密碼鎖數(shù)電課程設(shè)計(jì)

1、摘 要本文設(shè)計(jì)的電子密碼鎖利用數(shù)字邏輯電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)鎖的電子控制，突破了傳統(tǒng)的機(jī)械鎖的單一性、保密性低、易撬性的缺點(diǎn)，數(shù)字電子密碼鎖具有保密性高、使用靈活性好、安全系數(shù)高的優(yōu)點(diǎn)。數(shù)字電子密碼鎖的核心是由數(shù)據(jù)選擇器74LS153組成，電路分為三部分：第一部分是由八個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)組成的密碼輸入電路，密碼輸入共有28=256種輸入方式，但能正確開(kāi)鎖的輸入方式只有16種；第二部分是由與門(mén)、譯碼器、反相器、數(shù)據(jù)選擇器組成的密碼驗(yàn)證部分，當(dāng)密碼數(shù)去正確后，數(shù)據(jù)選擇器會(huì)輸出一路高電平；第三部分由三極管、繼電器、電磁鐵組成的執(zhí)行開(kāi)鎖電路。它的電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但電路具有復(fù)雜的數(shù)字邏輯關(guān)系，密碼破譯難度較大，操作簡(jiǎn)單

2、，用戶使用方便。綜合看來(lái)，此電子密碼鎖實(shí)用性強(qiáng)關(guān)鍵詞：電子密碼鎖；報(bào)警;引言隨著人們生活水平的提高，如何實(shí)現(xiàn)家庭防盜這一問(wèn)題也變的尤其的突出，傳統(tǒng)的機(jī)械鎖由于其構(gòu)造的簡(jiǎn)單，被撬的事件屢見(jiàn)不鮮，電子密碼鎖由于其保密性高，使用靈活性好，安全系數(shù)高，受到了廣大用戶的親呢。在當(dāng)今社會(huì)， 安全防盜已成為社會(huì)問(wèn)題， 而鎖自古以來(lái)就是防盜的重要工具，目前國(guó)內(nèi)大部分人使用的還是傳統(tǒng)的機(jī)械鎖， 然而， 眼下假冒偽劣的機(jī)械鎖互開(kāi)率非常之高， 此外， 即使是一把質(zhì)量過(guò)關(guān)的機(jī)械鎖， 通過(guò)急開(kāi)鎖， 甚至可以在不損壞鎖的前提下將鎖打開(kāi)。機(jī)械鎖的這些弊端為一種新型的鎖電子密碼鎖，提供了很大的發(fā)展空間。1 設(shè)計(jì)目的 1、 鞏

3、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)根據(jù)設(shè)計(jì)需要選學(xué)參考書(shū)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(guò)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。5、 隨著人們生活水平的提高，如何實(shí)現(xiàn)家庭防盜這一問(wèn)題也變的尤其的突出，傳統(tǒng)的機(jī)械鎖由于其構(gòu)造的簡(jiǎn)單，被撬的事件屢見(jiàn)不鮮，電子鎖由于其保密性高，使用靈活性好，安全系數(shù)高，受到了廣大用戶的親睞。1.1 電路功能每把鎖都有其預(yù)先設(shè)定好

4、的（六位二進(jìn)制數(shù)）密碼，該密碼可以修改。輸入密碼按確定鍵后，若密碼正確則鎖打開(kāi)（此設(shè)計(jì)用發(fā)光二極管S表示鎖，鎖打開(kāi)就是點(diǎn)亮發(fā)光二極管S），打開(kāi)的持續(xù)時(shí)間Tx為按下確定鍵到松開(kāi)后10秒（按住確定鍵不放的話S一直亮著）。若密碼不正確則電路發(fā)出報(bào)警信號(hào)（用放光二級(jí)管J和蜂鳴器表示，報(bào)警就是點(diǎn)亮放光二級(jí)管J，蜂鳴器響起），警報(bào)持續(xù)時(shí)間也為T(mén)x。任意輸入密碼而不按確定鍵的話電路不會(huì)有反應(yīng)。1.2 元器件清單名稱型號(hào)數(shù)量四/2輸入端與非門(mén)74LS001塊譯碼器74LS1381塊5555551塊同步D觸發(fā)器74LS1751塊發(fā)光二極管2個(gè)杜邦線1根插針1排芯片插槽DIP142個(gè)芯片插槽DIP164個(gè)芯片插槽

