的数字逻辑电路控制方案。

由于方案一逻辑不够清晰，电路执行的效果不够明显；而方案二的逻辑简洁明了清晰。

故采用方案二。

2.2方案的原理

原始设定的密码与输入的密码经74LS86异或门后，只有两个密码是相同的，即输入的密码和原始设定的密码是一致的。

74LS86输出的是低电平，再经过反相器输出高电平。

四个密码都输入正确后经74LS20与非门处理后输出低电平。

再经反相器处理输出高电平，送到三极管的基极，使三极管9014导通，继电器吸合，绿灯亮从而达到开锁的目的。

若密码输入错误，经过一系列的逻辑处理之后输出高电平使红灯亮同时高电平输入到NE555芯片4脚，NE555输出秒脉冲给74ls160：

数码管开始计数，当记到6秒时，计时结束时，红灯熄灭，蜂鸣器发出响声，电路自锁。

2.3方案的总体框图

图2-1总体框图

2.4主要器件型号

74LS08四二输入与门

74LS00四二输入与非门

74LS20四输入与非门

74LS86四二输入异或门

74LS160四位二进制可预置的同步加法计数器

NE555定时器

74LS48七段数码管译码器驱动器

CD4066四双向模拟开关

7805三端稳压芯片

第三章详细的设计方案

3.1电源及传感模块

全自动感应：

当有人进入其感应范围则输入高电平，人离开感应范围则自动延时关闭高电平。

输出低电平。

可重复触发方式：

即感应输出高电平后，在延时时间段内，如果有人体在其感应范围内活动，其输出将一直保持高电平，直到人离开后才延时将高电平变为低电平（感应模块检测到人体的每一次活动后会自动顺延一个延时时间段，并且以最后一次活动的时间为延时时间的起始点）。

具有感应封锁时间（默认设置：

0.2秒）：

感应模块在每一次感应输出后（高电平变为低电平），可以紧跟着设置一个封锁时间，在此时间段内感应器不接收任何感应信号。

此功能可以实现（感应输出时间和封锁时间）两者的间隔工作，可应用于间隔探测产品；同时此功能可有效抑制负载切换过程中产生的各种干扰。

经过变压器、整流桥及7805等将220v的交流电转为5v的直流电供给人体红外感应模块的热释电红外传感器，经过CD4066四双向模拟开关控制，启到人来开启，人走后关闭的节能作用。

实物及仿真图

（开关模拟传感模块）

3.2密码设定与输入模块

原始设定的密码与输入的密码经74LS86异或门后，只有两个密码是相同的，即输入的密码和原始设定的密码是一致的。

74LS86输出的是低电平，再经过反相器输出高电平。

四个密码都输入正确后经74LS20与非门处理。

由四位拨码开关组成密码的设定的部分和密码的输入部分，这样就有16钟密码可供设定，可根据实践的情况再添加多余的开关作为虚设的开关，从而降低被人猜中的的可能性。

同样由四位的拨码开关组成的密码的输入部分，只有当输入的密码与原始设定的密码相同时，才可以达到开锁的效果。

特别说明：

这个密码锁前边多加的一列开关不用跟后边串联的一列开关设密码保持一致，因一条线上串两个开关相当于把0或1改变了两次，只要有大于等于1个断开相当于这条线路输出为0。

这样话即便不贴字符也增大了密码安全度。

我们为了美观在开关上面贴上字母数字。

这个密码锁仅是以4个字母4个数字做简单演示，实际化可扩展全部字母。

如protues图（注:

