電子密碼鎖課程設計

千里之行，始于足下。第2頁/共2頁精品文檔推薦電子密碼鎖課程設計名目

摘要

本次課程設計的題目是電子密碼校驗設計，由輸入密碼、設定密碼、寄存電路、比較電路、顯示電路、修改密碼等模塊組成。

該電子密碼鎖利用數(shù)字邏輯電路，實現(xiàn)對鎖的電子操縱，突破了傳統(tǒng)的機械鎖的單一性、保密性低、易撬性的缺點，數(shù)字電子密碼鎖具有保密性高、使用靈便性好、安全系數(shù)高的優(yōu)點。

要緊工作部分是將輸入密碼與正確密碼舉行比較，密碼正確時綠群發(fā)光二極管亮，密碼錯誤則紅群發(fā)光二極管亮。輸入電路將6位密碼并行輸入，密碼是否相等利用與非門將輸入的密碼和預定密碼舉行比較，當相等時便觸發(fā)綠群發(fā)光二極管，別相等則作用到紅XXX發(fā)光二極管和蜂鳴器。

1.設計目的

本課程為電子、通信類專業(yè)的獨立實踐課，該課程設計建立在電路基礎、低頻與高頻電子線路等課程的基礎上，要緊讓學生加深對電子線路理論知識的掌握，使學生能把所學的知識系統(tǒng)地、高效地貫通到實踐中來，幸免理論與實踐的脫離，并且提高學生的動手能力，并在實踐中別斷完善理論基礎知識，有助于培養(yǎng)學生綜合能力。

2.設計要求

1)要求電子器件設計制作密碼鎖的操縱電路，使之在輸入正確的代碼時，輸出信號以

啟動執(zhí)行機構動作，同時用紅、綠LED指示關鎖、開鎖狀態(tài)。

2)密碼鎖操縱器中存儲一具4位代碼，當開鎖按鈕開關設置9位，其中惟獨4位有效）

的輸入代碼等于存儲代碼時啟動開鎖操縱電路，同時用綠燈亮、紅燈滅表示開鎖狀態(tài)。

3)從第一具按鈕觸動后的5秒內(nèi)若未能將鎖打開，則電路自動復位并由揚聲器發(fā)出

20秒的報警信號，并且用綠燈滅、紅燈亮表示關鎖狀態(tài)。

4)要求性能可靠、操作簡便。

5)密碼鎖操縱器中存儲的4位密碼能夠修改。

3.方案挑選

第一方案555集成電路構成的密碼鎖電路

圖3-1555時基集成電路組成的電子密碼鎖電路

方案一電路原理較簡單，當且僅當所有的K1開關單開、K0開關閉合時，電路才會執(zhí)行開鎖命令。

那個電子密碼鎖是“密碼”安排在鑰匙和鎖孔中，惟獨兩者的“密碼”一致才干開鎖。555的各要緊功能（操縱）引足均用“密碼”開關才干連接到適當?shù)奈恢茫ǖ鼐€或電源正端）。所有標有K0的開關是正確開鎖時應當連通的開關，所有標有K1的開關是正確開鎖時別能連通的開關。如此，惟獨所有的K0連通，555第3足才會輸出高電平，雙向可控硅3061才導通使繼電器吸動，完成開鎖動作。否則，555第3足不可能有高電平輸出，無法開鎖。此方案相對簡單，靈便度低，需要制作相應的鑰匙和鎖孔，要求機械程度比較高。

第二方案基于74LS138譯碼器的電子密碼鎖設計

用74LS138譯碼器為密碼設定電路和修改電路，這方案能夠便捷地設定密碼和修改密碼，但密碼的輸入要用到6個操縱開關且密碼輸入別分順序。

第三方案基于8D鎖存器74LS373的鎖存密碼電路

此方案采納兩個8D鎖存器74LS373用于存儲密碼和接收輸入信號，兩者進入比較器舉行比較。共設有八個用戶輸入鍵，74LS373為密碼存儲器件。先將74LS373的C和OC端置低電平，使其處于送數(shù)狀態(tài)。當輸入密碼后將OC置于高電位，則鎖存器將密碼信號鎖存，然后按鍵復位。當下次開鎖時惟獨在規(guī)定時刻內(nèi)，規(guī)定次數(shù)內(nèi)輸入密碼才會發(fā)出開鎖信號，否則別能開鎖。同時，當時刻或輸入次數(shù)到達一定值后，電路會自鎖一段時刻，并發(fā)出警報聲。警報結(jié)束后，電路回復原狀，計時及計數(shù)歸零，直至下一次開鎖動作。