5、DIP81個(gè)電容10uf1個(gè)電容103(0.01uf)1個(gè)蜂鳴器1個(gè)按鈕1個(gè)撥動(dòng)開(kāi)關(guān)單刀雙擲6個(gè)二極管1個(gè)電阻1M1個(gè)電阻4701個(gè)電阻501數(shù)碼管1數(shù)碼管譯碼器CD45111非門(mén)74LS041編碼器74LS14811.3 電路框圖密碼驗(yàn)證模塊計(jì)時(shí)模塊開(kāi)鎖信號(hào)報(bào)警信號(hào)密碼輸入確定輸入邏輯組合模塊修改密碼鎖住輸入密碼顯示2 單元電路的設(shè)計(jì)2.1 密碼驗(yàn)證模塊此模塊主要是用輸入鍵盤(pán)和74LS138實(shí)現(xiàn)，74LS138為3線-8線譯碼器,它的真值表如表1-1. 表1-1輸入輸出S1S2+S3A2 A1 A0Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y70XX X X1 1 1 1 1 1 1 1X1

6、X X X1 1 1 1 1 1 1 1100 0 00 1 1 1 1 1 1 1100 0 11 0 1 1 1 1 1 1100 1 01 1 0 1 1 1 1 1100 1 11 1 1 0 1 1 1 1101 0 01 1 1 1 0 1 1 1101 0 11 1 1 1 1 0 1 1101 1 01 1 1 1 1 1 0 1101 1 11 1 1 1 1 1 1 0圖1-1由表1-1可知每個(gè)輸出端為0時(shí)都有唯一的輸入碼，所以可以把S1 S2 S3 A2 A1 A0作為密碼輸入端，與輸入鍵盤(pán)相連,共有26=64種輸入情況。Y0Y7只需要選擇其中一端作為密碼驗(yàn)證信號(hào)輸出就行

7、了。有8個(gè)選擇，也就是修改密碼時(shí)，只有8個(gè)不同的固定密碼可以選。電路連接圖如1-1. 密碼設(shè)定端至74LS1752.2 計(jì)時(shí)模塊此模塊選用555電路單穩(wěn)態(tài)的一種變形。如圖2-1.圖2-1 按下確定開(kāi)關(guān)將在時(shí)基電路輸出端OUT（第3引腳）產(chǎn)生高電平，經(jīng)延時(shí)Tx后，輸出端OUT將保持低電平不變。(Tx1.1R1C1) 當(dāng)按鈕按下時(shí)C1儲(chǔ)存的電荷通過(guò)SW7泄放，2腳TR受低電平觸發(fā)，555置位，3腳輸出高電平。松開(kāi)按鈕后，定時(shí)即開(kāi)始，此時(shí)電源通過(guò)電阻R1向C1充電，使C1兩端電平不斷升高，當(dāng)升至2/3Vcc時(shí)，時(shí)基電路復(fù)位，定時(shí)結(jié)束，3腳輸出低電平。2.3 鎖定輸出此模塊用的是D觸發(fā)器74LS175

8、.其電路連接如圖3-1AA來(lái)自555來(lái)自74HC138圖3-1該模塊是把密碼驗(yàn)證模塊送來(lái)的驗(yàn)證結(jié)果存住。在按下確定鍵時(shí)，555電路3腳產(chǎn)生的上升沿使觸發(fā)器做出反應(yīng)。如表3-1.輸入輸出CLKDQ001表3-11X保持24 邏輯組合模塊此模塊的兩個(gè)輸入端是接鎖定模塊的輸出端A和計(jì)時(shí)模塊的輸出端B。兩個(gè)輸出端分別接開(kāi)鎖指示燈S和報(bào)警指示燈J。它們的真值表如表4-1。A BS J0 01 10 10 11 01 11 11 0 表4-1所以S = A B J=A B由此可以選用74LS00.實(shí)現(xiàn)該模塊的邏輯功能A的非直接用74LS175的3引腳輸出。其連接圖如圖4-1. 圖4-1.2.5 密碼顯示3

9、 總電路圖4 測(cè)試數(shù)據(jù) 密碼選擇端選擇Y7時(shí)，查表1-2可知道密碼為100111。測(cè)試的數(shù)據(jù)如下表5-1 表5-1密碼輸入信號(hào)燈123456SJ000000暗亮000001暗亮000010暗亮000011暗亮000100暗亮000101暗亮000110暗亮000111暗亮001000暗亮001001暗亮001010暗亮001011暗亮001100暗亮001101暗亮001110暗亮001111暗亮010000暗亮010001暗亮010010暗亮010011暗亮010100暗亮010101暗亮010110暗亮010111暗亮011000暗亮011001暗亮011010暗亮011011暗亮0111

10、00暗亮011101暗亮011110暗亮011111暗亮100000暗亮100001暗亮100010暗亮100011暗亮100100暗亮100101暗亮100110暗亮100111亮暗101000暗亮101001暗亮101010暗亮101011暗亮101100暗亮101101暗亮101110暗亮101111暗亮110000暗亮110001暗亮110010暗亮110011暗亮110100暗亮110101暗亮110110暗亮110111暗亮111000暗亮111001暗亮111010暗亮111011暗亮111100暗亮111101暗亮111110暗亮111111暗亮以上為所設(shè)計(jì)的電子密碼鎖電路，它

