电子密码锁.docx

1、电信082 200816022211 马明许实用电子线路设计设计题目：电子密码锁设计1一、前言2二、设计目的3三、设计任务31、基本部分32、发挥部分4四、设计内容41、设计思路42、总框架图44、键盘输入、密码修改、密码检测、开锁及执行电路.55、报警电路76、报警次数检测及锁定电路9五、总结与体会10六、参考文献12一. 前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。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

2、，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括安全性、可开性和保全性，内涵非常丰富。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。每一位解锁意图码在密码锁内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。二、设

3、计目的本文的电子密码锁利用数字逻辑电路，实现对门的电子控制， 并且有各种附加电路保证电路能够安全工作，具有极局的安全系数。 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。三、设计任务1、基本部分：1）密码锁控制器中存储一个4位代码，当开锁按钮开关设置9位， 其中只有4位有效）的输入代码等于存储代码时启动开锁控制电路, 并且用绿灯亮、红灯灭表示开锁状态。2）从第一个按钮触动后的5秒内若未能将锁打开，则电路自动复位 并由扬声器发出20秒的报警信号，同时用绿灯灭、红灯亮表示关锁 状态。3）要求性能可靠、操作简便。2

4、、发挥部分：1）密码锁控制器中存储的4位密码可以修改。2）开锁信号可以推动机械执行构件3、分析各不见工作原理，绘制电路图，撰写设计报告。四、设计内容1、设计思路：共设了 9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，若按下干扰键，键盘输入电路自 动清零，原先输入的密码无效，需要重新输入；如果用户输入密码 的时间超过5秒，电路将报警20秒，若电路连续报警3次，电路将 锁定键盘1分钟，防止他人的非法操作。2、总框架图：3、计原理分析：密码锁电路包含：键盘输入、密码修改、密 码检测、开锁电路、执行电路、报警电路、键盘输入次数锁定电路。4、键盘输入、密码修改、密码检测、开锁及执行

5、电路：其电路如图1所示：图1键盘输入、密码修改、密码检测、开锁、执行电路1）开关K1-K9是用户的输入密码的键盘，用户可以通过开关输入密 码，开关两端的电容是为了提高开关速度，电路先自动将IC1-IC4 清零，由报警电路送来的清零信号经C25送到T12基极，使T12导 通，其集电极输出低电平，送往IC1-IC4,实现清零。2）密码修改电路由双刀双掷开关S1-S4组成（如图2所示），它是 利用开关切换的原理实现密码的修改。例如要设定密码为1458,可 以拨动开关S1向左，S2向右，S3向左，S4向右，即可实现密码的 修改，由于输入的密码要经过S1-S4的选择，也就实现了密码的校 验。本电路有16

6、组的密码可供修改。图2密码修改电路3）由两块74LS112 （双JK触发器，包含IC1-IC4）组成密码检测电 路。由于IC1处于计数状态，当用户按下第一个正确的密码后，CLK 端出现了一个负的下降沿，IC1计数，Q端输出为高电平，用户依次 按下有效的密码，IC2-IC3也依次输出高电平，送入与门IC5,使其 输出开锁的高电平信号送往IC13的2脚，执行电路动作，实现开锁。4）执行电路是由一块555单稳态电路（IC13）,以及由T10、T11组成的达林顿管构成。若IC13的2脚输入一高电平，则3脚 输出高电平，使T10导通，T11导通，电磁阀开启，实现开门，同时 T10集电极上接的D5 （绿色

7、发光二极管）发亮，表示开门，20秒后, 555电路状态翻转，电磁阀停止工作，以节电。其中电磁阀并联的电 容C24使为了提高电磁阀的力矩。5、报警电路：1）报警电路实现的功能是：当输入密码的时间超过5秒，电路 报警20秒，防止他人恶意开锁。电路包含两大部分，1分钟延时和5秒延时电路。其工作原理是当用户开始输入密码时，电路开始1分钟计时，超出5秒，电路开始20秒的报警。电路图如图3所示：图3报警电路2）有人走近门时，触摸了 TP端（TP端固定在键盘上，其灵敏度非常 高，保证电路可靠的触发），由于人体自身带的电，使IC10的2脚 出现低电平，使IC10的状态发生翻转，其3脚输出高电平，T5导通 （可