此段括号里边的都是贴上字符的情况）。

此个性开关分两部分：

下边四行开关是用户设定密码部分，上面四行开关是用户输入密码部分。

前一竖列是用户姓名中字母的随意设定（以三个字母为例只按下ASD）即取0111；第二竖列是设用户密码如1001（即用户只按下两个数字）。

然后合在一起密码实际最终输出为0001，即设定完毕。

然后输入时与设定一致时便可打开。

密码设定和密码的输入电路

3.3电路执行模块

当密码输入正确时，74LS20输出高电平，送到9014的基极，使三极管导通，使继电器内部的电磁铁吸合从而到达开关的作用，使绿灯亮，表示处于开锁状态。

执行电路

3.4限时报警及自锁模块

若密码输入错误，经过一系列的逻辑处理之后输出高电平使红灯亮同时高电平输入到NE555芯片4脚，NE555输出秒脉冲给74ls160：

数码管开始计数，当记到6秒时，计时结束时，红灯熄灭，蜂鸣器发出响声，电路自锁。

其产生脉冲的时间是根据555芯片的外围电路所加的电阻和电容的值的大小来决定的。

其计算的公式为：

T=（R1+2R2）CIn2

图3-4限时报警及自锁电路

第四章总结

4.1设计特色

1.用户可通过设定自己用户名字母及密码以及再次输入用户名和密码，优于单排开关密码容易识别，大大增加了门电路所控制密码的安全系数，最后达到解锁目的。

并且贴的字母数字大方美观，更加方便了用户记忆密码。

2．人体红外感应模块使人靠近开关导通电路，人离开关断开电路，实现了节能省电。

4.2功能与扩展应用

本电路功能：

1.用户可通过设定自己用户名及密码以及再次输入用户名和密码来达到解锁目的；

2.输入错误时自锁及报警功能。

3．人体红外感应模块使人靠近开关导通电路，人离开关断开电路，实现节能功能。

扩展应用:

可以应用电子门锁，比如安装在小区每一栋楼门上实现简单安全防护，也可以用于某个放较重要物品房间门上实现密码开锁。

可以把用户设定密码按键部分接到门内部，然后把用户输入密码按键部分接到门外。

也可以用作简单的锁要保密的柜子或应用到简单的密码保险箱。

4.3总结与展望

以上为我所设计的电子密码锁电路，它经过多次修改和整理，以是一个比较不错的设计，可以满足人们的基本要求。

该电路设定密码部分只是做了一部分设密码演示，还可以增加譬如说对于电路的密码输入部分，增加开关来虚设，使密码更不容易被别人试出来。

经过我们认真思考与努力，做了很多完善。

改进了密码只有16种可供修改，电路中未加密码的显示电路的弊端。

但由于大一知识还不体系化，此电路还存在很多需要完善的地方，但希望老师给予支持。

通过这二周的学习，我感觉有很大的收获：

首先，通过学习使自己对课本上的知识可以应用于实际，使的理论与实际相结合，加深自己对课本知识的更好理解，同时实习也段练了我个人的动手能力：

能够充分利用图书馆去查阅资料，增加了许多课本以外的知识。

能对protel99se、和proteus等仿真软件操作，能达到学以致用。

对我们学生来说，理论与实际同样重要，这是我们以后在工作中说明自己能力的一个重要标准。

通过对各元器件的引脚功能、真值表的分析、并设计其原理图，且利用电子电路计算机进行仿真使得学习研究电子技术变得更加简单、直观，学习效果进一步提高，带动了学习的积极性。

通过学习使自己对课本上的知识能够应用于实际，使得理论与实际相结合，加深了对课本上知识的理解，并能够利用到图书馆查阅资料，增加了许多课本以外的知识，且实习也锻炼了我个人的动手能力，通过书写电子密码锁论文同时也锻炼了我的文字表达能力。

在设计过程中，我感受到了老师对学生的那种诲人不倦的精神，每每遇到问题老师都热情解疑，给我们指导，使我们少走弯路，顺利完成实习任务，在此十分感谢耿伟霞老师！

参考文献

1．阎石.数字电子技术基础-5版[M].北京.高等教育出版社，2006

2．童诗白，华成英.模拟电子技术基础-4版[M].北京.高等教育出版社，2006

3．谢自美.电子线路设计-实验-测试[M].武汉:

华中科技大学出版社,2000

4.代万辉全国电子设计大赛培训宝典北京：

北京航空航天大学出版社，2012

附录

总电路图

实物图

电源及传感模块

计时及自锁模块

密码设定及输入模块&执行电路

整体图

演示图

密码输入正确

密码输入错误

电路自锁