電子密碼鎖課程設(shè)計(jì)--基于數(shù)字電路的電子密碼鎖

1、<p>　　《微機(jī)原理與接口技術(shù)》</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)報(bào)告書</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目： 基于數(shù)字電路的電子密碼鎖 </p><p>　　專 業(yè)： 自動化 </p><p>　　班 級：

2、 </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　學(xué) 號: </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　2015年6月15日</p>

3、<p>　　物理與電子工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</p><p>　　專業(yè)： 自動化 班級： 1 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘 要 …………………………………………………………… </p><p>

4、　　1 前言 …………………….……………………………………</p><p>　　1.1 發(fā)展前景 ………….………………………………………</p><p>　　1.2 研究目的和意義 ……………………………………………</p><p>　　1.3 基本要求……………………………………………………</p><p>　　1.4 基

5、本設(shè)計(jì)原理………………………………………………</p><p>　　1.5 主要性能指標(biāo)…………………………………………………</p><p>　　2 設(shè)計(jì)方案簡述 …………………………………………………</p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)思路 …………………………………….…………….… </p><p>　　2.2 原理框圖 ………

6、………………………………………….…</p><p>　　2.3 設(shè)計(jì)原理分析 ………………………………………….… </p><p>　　3 詳細(xì)設(shè)計(jì)……………..……………………..……………………</p><p>　　3.1 密碼鎖單元電路設(shè)計(jì) ……………………………………… </p><p>　　3.1.1密碼識別電路 …………

7、…………………………..……….</p><p>　　3.1.2秒脈沖產(chǎn)生電路..………………………….</p><p>　　3.1.3倒計(jì)時(shí)電路 ……………………………………..……….…</p><p>　　3.1.4驅(qū)動蜂鳴器電路……………………………………..…….</p><p>　　3.1.5驅(qū)動繼電器電路……………………………

8、………..………</p><p>　　3.2 密碼鎖總體電路設(shè)計(jì) …………………………….…………</p><p>　　4總 結(jié) ……..……………………………………………..……</p><p>　　參考文獻(xiàn) …….…………………………..……………………….</p><p><b>　　摘 要</b><

9、/p><p>　　采用邏輯門電路設(shè)計(jì)電子密碼鎖，闡述了其工作原理，給出了具體的電路原理圖。 該密碼鎖具有密碼預(yù)置功能，保密性強(qiáng)，誤碼報(bào)警，并且報(bào)警時(shí)間可以設(shè)定，同時(shí)用數(shù)碼管顯示出報(bào)警時(shí)間。密碼正確時(shí)驅(qū)動繼電器控制開鎖指示燈，誤碼時(shí)報(bào)警信號由蜂鳴器發(fā)出，聲音為間歇式鳴笛。采用自行設(shè)計(jì)的5V穩(wěn)壓電源供電，具有耗電省等特點(diǎn)。使用時(shí)用戶必須按下確認(rèn)按鈕后方可知用戶輸入的密碼是否與預(yù)置密碼一致，當(dāng)密碼正確時(shí)密碼鎖可以被打開，點(diǎn)

10、亮綠色二極管亮代表密碼正確，鎖可以打開。密碼不正確時(shí)按下確認(rèn)按鈕，紅色二極管被點(diǎn)亮，同時(shí)蜂鳴器鳴笛十秒，數(shù)碼管顯示十秒倒計(jì)時(shí)；倒計(jì)時(shí)結(jié)束時(shí)，數(shù)碼管顯示00，對其產(chǎn)生的編碼信號經(jīng)門電路處理后轉(zhuǎn)化為低電平信號，傳給秒脈沖電路控制端，使其停止工作，從而脈沖驅(qū)動的蜂鳴器也停止報(bào)警。</p><p>　　關(guān)鍵詞： 電子密碼鎖；數(shù)字電路； 預(yù)置密碼；誤碼報(bào)警</p><p><b>　　前

11、言</b></p><p>　　1.1背景及其發(fā)展前景</p><p>　　隨著人們生活水平的提高，對家庭防盜技術(shù)的要求也是越來越高，傳統(tǒng)的機(jī)械鎖由于其構(gòu)造的簡單，被撬的事件屢見不鮮，電子鎖由于其保密性高，使用靈活性好，安全系數(shù)高，受到了廣大用戶的歡迎。現(xiàn)在市場上主要是基于單片機(jī)技術(shù)的電子密碼鎖，但可靠性較差。通常簡單的數(shù)字電路就可實(shí)現(xiàn)密碼不限次數(shù)重寫，也就是說現(xiàn)在的硬件設(shè)計(jì)和