8、以通过R12控制T1的基极电流），其集电极接的黄色发光二极管 D3发光，表示现在电子锁处于待命状态，T6截止，C4开始通过R14 充电（充电时间是5秒，此时为用户输入密码的时间，即用户输入密 码的时间不能超过5秒，否则电路就开始报警，由于用户经常输入 密码，而且知道密码，一般输入密码的时间不会超过5秒），IC2开 始进入延时5秒的状态。3）开始报警：当用户输入的密码不正确或输入密码的时间超过30 秒，IC11的2脚电位随着C4的充电而下降，当电位下降到l/3Vcc 时（即30秒延时结束时候），3脚变成高电位（延时时是低电平），通 过R15使（R15的作用是为了限制T7的导通电流防止电流过大烧毁

9、三 极管）T7导通，其集电极上面接的红色发光二极管D4发亮，表示当 前处于报警状态，T8也随之而导通，使蜂鸣器发声，令贼人生怯， 实现报警。4）停止报警：当达到了 20秒的报警时间，IC10的6, 7脚接的电容 C5放电结束，IC10的3脚变成低电平，T5截止，T6导通，强制使 强制电路处于稳态，IC11的3脚输出低电平，使T7, T8截止，蜂鸣 器停止报警；或者用户输入的密码正确，则有开锁电路中的T10集 电极输出清除报警信号，送至T12 （PNP）, T12导通，强制使T7基 极至低电位，解除报警信号。6、报警次数检测及锁定电路：若用户操作连续失误超过3次，电路将锁定1分钟。其工作原理如

10、下：当电路报警的次数超过3次，由IC9 （74161）构成的3位计数 器将产生进位，通过IC7,输出清零信号送往74161的清零端，以实 现重新计数。经过IC8 （与门），送到IC12 （555）的2脚，使3脚 产生1分钟的高电平锁定脉冲（其脉冲可由公式T=l. IRC计算得出）, 经T9倒相，送IC6输入端，使IC6输出低电平，使IC13不能开锁,五、总结与体会经过几天的努力我的电子密码锁课程设计终于完成了，不知道 如何入手，觉得困难比较多，感觉有点累，不过最后还是做完了， 有种如释重负的感觉。到锁定的目的。电路图如图4所示：这个密码锁课程设计经过多次的修改和整理，但由于自己的水 平有限，还

11、有很多不足的地方，例如，用开关作74LS112的CLK脉 冲，不是很稳定，可以调换其它高速开关或计数脉冲，还有，其密 码只有16位，不能任意设定密码，密码一旦忘记，密码锁将很难打 开，并且没有设计显示器，但可以通过增加数字电路来实现这一功 能，只是自己的知识有限，只能做到这一步，另外设计方案是在始 终通电的前提下设计的，若是遇到断电问题则密码锁也很难打开， 可以通过增加备用电源来实现，同样因为知识有限，只能做到这一 步O在没有做课程设计以前，觉得课程设计只是对知识的单纯总 结，但是通过这次课程设计发现自己的看法有点太片面，课程设计 不仅是对前面所学知识的一种检验，也是对自己能力的一种提高， 通

12、过这次课程设计使自己明白了原来的那点知识是非常欠缺的，要 学习的东西还很多，通过这次课程设计，明白学习是一个长期积累 的过程，在以后的工作和生活中都应该不断的学习，努力提高自己 的知识和综合素质。课程设计中，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量, 发现我们所学的知识实在是有限，不过我们能够充分利用网络的优 势去查阅资料。最后，课程设计中涉及到的电路图，本想用图片制 作工具绘制，但还是水平有限，最后只能自己动手手工作图，就是 效率太低也太累，以后要好好学习相关的图片制作。在整个设计过程中懂得了许多东西，也培养了独立思考和设计 的能力，树立了对知识应用的信心，相信会对今后的学习工作和生 活有非常大的帮助，并且提高了自己的动手实践操作能力，使自己 充分体会到了在设计过程中的成功喜悦。虽然这个设计做的不怎么 好，但是在设计过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和 财富，使我终身受益。六、参考文献【1】清华大学教研组编，阎石主编：数字电子技术基础（第四版），北京，高等教育出版社，2004年2华中理工大学电子学教研组编，康华光主编：电子技术基础数字 2000