電子密碼鎖電路設(shè)計(jì)6頁(yè)

1、電子密碼鎖的設(shè)計(jì)與制作作者：劉彬第一章 方案論證1設(shè)計(jì)本課題時(shí)構(gòu)思了兩種方案：一種是用以為PIC16F84核心的單片機(jī)控制方案；另一種是用以NE555、雙移位寄存器以及反相器構(gòu)成的數(shù)字邏輯電路控制方案。開(kāi)關(guān)K1K8可將IC3輸出端信號(hào)直接或反相送到三極管基極，以此來(lái)設(shè)定電子鎖的開(kāi)鎖密碼。按鍵輸入信號(hào)傳輸電路密碼校驗(yàn)電路開(kāi)鎖電路開(kāi)鎖顯示15s復(fù)位自動(dòng)復(fù)位執(zhí)行電路2電子鎖工作原理密碼鎖的開(kāi)鎖信號(hào)有一系列寬脈沖和窄脈沖組成。IC1a、IC1b組成雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器；IC2、IC3為NE555雙時(shí)基集成電路，組成兩組單穩(wěn)態(tài)電路；IC4為CC4015雙四位串入一并處移位寄存器，在電路中將兩組寄存器串接擴(kuò)展成8

2、位移位寄存。CC4015的輸出端Q1AQ4A，Q1BQ4B分別經(jīng)反相器F3F10、單刀雙擲開(kāi)關(guān)K1K8及與非門(mén)74LS30控制三極管的基極，只有與非門(mén)輸入為低電平時(shí)，LED二極管綠燈亮，經(jīng)過(guò)反相器變成高電平，三極管導(dǎo)通，使得繼電器J吸合，電磁鐵D通電，把鎖打開(kāi)；反之，只要與非門(mén)輸出為高電平，經(jīng)過(guò)反相器LED二極管紅燈亮，但三極管為低電平，三極管截止，J不能吸合。開(kāi)關(guān)K1K8與反相器的輸入輸出端相接，可將IC3輸出端信號(hào)直接或反相后將高電平送到與非門(mén)，與非門(mén)輸出為低電平，經(jīng)反相器為高電平到三極管基極，所以可以改變開(kāi)關(guān)與反相器的連接方式的不同來(lái)改變密碼。當(dāng)按下復(fù)合按鈕SB時(shí)，其常斷接點(diǎn)接通，常閉接

3、點(diǎn)斷開(kāi)，IC1a輸入端變成高電平，輸出低電平，使IC2的2腳和IC3的2腳得到低電平觸發(fā)，單穩(wěn)電路IC2、IC3輸出端3、3變成高電位，反相器F1輸出低電平，使CC4015的復(fù)位端RA、RB變?yōu)榈碗娖?，允許輸入并寄存數(shù)據(jù)。IC3輸出端3的高電平時(shí)間由R5、C4決定，按圖中數(shù)據(jù)其單穩(wěn)時(shí)間為1.0秒，松開(kāi)按鈕SB。IC1b輸入端變成高電平，輸出變成低電平，使反相器F2輸出上升沿作用在CC4015的觸發(fā)端9、1腳上，CC4015讀入數(shù)據(jù)，若在1.0秒之內(nèi)松開(kāi)SB，IC3的3腳輸出的高電平輸入到IC4的DA端，使IC4讀入“1”，且LED綠燈亮；如在1.0秒之后松開(kāi)SB，由于單穩(wěn)已復(fù)位，3腳低電平輸入

4、到IC4的DA端，使IC4讀入“0”，并且LED紅燈亮。這樣，通過(guò)控制SB按下的時(shí)間長(zhǎng)短即可實(shí)現(xiàn)密碼輸入（在1.0秒之內(nèi)松開(kāi)SB，密碼為1，綠燈亮，紅燈滅；在1.0秒之后松開(kāi)SB，密碼為0，紅燈亮，綠燈滅），全部8個(gè)密碼的輸入完成后，這8個(gè)密碼即出現(xiàn)在IC4的8個(gè)輸出端。IC2單穩(wěn)時(shí)間為30秒，30秒后，IC2輸出端3變?yōu)榈碗娖健1輸出高電平，使CC4015復(fù)位端RA、RB變?yōu)楦唠娖?，IC4復(fù)位，不再接收輸入，輸出端全部變成低電平。密碼全部輸入需要按8次SB，并且要保證輸入正確，綠燈才能亮，三極管才能導(dǎo)通。本電路中，如果在30秒之內(nèi)正確輸入密碼，則綠燈亮，紅燈滅，三極管導(dǎo)通，J通電吸合，其常

5、開(kāi)觸點(diǎn)接通電磁鐵D的電源，使得門(mén)鎖打開(kāi)。該電子鎖靠按下SB時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)輸入密碼，并要在1.0秒內(nèi)完成各位的正確輸入，具有很大的難度，因此該電子鎖具有很高的保密性。第二章 硬件電路設(shè)計(jì)1.555基本工作模式555時(shí)基電路應(yīng)用十分廣泛，用它可以很容易地組成各式性能穩(wěn)定的高、低頻振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、雙穩(wěn)態(tài)RS觸發(fā)器及各種電子開(kāi)關(guān)電路等，但無(wú)論其電路如何變化，其基本工作模式不外乎于單穩(wěn)態(tài)、雙穩(wěn)態(tài)、無(wú)穩(wěn)態(tài)3種基本工作模式。單穩(wěn)態(tài)工作模式單穩(wěn)態(tài)工作模式是指電路只有一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，在穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，555時(shí)基電路處于復(fù)位狀態(tài)，即輸出端3腳輸出低電平。當(dāng)電路受到低電平觸發(fā)時(shí)，555電路翻轉(zhuǎn)置位進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，在暫穩(wěn)態(tài)時(shí)