12、軟件設(shè)計(jì)一樣靈活、方便。相對于基于單片機(jī)技術(shù)的電子密碼鎖，用簡單門電路來來構(gòu)成系統(tǒng)，可靠性提高，并且價(jià)格便宜。</p><p>　　通過本次設(shè)計(jì)掌握數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法，熟悉電子密碼鎖設(shè)計(jì)相關(guān)硬件的使用，了解電子密碼鎖的系統(tǒng)構(gòu)成，利用數(shù)字門電路實(shí)現(xiàn)電子密碼鎖的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，可以加深自己對所學(xué)專業(yè)的認(rèn)識，關(guān)聯(lián)知識，增強(qiáng)自己的動手能力，積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為以后的工作打好基礎(chǔ)。</p><p>&l

13、t;b>　　1.2基本要求</b></p><p>　　當(dāng)輸入代碼正確時(shí)綠燈亮表示開鎖狀態(tài)；</p><p>　　當(dāng)輸入代碼錯(cuò)誤時(shí)紅燈亮表示報(bào)警狀態(tài)，報(bào)警聲音持續(xù)10秒。</p><p><b>　　1.4基本設(shè)計(jì)原理</b></p><p>　　密碼鎖電路包含 :撥碼設(shè)密、撥碼輸入 、密碼檢測 、脈沖

14、電路 、開鎖示意電路 、報(bào)警電路以及倒計(jì)時(shí)顯示電路 。特別說明的是 ,倒計(jì)時(shí)顯示電路在密碼鎖的應(yīng)用當(dāng)中看似不合理 ,但在該設(shè)計(jì)電路中 ,主要是方便實(shí)現(xiàn)對電路報(bào)警時(shí)間的控制 ,實(shí)際應(yīng)用中可以將顯示部分去掉或是采用適當(dāng)電路隱藏 。本電路用一個(gè) 4位撥碼式按鍵輸入開關(guān) ,一個(gè)4位撥碼式按鍵密碼預(yù)設(shè)開關(guān)。用戶必須按下確認(rèn)按鈕后方可知用戶輸入的密碼是否與預(yù)置密碼一致。將輸入信號與預(yù)設(shè)密碼信號經(jīng)過一定的門電路轉(zhuǎn)化為高低電平后信號輸出。一致時(shí)輸出低電

15、平 ,做為開鎖信號；不一致時(shí)輸出高電平，做為報(bào)警信號。利用芯片555多諧震蕩器產(chǎn)生1Hz的周期秒脈沖，做為倒計(jì)時(shí)和蜂鳴器報(bào)警信號。</p><p>　　總體電路是在單元電路的基礎(chǔ)上整合得到的，主要邏輯關(guān)系如下：</p><p>　　密碼識別電路信號與倒計(jì)時(shí)電路顯示00時(shí)的編碼信號經(jīng)過邏輯整合后做為控制555是否工作的信號。555的工作與否又反作用于倒計(jì)時(shí)電路，做為倒計(jì)時(shí)電路的脈沖輸入源，同

16、時(shí)555秒脈沖信號也是蜂鳴器的工作信號。</p><p><b>　　1.5性能指標(biāo)</b></p><p>　　實(shí)現(xiàn)了所有基本功能和一些自由發(fā)揮功能，密碼為4位二進(jìn)制數(shù)。</p><p><b>　　2 設(shè)計(jì)方案簡述</b></p><p><b>　　2.1設(shè)計(jì)思路</b>

17、</p><p>　　打開一把電子密碼鎖的關(guān)鍵在于正確的輸入密碼 ,本設(shè)計(jì)提供了一個(gè) 4位撥碼式按鍵輸入開關(guān) ,一個(gè)4位撥碼式按鍵密碼預(yù)設(shè)開關(guān)。用戶必須按下按下事確認(rèn)按鈕后方可知用戶輸入的密碼是否與預(yù)置密碼一致,一致時(shí)密碼鎖可打開 ,本設(shè)計(jì)由綠色二極管亮代表密碼正確 ,鎖可以打開。密碼不正確時(shí)，紅色二極管亮同時(shí)蜂鳴器響十秒，顯示十秒倒計(jì)時(shí)。</p><p><b>　　2.2設(shè)計(jì)

18、原理框圖</b></p><p>　　設(shè)計(jì)原理方框圖如圖2-1所示 。</p><p>　　圖 2-1　設(shè)計(jì)原理方框圖</p><p>　　2.3　設(shè)計(jì)原理分析</p><p>　　密碼鎖電路包含 :撥碼設(shè)密、撥碼輸入 、密碼檢測 、脈沖電路 、開鎖示意電路 、報(bào)警電路以及倒計(jì)時(shí)顯示電路 。特別說明的是 ,倒計(jì)時(shí)顯示電路在密碼鎖的

19、應(yīng)用當(dāng)中看似不合理 ,但在該設(shè)計(jì)電路中 ,主要是方便實(shí)現(xiàn)對電路報(bào)警時(shí)間的控制 ,實(shí)際應(yīng)用中可以將顯示部分去掉或是采用適當(dāng)電路隱藏 。</p><p><b>　　3 詳細(xì)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1密碼鎖單元電路設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1.1密碼識別電路</p><p>　　本電路用一個(gè) 4位撥碼式按鍵

