電子密碼鎖論文

1、 第七屆電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽設(shè)計(jì)題目： 個(gè)性電子密碼鎖 設(shè)計(jì)成員： 指導(dǎo)教師： 2014年5月18日 目錄摘要2Abstract2第一章、緒論31.1 課題研究的相關(guān)背景31.2 課題研究的基本理論依據(jù)31.3 設(shè)計(jì)課題的任務(wù)31.4 課題研究的目的、意義4第二章 設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)述52.1 方案的論證52.2 方案的原理52.3 方案的總體框圖6 2.2 主要器件型號(hào)6第三章 詳細(xì)的設(shè)計(jì)方案73.1 電源及傳感模塊73.2 密碼設(shè)定與輸入模塊83.3 電路執(zhí)行模塊93.4 限時(shí)報(bào)警及自鎖模塊10第四章 總結(jié)114.1設(shè)計(jì)特色 114.2功能與擴(kuò)展應(yīng)用 114.3總結(jié)與展望 11 參考文獻(xiàn)13附 錄14 總

2、電路圖14 摘要 隨著人門生活水平的提高，如何提高實(shí)現(xiàn)家庭的防盜這一問題業(yè)變得尤其突出，傳統(tǒng)的機(jī)械鎖由于其構(gòu)造的簡(jiǎn)單，被撬開的事件屢見不鮮，使我們的財(cái)產(chǎn)以及人身安全有了很大的隱患，這致使我們尋求更好的安全措施。電子鎖由于其保密性高，使用靈活性好，安全系數(shù)高，受到了廣大用戶的喜愛。 設(shè)計(jì)本課題時(shí)構(gòu)思的方案是采用74LS86四兩輸入的異或門和74LS04非門構(gòu)成的數(shù)字邏輯電路控制方案。 初始密碼（可以修改）設(shè)定后，當(dāng)輸入密碼正確時(shí)按下開鎖按鈕，綠燈亮表示開門；當(dāng)輸入密碼錯(cuò)誤按下開鎖按鈕時(shí)，紅燈亮表示報(bào)警狀態(tài)，同時(shí)555電路產(chǎn)生脈沖進(jìn)入6秒的限時(shí)并發(fā)出報(bào)警聲。AbstractWith the peo

3、ple's living standards increase, how to improve the implementation of family protection against the problem has become particularly outstanding, and the traditional machinery lock because of its construction of simple and forcing open the event of the case, our property and security of person wa

4、s a great potential, this to us for the safety measures. the lock because of its confidentiality high, with agility, safety, was the favorite.This subject in the design concept plan was adopted 74ls86 4 and 2 of the input power, or the door and 74ls04 the door of a digital logic to control circuit.I

5、nitial passwords （ can modify ） then, when the right to enter the password when the open lock button, the green light before the door when their ； enter the password mistake in the open lock button when the lights indicate the state, the circuit produce pulses 555 to 6 seconds count down and alarm.第

6、一章、緒論1.1 課題研究的相關(guān)背景在現(xiàn)代城市中，隨著人們生活水平的提高，如何提高實(shí)現(xiàn)家庭的防盜這一問題業(yè)變得尤其突出，傳統(tǒng)的機(jī)械鎖由于其構(gòu)造的簡(jiǎn)單，被撬開的事件屢見不鮮，使我們的財(cái)產(chǎn)以及人身安全有了很大的隱患，這致使我們尋求更好的安全措施。電子鎖由于其保密性高，使用靈活性好，安全系數(shù)高，受到了廣大用戶的喜愛。而且密碼鎖的形式多樣，有聲控密碼鎖，電子密碼鎖等，社會(huì)上大多使用電子按鍵密碼鎖。1.2 課題研究的基本理論依據(jù) 由異或門對(duì)原始密碼和輸入密碼進(jìn)行對(duì)比，再經(jīng)過(guò)一些門電路的處理使其輸出高低電平，通過(guò)一個(gè)NPN的三極管充當(dāng)開關(guān)從而觸發(fā)控制繼電器的吸合，從而達(dá)到開鎖動(dòng)作即綠燈亮。若錯(cuò)誤時(shí)輸出信號(hào)