6、間內(nèi)，3腳輸出高電平，經(jīng)過(guò)一段延遲（或稱(chēng)定時(shí)）后，電路能自動(dòng)返回暫穩(wěn)態(tài)，暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間通常簡(jiǎn)稱(chēng)為暫態(tài)時(shí)間。圖 (1)2. 功能表： 圖（2 ） CC4015功能圖CD4015為雙四位串入一并輸出移位寄存器，在本電路中將兩組寄存器串接擴(kuò)展成8位移位寄存器。輸入脈沖作用在CD4015的觸發(fā)端9、1腳上，CD4015讀入數(shù)據(jù)，待8個(gè)密碼輸完后，8個(gè)密碼出現(xiàn)在CD4015的8個(gè)輸出端。IC2單穩(wěn)態(tài)時(shí)間為30秒，30秒后CD4015復(fù)位端RA、RB變?yōu)楦唠娖?，CD4015復(fù)位不再接收輸入輸出端全部變?yōu)榈碗娖?. 或非門(mén)CD4001 CD4001 是2輸入正向或非門(mén)。它有四組相同的或非門(mén)電路，為系統(tǒng)使用提供了

7、直接的或非門(mén)，所有輸入和輸出經(jīng)過(guò)緩沖，改善了輸入輸出傳輸特性，使得由于負(fù)載容量的增加而引起的傳輸時(shí)間的變化維持到最小。電源電壓、輸入電壓和輸入電流與CD4001相同。 圖（3 ） CD4001 2輸入四或非門(mén) 元 器 件 清 單表1-1 元器件列表元件名稱(chēng)參數(shù)或型號(hào)數(shù)量電阻51010個(gè)15k1個(gè)20k2個(gè)100k2個(gè)200k1個(gè)300k1個(gè)470k1個(gè)電解電容1u2個(gè)47u2個(gè)圓片電容0.01u2個(gè)0.1u1個(gè)集成芯片NE5552個(gè)CC40151個(gè)74LS301個(gè)74LS042個(gè)三極管90181個(gè)二極管IN41483個(gè)發(fā)光二極管LED10個(gè)按鈕開(kāi)關(guān)1個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)8個(gè)繼電器5V1個(gè)總 電 路

8、圖第三章 安裝與調(diào)試按原理圖所示的電路結(jié)構(gòu)及元器件實(shí)際尺寸，設(shè)計(jì)合適的通用電路板，并插接元器件。本次設(shè)計(jì)的電路看似一般，但實(shí)際上涉及到的內(nèi)容非常多，由于沒(méi)有合適的單刀雙擲開(kāi)關(guān)。所以選用導(dǎo)線(xiàn)來(lái)替代。這樣就增大了電路的難度。不過(guò)之前有多次實(shí)訓(xùn)的鍛煉，還是很快就把電路連接完成。當(dāng)時(shí)并沒(méi)有出現(xiàn)象。在老師的悉心指導(dǎo)下，重新分析并檢查電路，這是一個(gè)艱難漫長(zhǎng)的過(guò)程，也是一個(gè)很好的鍛煉過(guò)程，提高了我的查找問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。 數(shù)據(jù)555 ：3腳的輸出電壓為0.02V三級(jí)管輸出電壓為5.04V.74LS30 8號(hào)腳輸出電壓4.03V 第四章 心得體會(huì)剛拿到任務(wù)書(shū)時(shí)，便沖向了圖書(shū)館，開(kāi)始找跟自己主題相

9、關(guān)的資料。認(rèn)真分析課題的主要內(nèi)容以及研究思路。對(duì)每一個(gè)方案都進(jìn)行分析，有的可以但是不能改密碼，有的適合主題但是沒(méi)有實(shí)際意義。最終不負(fù)有心人，找到了適合我任務(wù)書(shū)的方案。在安裝與調(diào)試程中，出現(xiàn)了一些故障。在老師的指導(dǎo)下，我們仔細(xì)排查，仔細(xì)核對(duì)電路圖，檢查元器件，最終完成了任務(wù)。在此次課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我覺(jué)得既鍛煉了我的實(shí)際動(dòng)手能力，也再一次復(fù)習(xí)了上學(xué)期學(xué)習(xí)的數(shù)電知識(shí)，對(duì)邏輯門(mén)邏輯電路，各種基本集成芯片都有了進(jìn)一步的理解。由簡(jiǎn)單的抽象理解到實(shí)際認(rèn)知。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我覺(jué)得學(xué)習(xí)像數(shù)電這樣實(shí)用的知識(shí)，不僅要掌握書(shū)本上的基本內(nèi)容，還要靈活思考，善于變換，這樣才能找到最優(yōu)設(shè)計(jì)，達(dá)到事半功倍的效果。而這是日后最實(shí)用的，真的是受益匪淺。這次設(shè)計(jì)使我更加懂得了自己所學(xué)知識(shí)是多么的有限，自己的在各個(gè)方面都需要再加強(qiáng)。而我們是要面對(duì)社會(huì)的挑戰(zhàn)，只有不斷的學(xué)習(xí)、實(shí)踐