電子密碼鎖課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、數(shù)字電子密碼鎖課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程名稱： 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 設(shè)計(jì)題目： 數(shù)字密碼鎖 班 級(jí)： 08自動(dòng)化（2）班 姓 名： 指導(dǎo)教師： 目錄一、設(shè)計(jì)目的1二、技術(shù)指標(biāo)11、基本功能12、增加功能1三、總體設(shè)計(jì)方案11、第一方案12、第二方案23、第三方案24、設(shè)計(jì)思路2四、元件清單2五、電路框圖2六、單元電路的設(shè)計(jì)31.密碼輸入模塊32、密碼修改模塊43、密碼檢驗(yàn)?zāi)K44、開鎖模塊55、報(bào)警模塊56、音頻方波信號(hào)模塊67、系統(tǒng)總圖7七、總結(jié)與體會(huì)81、成品評(píng)測(cè)82、制作體會(huì)83、制作回顧8八、參考文獻(xiàn)8一、設(shè)計(jì)目的1、鞏固和加深對(duì)電子電路基本知識(shí)的理解，提高綜合運(yùn)用本課程所學(xué)知識(shí)的能力。2、培養(yǎng)根

2、據(jù)設(shè)計(jì)需要選學(xué)參考書籍，查閱相關(guān)手冊(cè)、圖表和文獻(xiàn)資料的自學(xué)能力。3、通過電路方案的分析、論證和比較，設(shè)計(jì)計(jì)算和選取元器件、電路組裝、調(diào)試和檢測(cè)等環(huán)節(jié)，初步掌握簡(jiǎn)單實(shí)用電路的分析方法和工程設(shè)計(jì)方法。4、學(xué)會(huì)簡(jiǎn)單電路的實(shí)驗(yàn)調(diào)試和性能指標(biāo)的測(cè)試方法，提高學(xué)生動(dòng)手能力和進(jìn)行數(shù)字電子電路實(shí)驗(yàn)的基本技能。二、技術(shù)指標(biāo)1、基本功能1）.設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字鎖，每把鎖都有其預(yù)先設(shè)定好的（四位二進(jìn)制數(shù)）開鎖密碼，在一個(gè)開鎖控制信號(hào)作用下用該密碼可以打開鎖；2）.開鎖時(shí)，其預(yù)先設(shè)定好的（四位二進(jìn)制數(shù)）代碼與（四位二進(jìn)制代碼）開鎖密碼信號(hào)相符，且開鎖控制信號(hào)有效時(shí)，鎖打開；3）.若不符，電路將發(fā)出聲，光報(bào)警信號(hào)；4）.不開

3、鎖時(shí)，鎖關(guān)閉。2、增加功能開鎖密碼位數(shù)，聲報(bào)警信號(hào)擴(kuò)音等。三、總體設(shè)計(jì)方案1、第一方案用jk觸發(fā)器和雙聯(lián)開關(guān)組成，要按順序輸入密碼，但其密碼修改電路機(jī)械化，且開關(guān)過多，連線較多，操作較繁瑣。2、第二方案用74hc573鎖存器為密碼設(shè)定電路和修改電路，這方案可以便捷地設(shè)定密碼和修改密碼，但密碼的輸入要用到8個(gè)控制開關(guān)且密碼輸入不分順序。3、第三方案用74ls194芯片接成的移位寄存器，但用到脈沖信號(hào)?？紤]到復(fù)雜程度、密碼鎖的精確性和器材配置，我們最終決定取第二個(gè)方案。4、設(shè)計(jì)思路密碼輸入，密碼存儲(chǔ)，密碼比較，開鎖，聲光報(bào)警 。通過對(duì)上述各方案的設(shè)計(jì)比較，并在proteus仿真軟件上的實(shí)行，最后我

4、們選擇用第三種方案。四、元件清單元件電阻芯片開關(guān)led燈其他型號(hào)2k74ls194、74ls85、74ls08、 74ls04、555、雙向開關(guān)紅色綠色蜂鳴器數(shù)量2分別4、2、1、1、1個(gè)4各一個(gè)1個(gè)五、電路框圖密碼輸入模塊密碼檢驗(yàn)?zāi)K密碼設(shè)定修改模塊報(bào)警電路模塊開鎖模塊12564聲音模塊二極管報(bào)警指示模塊二極管開鎖指示模塊783注：1. 密碼輸入模塊，包括密碼輸入和cp1信號(hào)輸入2. 密碼修改模塊，包括密碼輸入和cp2信號(hào)輸入3. 密碼檢驗(yàn)?zāi)K，包括兩個(gè)四位數(shù)據(jù)比較器4. 開鎖模塊，有開鎖，有開鎖指示5. 二極管開鎖指示模塊6. 報(bào)警電路模塊，由聲光報(bào)警兩模塊組成7. 聲音模塊，由555產(chǎn)生

5、一方波信號(hào)引入蜂鳴器產(chǎn)生聲音8. 二極管報(bào)警指示模塊六、單元電路的設(shè)計(jì)1.密碼輸入模塊原理：預(yù)置密碼是八位二進(jìn)制密碼（高低電平控制），按下鍵為1，未按鍵為0，平時(shí)（輸入端）均處于0狀態(tài)。電路用一個(gè)開關(guān)按鍵sw1依此輸入8位密碼，用sw2控制次脈沖信號(hào)的產(chǎn)生，每來(lái)一個(gè)脈沖，就把sw1中代碼（0和1）輸入到移位寄存器74ls194由兩片74ls194接成的8位移位寄存器會(huì)依此把密碼記入電路，停止輸入脈沖信號(hào)，改變開關(guān)設(shè)置不會(huì)影響密碼的存入，表示密碼輸入完成。2、密碼修改模塊原理：和密碼輸入模塊同理，每輸入一次脈沖信號(hào)，控鍵依此輸入8位密碼。3、密碼檢驗(yàn)?zāi)K原理：模塊電路由兩塊一樣的74ls85四位