7、經(jīng)處理后送給555電路，再經(jīng)555電路3腳輸出輸出給74LS160芯片的4腳的計(jì)數(shù)端，同時(shí)給報(bào)警電路信號(hào)，蜂鳴器隨著倒計(jì)時(shí)的進(jìn)行而發(fā)出聲音，從而達(dá)到報(bào)警的效果。1.3 設(shè)計(jì)課題的任務(wù)一、基本任務(wù)1自制穩(wěn)壓電源；2當(dāng)輸入代碼正確時(shí)，按下開鎖開關(guān)綠燈亮表示開鎖狀態(tài)；3當(dāng)輸入代碼不正確時(shí)紅燈亮表示報(bào)警狀態(tài)，報(bào)警聲音連續(xù)秒。二、 發(fā)揮部分1密碼方便修改。2開鎖信號(hào)可以推動(dòng)機(jī)械執(zhí)行構(gòu)件（例如：利用繼電器使電磁鐵吸合拉動(dòng)物件）產(chǎn)生動(dòng)作。3. 輸入錯(cuò)誤時(shí)自鎖及報(bào)警。4人體紅外感應(yīng)模塊實(shí)現(xiàn)節(jié)能。1.4 課題研究的目的、意義通過(guò)這次課程設(shè)計(jì),了解簡(jiǎn)單電子密碼鎖的工作原理，初步掌握電子密碼鎖的調(diào)整及測(cè)試方法，提高

8、思考能力和實(shí)踐能力。同時(shí)通過(guò)本課題設(shè)計(jì)，鞏固已學(xué)的理論知識(shí)，建立邏輯數(shù)字電路的理論和實(shí)踐的結(jié)合，了解密碼鎖各單元電路之間的關(guān)系及相互影響，從而能正確設(shè)計(jì)、計(jì)算定時(shí)計(jì)數(shù)的各個(gè)單元電路。要求電子器件設(shè)計(jì)制作密碼鎖的控制電路，使之在輸入正確的代碼時(shí)，輸出信號(hào)以啟動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，并且用紅、綠LED指示關(guān)鎖、開鎖狀態(tài)。第二章 設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)述2.1 方案論證 設(shè)計(jì)本課題時(shí)有兩種思路:一種是基于單片機(jī)的電路設(shè)計(jì)，另一種是采取簡(jiǎn)單的數(shù)字電路的設(shè)計(jì)。我們最終選擇了數(shù)字電路，是經(jīng)過(guò)考慮這種門電路為主的控制可以用較低的成本經(jīng)過(guò)不斷優(yōu)化也同樣能很好實(shí)現(xiàn)密碼鎖的功能，并且我們目前是大一階段，這樣可以更好地掌握鞏固我們學(xué)過(guò)

9、的數(shù)電知識(shí)，使我們?cè)谡麄€(gè)設(shè)計(jì)中得到鍛煉，提高動(dòng)手能力。然后基于所選門電路控制的思路有兩種方案：一種是用以74LS112雙JK觸發(fā)器構(gòu)成的數(shù)字邏輯控制方案；另一種是用以74LS86四兩輸入異或門、NE555、74LS04非門以及反相器構(gòu)成的數(shù)字邏輯電路控制方案。由于方案一邏輯不夠清晰，電路執(zhí)行的效果不夠明顯；而方案二的邏輯簡(jiǎn)潔明了清晰。故采用方案二。2.2 方案的原理 原始設(shè)定的密碼與輸入的密碼經(jīng)74LS86異或門后，只有兩個(gè)密碼是相同的，即輸入的密碼和原始設(shè)定的密碼是一致的。74LS86輸出的是低電平，再經(jīng)過(guò)反相器輸出高電平。四個(gè)密碼都輸入正確后經(jīng)74LS20與非門處理后輸出低電平。再經(jīng)反相器

10、處理輸出高電平，送到三極管的基極，使三極管9014導(dǎo)通，繼電器吸合，綠燈亮從而達(dá)到開鎖的目的。若密碼輸入錯(cuò)誤，經(jīng)過(guò)一系列的邏輯處理之后輸出高電平使紅燈亮同時(shí)高電平輸入到NE555芯片4腳，NE555輸出秒脈沖給74ls160：數(shù)碼管開始計(jì)數(shù)，當(dāng)記到6秒時(shí)，計(jì)時(shí)結(jié)束時(shí)，紅燈熄滅，蜂鳴器發(fā)出響聲，電路自鎖。2.3 方案的總體框圖圖2-1總體框圖2.4 主要器件型號(hào)74LS08四二輸入與門74LS00四二輸入與非門74LS20四輸入與非門74LS86四二輸入異或門74LS160四位二進(jìn)制可預(yù)置的同步加法計(jì)數(shù)器NE555定時(shí)器74LS48七段數(shù)碼管譯碼器驅(qū)動(dòng)器CD4066四雙向模擬開關(guān)7805三端穩(wěn)壓

