电子密码锁的毕业论文.docx

1、电子密码锁的毕业论文电子密码锁的毕业论文摘要关键词一 引言二总体方案设计2.1一号方框图2.2二号方框图三单元模块设计3.1RS触发器3.2555单稳态触发器3.3.74LS161计数器3.4 总电路图四 功能介绍41 各单元模块功能介绍42键盘输入、密码修改电路图4.3密码输入错误三次即锁定电路4.4计时电路4.5 各单元模块的连接五.软件设计六.系统功能七.设计总结八.参考文献摘要 每一位解锁意图码在密码锁部引发的试图解锁动作，可称为安全密码锁的解锁事件。电子安全密码所有开启意图码驱动，进党开启意图码预设定的安全密码完全匹配时，方可逐步开启密码锁。关键词：密码锁 RS触发器 键盘输入一 引

2、言随着科学技术的进步，电子器件和电子系统设计方法日新月异，电子设计自动化技术正是适应了现代电子产品设计的要求，吸收了多学科最新成果而形成的一门新技术。为保证电子产品设计的速度和质量，适应“第一时间推出产品”的设计要求，EDA技术已成为不可缺少的一项先进技术和重要工具，掌握EDA技术是电子信息类专业学生，工程技术人员所必备的基本能力和技能。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的尤其的突出，传统的机械锁由于其构造的简单，被撬的事件屡见不鲜，电子锁由于其性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的亲呢。意外事故或人为破坏可能造成中的灾难性后果的系统称为要害系统。要害系统的保证性包

3、括安全性、可开性和保全性，涵非常丰富。我们设计的电子密码锁是一类针对要害系统的安全保险器件，其设计概念与常见的保安密码锁有所不同。从系统设计观点看，电子安全密码锁是一个实体域定义的概念，比较机械安全密码锁，具有设计实现简便、密码装订灵活、制造成本低廉等优点。基于解锁时间概念思考，电子密码锁应具备如下基本功能：1逐位解锁 解锁过程的事件序列特性决定了它部状态机的多步步进特性。2单次试开 解锁事件是单向不可逆的，因此，安全密码锁部应含误码锁定组件。3.码鉴别通过后，给出可靠的控制信号。我们构思运用RS触发器构成的数字逻辑电路控制来模拟电子密码锁。二.总体方案设计21. 一号方框图图2.1 一号方案

4、图我定的一号方框图（初稿）为上图。一号方框图中，我共设了8个用户输入键，其中只有4个是有效的密码按键，其它的都是干扰按键。密码可在之前任意修改。由键盘输入密码，开始效验，密码输入正确则执行开门，如果密码输入错误则运用555单稳态触发器响鸣10秒钟。大概的思路有：用四个RS触发器串联，输入密码正确与否，输出的电平不同，由此达到密码效验。键盘的输入打算由八个四组开关控制，分为0和1两种情况。而响鸣10秒钟由555定时器构成的单稳态触发器控制时间。开门由灯泡点亮模拟。可有一个问题：本身的密码仅有16种情况，很容易试出密码，因为没有时间次数的限制，贼人能够轻易得到密码。仅仅是这样的设计，此数字密码锁失

5、去意义。于是，我准备再此方案图中加入计时器及锁定电路使其完善：在密码刚输入时开始计时，若计时超过60秒则报警。另外，若三次输入错误密码，锁定输入密码电路5分钟，贼人无法再打开，保护主人利益。修改后的方框图如下：2.2. 二号方框图图2.2 二号方框图共设了8个用户输入键，其中只有4个是有效的密码按键，其它的都是干扰按键。输入密码的同时开始计数，超过60秒报警。输入正确开门并取消计数，输入错误三次则锁定5分钟，防止他人非法操作。当上下开关的开关情况一致时， R端为高电平，S端为低电平，输出为低电平，下一阶RS触发器的S端为低电平。若四位密码输入正确，RS4输出为低电平。若四位密码输入错误，上下开

6、关的开关不一致，输出为高电平。由此可以判断输入密码是否正确。如果密码输入错误，计数器计数一次，如果密码输入错误三次，QA、QB同时为高电平，与非端输出为低电平，使555单稳态触发器3号端口输出55秒高电平，并锁定发光二极管使其不发光。如果密码输入正确，Q端输出为高电平，发光二极管亮，模拟开门。2.3. 方框图比较在二号方框图中，我加入计时器及锁定电路，在密码刚输入时开始计时，若计时超过60秒则报警。另外，若三次输入错误密码，锁定输入密码电路5分钟，贼人无法再打开，保护主人利益。由此，可以防止试出密码的现象发生。其缺点是较复杂，可能出现的问题较多。我决定使用二号方框图进行实验设计。三单元模块设计

7、各单元模块功能：3.1 RS触发器图3.1 RS触发器触发器的两个输入信号来自主触发器的输出，为一对互补信号，有，SR=0。表3.1 RS触发器的功能表SR说明00输出状态不变010输出状态与S的状态相同101输出状态与R的状态相同11-输出状态不定3.2 555单稳态触发器555电路含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关管T，比较器的参考电压由三只5k的电阻器构成的分压器提供。它们分别使高电平比较器A1的同相输入端和低电平比较器A2的反向输入端的参考电平为2Vcc/3和Vcc/3。A1与A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号自6脚，即高电平触发输入并超过参考

8、电平2Vcc/3时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于Vcc/3时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电开关管截止。是复位端（4脚），当=0，555输出低电平。平时端开路或接Vcc。Vcc是控制电压端（5脚），平时输出2Vcc/3作为比较器A1的参考电平，当5脚外接一个电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个0.01f的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。T为放电管，当T导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电通路。555定时器主要是与电阻、电容构成充放电电