11、經(jīng)過(guò)多次修改和整理，可以滿足課程設(shè)計(jì)的基本要求，但因?yàn)樗接邢?，此電路中也存在一定的?wèn)題，譬如說(shuō)電路的密碼不能遺忘，一旦遺忘，就很難打開(kāi)，要么一個(gè)一個(gè)試，要么拆開(kāi)觀察密碼設(shè)置端后查表。電路密碼只有8種可供修改，但由于有64可能輸入，所以他人要一次就開(kāi)鎖的幾率很小。5 心得體會(huì)通過(guò)這次的設(shè)計(jì)，我感覺(jué)有很大的收獲：首先，通過(guò)學(xué)習(xí)使自己對(duì)課本上的知識(shí)可以應(yīng)用于實(shí)際，使的理論與實(shí)際相結(jié)合，加深自己對(duì)課本知識(shí)的更好理解，同時(shí)實(shí)習(xí)也段練了我個(gè)人的動(dòng)手能力：能夠充分利用圖書(shū)館去查閱資料，增加了許多課本以外的知識(shí)。能對(duì)Proteus和 Multisim 等仿真軟件進(jìn)行操作。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，遇到幾個(gè)比較難解決的

12、問(wèn)題，一開(kāi)始是先通過(guò)仿真軟件進(jìn)行模擬實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的功能，然后再通過(guò)AD 畫(huà)原理圖，由于很多芯片在庫(kù)里面都沒(méi)有，需要通過(guò)查資料，再畫(huà)原理圖和封裝，由于管腳比較多，比較容易出錯(cuò)在管腳的連接。因?yàn)樾酒嗳绻鰡蚊姘宓脑挄?huì)有比較多跳線，所有做雙面板，由于以前沒(méi)做過(guò)雙面板，難度有點(diǎn)大。雙面對(duì)齊比較難浪費(fèi)了兩塊板，最后通過(guò)先打幾個(gè)小孔再定位。當(dāng)做出來(lái)調(diào)試的時(shí)候并沒(méi)成功，出現(xiàn)短路現(xiàn)象。只能通過(guò)按照原理圖，用萬(wàn)用表一條一條線檢測(cè)，原來(lái)是由于再畫(huà)總線的時(shí)候存在流水號(hào)重名。雖然仿真可以實(shí)現(xiàn)，但到實(shí)際做的時(shí)候還會(huì)存在一定的問(wèn)題，比如說(shuō)使用555定時(shí)器，使用電容比較小，充放電時(shí)間會(huì)比較短，數(shù)字電路會(huì)存在延遲問(wèn)題，不能觀察

13、到現(xiàn)象。從中還學(xué)到比較多有用的東西。致 謝在這個(gè)學(xué)期里， 我要感謝的人很多， 首先要感謝我的指導(dǎo)老師為我指點(diǎn)迷津，幫助我開(kāi)拓研究思路，雖然老師平日里工作繁多，但在我做基礎(chǔ)工程的每個(gè)階段， 都給予我悉心的指導(dǎo)和幫助， 關(guān)心我每個(gè)階段所做的工作。 還要感謝的是我們各課任課老師，給予我們最大的幫助， 沒(méi)有你們的諄諄教誨， 就沒(méi)有我們學(xué)有所長(zhǎng)的今天。 當(dāng)然， 還要感謝寢室的兄弟們?cè)谖彝瓿烧撐牡倪^(guò)程中給予我的幫助和鼓勵(lì)，我們一起學(xué)習(xí)和工作，最后，感謝在大學(xué)期間認(rèn)識(shí)我和我認(rèn)識(shí)的所有人，有你們伴隨，才有我大學(xué)生活的豐富多彩，絢麗多姿！參考資料 1閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）.高等教育出版社. 2葉桂娟.

14、555時(shí)基電路原理、設(shè)計(jì)與應(yīng)用.電子工業(yè)出版社. 3電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì) 章忠全主編 中國(guó)電力出版社 1999.7 4電子電路及仿真路勇主編 清華大學(xué)出版社、北方交大出版社 2004.1附 錄1. 74LS138芯片是常用的3-8線譯碼器真值表：上表中x表示為任意輸入狀態(tài)，在片選使用狀態(tài)下輸入中8線始終只有1線為0， 此74HC138芯片在單片機(jī)系統(tǒng)中極大限度的起到了擴(kuò)展IO資源的作用，只要用單片機(jī)的2個(gè)io引腳資源就能控制8個(gè)輸出，而且程序的編制也容易實(shí)現(xiàn)。2. 74LS00功能：四2 輸入與非門(mén)D9u838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識(shí)-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號(hào)-各種圖紙真值表：Inputs輸入輸出ABYLLHLHHHLHHHLD9u838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識(shí)-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號(hào)-各種圖紙D9u838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識(shí)-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號(hào)-各種圖紙圖1 74LS00 引腳圖D9u838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識(shí)-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號(hào)-各種圖紙3. 74LS175引腳圖4.74ls175邏