11、芯片第三章 詳細(xì)的設(shè)計(jì)方案3.1 電源及傳感模塊全自動(dòng)感應(yīng)：當(dāng)有人進(jìn)入其感應(yīng)范圍則輸入高電平，人離開感應(yīng)范圍則自動(dòng)延時(shí)關(guān)閉高電平。輸出低電平?？芍貜?fù)觸發(fā)方式： 即感應(yīng)輸出高電平后，在延時(shí)時(shí)間段內(nèi)，如果有人體在其感應(yīng)范圍內(nèi)活動(dòng)，其輸出將一直保持高電平，直到人離開后才延時(shí)將高電平變?yōu)榈碗娖?感應(yīng)模塊檢測(cè)到人體的每一次活動(dòng)后會(huì)自動(dòng)順延一個(gè)延時(shí)時(shí)間段，并且以最后一次活動(dòng)的時(shí)間為延時(shí)時(shí)間的起始點(diǎn))。 具有感應(yīng)封鎖時(shí)間(默認(rèn)設(shè)置：0.2秒)：感應(yīng)模塊在每一次感應(yīng)輸出后(高電平變?yōu)榈碗娖?，可以緊跟著設(shè)置一個(gè)封鎖時(shí)間，在此時(shí)間段內(nèi)感應(yīng)器不接收任何感應(yīng)信號(hào)。此功能可以實(shí)現(xiàn)(感應(yīng)輸出時(shí)間和封鎖時(shí)間)兩者的間隔工

12、作，可應(yīng)用于間隔探測(cè)產(chǎn)品；同時(shí)此功能可有效抑制負(fù)載切換過(guò)程中產(chǎn)生的各種干擾。經(jīng)過(guò)變壓器、整流橋及7805等將220v的交流電轉(zhuǎn)為5v的直流電供給人體紅外感應(yīng)模塊的熱釋電紅外傳感器，經(jīng)過(guò)CD4066四雙向模擬開關(guān)控制，啟到人來(lái)開啟，人走后關(guān)閉的節(jié)能作用。 實(shí)物及仿真圖（開關(guān)模擬傳感模塊）3.2密碼設(shè)定與輸入模塊原始設(shè)定的密碼與輸入的密碼經(jīng)74LS86異或門后，只有兩個(gè)密碼是相同的，即輸入的密碼和原始設(shè)定的密碼是一致的。74LS86輸出的是低電平，再經(jīng)過(guò)反相器輸出高電平。四個(gè)密碼都輸入正確后經(jīng)74LS20與非門處理 。 由四位撥碼開關(guān)組成密碼的設(shè)定的部分和密碼的輸入部分，這樣就有16鐘密碼可供設(shè)定

13、，可根據(jù)實(shí)踐的情況再添加多余的開關(guān)作為虛設(shè)的開關(guān)，從而降低被人猜中的的可能性。 同樣由四位的撥碼開關(guān)組成的密碼的輸入部分，只有當(dāng)輸入的密碼與原始設(shè)定的密碼相同時(shí)，才可以達(dá)到開鎖的效果。特別說(shuō)明：這個(gè)密碼鎖前邊多加的一列開關(guān)不用跟后邊串聯(lián)的一列開關(guān)設(shè)密碼保持一致，因一條線上串兩個(gè)開關(guān)相當(dāng)于把0或1改變了兩次，只要有大于等于1個(gè)斷開相當(dāng)于這條線路輸出為0。這樣話即便不貼字符也增大了密碼安全度。我們?yōu)榱嗣烙^在開關(guān)上面貼上字母數(shù)字。這個(gè)密碼鎖僅是以4個(gè)字母4個(gè)數(shù)字做簡(jiǎn)單演示，實(shí)際化可擴(kuò)展全部字母。如protues圖（注:此段括號(hào)里邊的都是貼上字符的情況）。此個(gè)性開關(guān)分兩部分：下邊四行開關(guān)是用戶設(shè)定密碼

14、部分，上面四行開關(guān)是用戶輸入密碼部分。前一豎列是用戶姓名中字母的隨意設(shè)定（以三個(gè)字母為例只按下ASD）即取0111；第二豎列是設(shè)用戶密碼如1001（即用戶只按下兩個(gè)數(shù)字）。然后合在一起密碼實(shí)際最終輸出為0001，即設(shè)定完畢。然后輸入時(shí)與設(shè)定一致時(shí)便可打開。密碼設(shè)定和密碼的輸入電路3.3 電路執(zhí)行模塊 當(dāng)密碼輸入正確時(shí)，74LS20輸出高電平，送到9014的基極，使三極管導(dǎo)通，使繼電器內(nèi)部的電磁鐵吸合從而到達(dá)開關(guān)的作用，使綠燈亮，表示處于開鎖狀態(tài)。 執(zhí)行電路3.4 限時(shí)報(bào)警及自鎖模塊若密碼輸入錯(cuò)誤，經(jīng)過(guò)一系列的邏輯處理之后輸出高電平使紅燈亮同時(shí)高電平輸入到NE555芯片4腳，NE555輸出秒脈沖