9、路，并由两个比较器来检测电容器上的电压，已确定输出电平的高低和放电开关管的通断。这就很方便的构成从微妙到数十分钟的延时电路，可方便的构成但稳态触发器，多谐振档器，施密特触发器等脉冲产生或波形变换器。555定时器构成的单稳态触发器由555定时器格外接定时元件R、C构成。触发电路由Cl、Rl、D构成，其中D为钳位二极管，稳态时555电路输入端处于电源电平，部放电开关管T导通，输出放电开关管T导通，输出端F输出低电平，当有一个外部负脉冲触发信号经Cl加到2端。并使2端电位瞬时低于Vcc/3，低电平比较器动作，单稳态电路即开始一个暂态过程，电容C开始充电，Vc按指数规律增长。当Vc充电到2Vcc/3时

10、，高电平比较器动作，比较器A1翻转，输出Vo从高电平返回低电平，放电开关管T重新导通，电容C上的电荷很快经放电开关管放电，暂态结束，为下个触发脉冲的到来做好准备。波形图如图 所示。图3.2 555单稳态触发器电路图由555构成的单稳态触发器，电源接通瞬间，电路有一个稳定的过程，电源通过电阻R向电容C充电，当Vc上升到23Vcc时，触发器复位，Vo为低电平，电容C放电，电路进入稳定状态。若VI 23Vcc,触发器发生翻转，电路进入稳暂态，Vo输出高电平。此后电容C充电至23Vcc，电路又发生翻转，Vo输出低电平，电容C放电，电路恢复至稳定状态。TW = RCln3 = 1.1RC通过改变R、C的

11、大小，可使延时时间在几个微秒到几十分钟之间变化。可这种单稳态电路作为计时器时，可直接驱动小型继电器，并可以使用复位端（4脚）接地的方法来中止暂态，重新计时。此外尚需用一个续流二极管与继电线圈并接，以防继电器线圈反电势损坏部功率管。图3.3 555单稳态触发器工作波形3.3 74LS161计数器图3.4 74LS161的引脚图74LS161是4位二进制同步加计数器,RD是异步清零端，LD是预置数控制端，A、B、C、D是预置数据输入端，EP和ET是计数使能端，RCO是进位输出端，它的设置为多片集成计数器的级连提供了方便。图3.5 74LS161逻辑电路图1异步清零 当RD=0时，不管其它输入端的状

12、态如何，计数器输出将被直接置零。2同步并行预置数 在RD=1的条件下，当LD=0、有时钟脉冲CP的上升沿作用时，A、B、C、D输入端的数据将分别被QA至QD接收。由于这个置数操作要与CP上升沿同步，且A到D的数据同时置入计数器，所以称为同步并行预置。3保持 在RD=LD=1的条件下，当ET*EP=0,即两个计数使能端中有0时，不管有无CP脉冲作用，计数器都将保持原有状态不变。4计数 当RD=LD=EP=ET=1时，74161处与计数状态。其功能表如下：清零预置LD使 能EP ET时 钟CP预置数据输入A B C D输 出L* * * *L L L LHL* *上升沿A B C DA B C D

13、HHL * * * *保 持HH* L* * * *保 持HHH H上升沿* * * *计 数3.4 总电路图：图4.1 总电路图密码锁电路包含：键盘输入、密码修改、密码检测、报警电路、键盘输入次数锁定电路。四 功能介绍41 键盘输入、密码修改电路图如下图所示图4.2 键盘输入、密码修改电路图由四个RS触发器和十六个开关构成四位密码验证电路，可实现密码修改及密码输入，输出电平可验证密码的正确性。根据RS触发器的工作原理可知，其置位端比复位端具有优先权，在EN端接高电平的条件下，只要S端为高电平，不管R端怎样变化，其输出端均输出高电平。只有S端为低电平，R端为高电平，Q端才输出低电平。利用RS触

14、发器的功能，用户可以通过开关的闭合情况调制或输入密码。打开或闭合开关K21、K22、K23、K24、K25、K26、K27、K28可设置调解密码，其中，预设开关K21、K23、K25、K27为0，K22、K24、K26、K28预设为1。而打开或闭合开关K11、K12、K13、K14、K15、K16、K17、K18为输入密码，K11、K13、K15、K17预设为0，K12、K14、K16、K18预设为1。预设的0或1井代表一种字符，与高低电平无关。当上下开关的闭合情况一致时， R端为高电平，S端为低电平，由可知，输出Q为低电平，下一阶RS触发器的S端为低电平。若四位密码输入正确，RS4输出为低电

15、平。若四位密码输入错误，上下开关的开关不一致，输出为高电平。由可以判断输入密码是否正确。4. 2 密码输入错误三次即锁定电路如下图所示：图4.3 密码输入错误三次即锁定电路如果密码输入错误，或门的输出端为高电平，74LS160的CP端输入高电平，由图3.3.3可知，计数器加计数一次，如果密码连续输入错误三次， 同时为高电平，则与非端输出低电平，输入555触发器的2端。由图3.2.2可知，555触发器所构成的单稳态触发器3号端口连续55秒输出高电平，7432N输入为零零，输出为低电平，由此可以锁定发光二极管使其无法发光，即完成锁定电路功能。另一方面，如果密码输入正确，或门输出为高电平，7432N输入为零一，输出为高电平，使发光二极管亮，模拟开门。由于锁定时间即555计时器所构成的单稳态触发器输出高电平的时间常数 Tw = 1.1RC，可算出当C1 = 1Hz,R = 50M时,能使 Tw =55s，可锁定电路55秒。4. 3