6、數(shù)據(jù)比較器組成。從u2的a0到a3和u3的a0到a3輸入八位密碼，從u2的b0到b3和u3的b0到b3接入原來(lái)設(shè)置的八位密碼，對(duì)其進(jìn)行比較，如果現(xiàn)時(shí)輸入的密碼與原來(lái)設(shè)定的密碼一致，則在u3的第6管腳輸出高電平，作為開鎖信號(hào)，在開鎖信號(hào)有效的情況下，實(shí)現(xiàn)開鎖。如果不一致，則在i3第6管腳輸出低電平，作為報(bào)警信號(hào)。4、開鎖模塊原理：密碼正確時(shí)，從u5:a的第2管腳中輸入密碼檢驗(yàn)信號(hào)1,錯(cuò)誤是為0；要開鎖時(shí)，從u5a的第1管腳中輸入開鎖控制信號(hào)1，不開鎖時(shí)，輸入為0。當(dāng)開鎖開關(guān)打上（打上為1）且密碼正確時(shí) u5:a的1、2管腳均為高電平，則u5:a的第3管腳輸出為1,此時(shí)，綠燈d1亮，電磁鎖在開鎖信

7、號(hào)下，實(shí)現(xiàn)開鎖功能。平時(shí)不開鎖，或密碼不正確時(shí)，則u5:a的第3管腳輸出為0,此時(shí)綠燈d1滅，電磁鎖在無(wú)開鎖信號(hào)下，關(guān)閉鎖。5、報(bào)警模塊原理：從四位比較器中傳來(lái)密碼校驗(yàn)的信號(hào)，若傳來(lái)是密碼錯(cuò)誤則從u4:a的第1管腳中輸入信號(hào)為0（若密碼正確為1）。經(jīng)過u4:a反相器的變化變?yōu)?,并輸入到u5:b與門的5管腳，加上從u5:b管腳4中輸入的開鎖信號(hào)1，使u5:b管腳6輸出高電平，此時(shí)光報(bào)警信號(hào)紅燈d2亮，從u5:b管腳6輸出高電平和1khz的方波分別從u5:c的管腳9和10輸入，在u5:b管腳8中輸出1khz的音頻信號(hào)，蜂鳴器ls1發(fā)出聲音報(bào)警信號(hào)。6、音頻方波信號(hào)模塊工作原理：該模塊為由555定

8、時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器。參數(shù)計(jì)算：t1 =(r1 +r2)cln2 、t2 =r2cln2，電路的振蕩周期為t=(r1 +2r2)cln2。注：該模塊是產(chǎn)生給報(bào)警模塊的音頻信號(hào)，產(chǎn)生的cp信號(hào)對(duì)占空比沒什么要求，頻率只要適當(dāng)就可以，這里取為1kh z。由于實(shí)驗(yàn)板上有此模塊，所以在接線的時(shí)候就省了此步，直接接上實(shí)驗(yàn)板上的1khz方波信號(hào)即可。7、系統(tǒng)總圖七、總結(jié)與體會(huì)1、成品評(píng)測(cè)成品完全滿足課題設(shè)計(jì)的要求，可以對(duì)密碼進(jìn)行精確的校驗(yàn)，并在密碼正確和開鎖的控制下實(shí)現(xiàn)開鎖，而且，也滿足擴(kuò)展要求，對(duì)原來(lái)的四位密碼擴(kuò)展到了8位。各方面都達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，并可以在實(shí)驗(yàn)板上實(shí)現(xiàn)各部分功能。若做成成品，也不失為一款經(jīng)濟(jì)實(shí)

9、用的電子數(shù)字密碼鎖。電路是純數(shù)字化的，精確度比較高，只要正確連接這些芯片，所有的功能都可以穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)。2、制作體會(huì)a) 學(xué)以致用，實(shí)踐后再反思，使的理論與實(shí)際相結(jié)合，加深對(duì)課本的理解，搭建電路過程中養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng)，也段練了個(gè)人動(dòng)手能力，能夠充分利用圖書館和網(wǎng)絡(luò)查閱資料，增加了許多課本以外的知識(shí)。b) 能對(duì)proteus仿真軟件操作。c) 在設(shè)計(jì)中，我和小組成員還發(fā)現(xiàn)電子密碼鎖目前在中國(guó)已經(jīng)深入到各個(gè)領(lǐng)域，井蓋用電子密碼鎖系統(tǒng)、無(wú)線電子密碼鎖、授權(quán)控制式光電編碼電子密碼鎖、手提箱的電子密碼鎖等一百多種相關(guān)產(chǎn)品。3、制作回顧由于我們的個(gè)人能力和時(shí)間有限，未實(shí)現(xiàn)某些較為合理的功能比如：可以加入密碼輸入次數(shù)檢測(cè)電路，密碼輸入三次錯(cuò)誤，檢測(cè)到三次報(bào)警信號(hào)，可以進(jìn)行電路鎖定，以防他人惡意開鎖。盡管還有一些小的問題沒有解決，但是我們小組