15、給74ls160：數(shù)碼管開始計(jì)數(shù)，當(dāng)記到6秒時(shí)，計(jì)時(shí)結(jié)束時(shí)，紅燈熄滅，蜂鳴器發(fā)出響聲，電路自鎖。其產(chǎn)生脈沖的時(shí)間是根據(jù)555芯片的外圍電路所加的電阻和電容的值的大小來(lái)決定的。其計(jì)算的公式為：T=(R1+2R2)CIn2圖3-4限時(shí)報(bào)警及自鎖電路第四章 總結(jié)4.1 設(shè)計(jì)特色1.用戶可通過(guò)設(shè)定自己用戶名字母及密碼以及再次輸入用戶名和密碼，優(yōu)于單排開關(guān)密碼容易識(shí)別，大大增加了門電路所控制密碼的安全系數(shù)，最后達(dá)到解鎖目的。并且貼的字母數(shù)字大方美觀，更加方便了用戶記憶密碼。2人體紅外感應(yīng)模塊使人靠近開關(guān)導(dǎo)通電路，人離開關(guān)斷開電路，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能省電。4.2 功能與擴(kuò)展應(yīng)用本電路功能：1.用戶可通過(guò)設(shè)定自己用

16、戶名及密碼以及再次輸入用戶名和密碼來(lái)達(dá)到解鎖目的；2. 輸入錯(cuò)誤時(shí)自鎖及報(bào)警功能。3人體紅外感應(yīng)模塊使人靠近開關(guān)導(dǎo)通電路，人離開關(guān)斷開電路，實(shí)現(xiàn)節(jié)能功能。擴(kuò)展應(yīng)用:可以應(yīng)用電子門鎖，比如安裝在小區(qū)每一棟樓門上實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單安全防護(hù)，也可以用于某個(gè)放較重要物品房間門上實(shí)現(xiàn)密碼開鎖?？梢园延脩粼O(shè)定密碼按鍵部分接到門內(nèi)部，然后把用戶輸入密碼按鍵部分接到門外。也可以用作簡(jiǎn)單的鎖要保密的柜子或應(yīng)用到簡(jiǎn)單的密碼保險(xiǎn)箱。4.3 總結(jié)與展望以上為我所設(shè)計(jì)的電子密碼鎖電路，它經(jīng)過(guò)多次修改和整理，以是一個(gè)比較不錯(cuò)的設(shè)計(jì)，可以滿足人們的基本要求。該電路設(shè)定密碼部分只是做了一部分設(shè)密碼演示，還可以增加譬如說(shuō)對(duì)于電路的密碼輸

17、入部分，增加開關(guān)來(lái)虛設(shè)，使密碼更不容易被別人試出來(lái)。經(jīng)過(guò)我們認(rèn)真思考與努力，做了很多完善。改進(jìn)了密碼只有16種可供修改，電路中未加密碼的顯示電路的弊端。但由于大一知識(shí)還不體系化，此電路還存在很多需要完善的地方，但希望老師給予支持。通過(guò)這二周的學(xué)習(xí)，我感覺有很大的收獲：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：能夠充分利用圖書館去查閱資料，增加了許多課本以外的知識(shí)。能對(duì)protel 99 se、和proteus等仿真軟件操作，能達(dá)到學(xué)以致用。對(duì)我們學(xué)生來(lái)說(shuō)，理論與實(shí)際同樣重要，這是我們以后在工作中說(shuō)明自己能力的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)對(duì)各元器件的引腳功能、真值表的分析、并設(shè)計(jì)其原理圖，且利用電子電路計(jì)算機(jī)進(jìn)行仿真使得學(xué)習(xí)研究電子技術(shù)變得更加簡(jiǎn)單、直觀，學(xué)習(xí)效果進(jìn)一步提高，帶動(dòng)了學(xué)習(xí)的積極性。通過(guò)學(xué)習(xí)使自己對(duì)課本上的知識(shí)能夠應(yīng)用于實(shí)際，使得理論與實(shí)際相結(jié)合，加深了對(duì)課本上知識(shí)的理解，并能夠利用到圖書館查閱資料，增加了許多課本以外的知識(shí)，且實(shí)習(xí)也鍛煉了我個(gè)人的動(dòng)手能力，通過(guò)書寫電子密碼鎖論文同時(shí)也鍛煉了我的文字表達(dá)能力。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我感受到了老師對(duì)學(xué)生的