20、輸入開關(guān) ,一個(gè)4位撥碼式按鍵密碼預(yù)設(shè)開關(guān)。用戶必須按下按下事確認(rèn)按鈕后方可知用戶輸入的密碼是否與預(yù)置密碼一致。將輸入信號與預(yù)設(shè)密碼信號經(jīng)過一定的門電路轉(zhuǎn)化為高低電平后信號輸出。一致時(shí)輸出低電平 ,做為開鎖信號；不一致時(shí)輸出高電平，做為報(bào)警信號。</p><p>　　圖3-1-1 密碼識別電路</p><p>　　3.1.2秒脈沖產(chǎn)生電路</p><p>　　利用芯

21、片555[3]多諧震蕩器產(chǎn)生1Hz的周期秒脈沖，做為倒計(jì)時(shí)和蜂鳴器報(bào)警信號。周期計(jì)算公式：</p><p>　　圖3-1-2秒脈沖產(chǎn)生電路</p><p>　　3.1.3倒計(jì)時(shí)電路</p><p>　　74LS192為可預(yù)置的十進(jìn)制同步加/減計(jì)數(shù)器。Q0～Q3 輸出端 ,本電路只用到它的4引腳，實(shí)現(xiàn)減計(jì)數(shù)動能。用譯碼器74LS48、數(shù)碼管顯示動態(tài)顯示Q0～Q3 輸出

22、的動態(tài)信號。</p><p>　　圖3-1-3 倒計(jì)時(shí)電路</p><p>　　3.1.4驅(qū)動蜂鳴器電路</p><p>　　用NPN型三極管9013對555脈沖信號放大，從而驅(qū)動蜂鳴器報(bào)警。</p><p>　　圖3-1-4 驅(qū)動蜂鳴器電路</p><p>　　3.1.5驅(qū)動繼電器電路</p><

23、p>　　用NPN型三極管9013對門電路信號放大，從而驅(qū)動繼電器工作。</p><p>　　圖3-1-5驅(qū)動繼電器電路</p><p>　　3.2密碼鎖總體電路設(shè)計(jì)</p><p>　　總體電路是在單元電路的基礎(chǔ)上整合得到的，主要邏輯關(guān)系如下：</p><p>　　密碼識別電路信號與倒計(jì)時(shí)電路顯示00時(shí)的編碼信號經(jīng)過邏輯整合后做為控制5

24、55是否工作的信號。555的工作與否又反作用于倒計(jì)時(shí)電路，做為倒計(jì)時(shí)電路的脈沖輸入源，同時(shí)555秒脈沖信號也是蜂鳴器的工作信號。</p><p>　　圖3-2總體設(shè)計(jì)電路圖</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　電子密碼鎖的設(shè)計(jì)是基于數(shù)字電路、模擬電路課程的設(shè)計(jì)，提高自己對實(shí)際問題進(jìn)行設(shè)計(jì)、制作的綜合能力；為后續(xù)的畢業(yè)設(shè)

25、計(jì)和在今后工作崗位上獨(dú)立開展科學(xué)研究打下良好基礎(chǔ)。</p><p>　　身為自動化的學(xué)生，設(shè)計(jì)是將來我們必須的技能，是生存立業(yè)的根本，而此次的課程設(shè)計(jì)恰恰給我們提供了一個(gè)充分應(yīng)用自己所學(xué)知識的平臺，讓我們學(xué)到的書本上的知識不在局限于大腦而和實(shí)踐相結(jié)合。</p><p>　　設(shè)計(jì)和制作完成后寫出總結(jié)還是必要的。我想我在設(shè)計(jì)和制作過程中一定會遇到不少的麻煩，它正是我們進(jìn)行設(shè)計(jì)的一個(gè)主要原因。把

26、它寫下來，可以提高我們解決問題的能力。做好本次試驗(yàn)的前提就是對于書本知識掌握熟練，這樣才能對出現(xiàn)的問題做出一定的分析和解決。</p><p>　　此次課程設(shè)計(jì)離不開陳老師的耐心指導(dǎo)，辛勤指教，陳老師在百忙之中抽出時(shí)間來對我們進(jìn)行指導(dǎo)，很感謝陳老師！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]．閻石 數(shù)字電路技術(shù)基礎(chǔ)

27、[M].高等教育出版社,2005</p><p>　　[2]．許琦.基于FPGA的電子密碼鎖的設(shè)計(jì)[J].科技信息,2006</p><p>　　[3]．李連華.基于FPGA的電子密碼鎖設(shè)計(jì)[J].中國科技信息,2006</p><p>　　[4]．童詩白 華成英 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].高等教育出版社,2006</p><p>　　課程設(shè)計(jì)