第一部分是密碼輸入部分，由八個開關構成，密碼輸入共有28=255種輸入方式（注：從0000--1111共256種組合），但能正確開鎖的輸入方式惟獨1種，安全性較高。

第二部分是由74LS373組成的密碼鎖存電路，經(jīng)過操縱74LS373的芯片管足特性來操縱芯片的工作狀態(tài)。

第三部分是由74LS85組成的比較器（或者是同或門組成的比較電路），來比較輸入信號與寄存密碼的相等與否。

第四部分是有二極管構成的開鎖信號電路，黃燈處于待開狀態(tài)，綠燈表示開鎖正確，紅燈及警報聲表示開鎖錯誤或者是鎖存狀態(tài)。

第五部分是計時及計數(shù)部分，計時表示從預備開鎖到開鎖完成所規(guī)定的時刻，以及鎖存階段的鎖存時刻，計數(shù)記錄的是誤操作的次數(shù)。

思考到復雜程度、密碼鎖的精確性和器材配置，我們最后決定挑選第二方案。4.流程框圖

5.原理電路圖

6.單元電路的設計

密碼驗證模塊

此模塊要緊是用輸入鍵盤和74LS138實現(xiàn)，74LS138為3線-8線譯碼器,它的真值表如表6-1.

表6-174LS138真值表

由表6-1可知每個輸出端為0時都有唯一的輸入碼，因此能夠把S

1S

2

S

3

A

2

A

1

A

作

為密碼輸入端，與輸入鍵盤相連,共有26=64種輸入事情。Y

0—Y

7

只需要挑選其中一端

作為密碼驗證信號輸出就行了。有8個挑選，也算是修改密碼時，惟獨8個別同的固定密碼能夠選。電路連接圖如圖6-1.

圖6-1密碼驗證模塊電路圖

原理：預置密碼是6位二進制密碼（高低電平操縱），按下鍵為1，未按鍵為0，平常（輸入端）均處于0狀態(tài)。

電路用6個開關按鍵SW1-6輸入6位密碼，輸入到譯碼器74ls138會依此把密碼記入電路，

表6-2密碼和密碼挑選端對應表

計時模塊

此模塊選用555電路單穩(wěn)態(tài)的一種變形。如圖6-2.

按下確定開關將在時基電路輸出端OUT（第3引足）產(chǎn)生高電平，經(jīng)延時Tx后，輸出端OUT將保持低電平別變。(Tx≈

工作原理：該模塊為由555定時器構成的延時器。

參數(shù)計算：T1=(R1+R2)Cln2、T2=R2Cln2，電路的振蕩周期為T=(R1+2R2)Cln2。鎖定輸出

此模塊用的是D觸發(fā)器74LS175.其電路連接如圖6-3

該模塊是把密碼驗證模塊送來的驗證結(jié)果存住。

在按下確定鍵時，555電路3足產(chǎn)生的上升沿使觸發(fā)器如表6-3做出反應。.

邏輯組合模塊

此模塊的兩個輸入端是接鎖定模塊的輸出端A和計時模塊的輸出端B。兩個輸出端分不接開鎖指示燈S和報警指示燈J。它們的真值表如表4-1。

ABD1D200110101101111

10

表6-4真值表

因此S=ABJ=AB

由此能夠選用74LS00實現(xiàn)該模塊的邏輯功能A的非直截了當用74LS175的3引足輸出。其連接圖如圖6-4.

圖6-4邏輯組合模塊電路連接圖

圖6-3D觸發(fā)器74LS175來自74HC138

來自555

A

表6-3555定時器功能表

A

原理：從四位比較器中傳來密碼校驗的信號，若傳來是密碼錯誤則從U1:A的第1管足中輸入信號為0（若密碼正確為1）。使U1:A管足3輸出低電平，此刻光報警信號紅燈D2亮，蜂鳴器ls1發(fā)出聲音報警信號。

7.組裝和調(diào)試

設計該電路的最初方案是用51單片機實現(xiàn)，其優(yōu)點是硬件電路簡單，功能拓展方便。但該課程設計的要求是電路要緊選用邏輯電路，因此放棄最初方案。

密碼驗證模塊的最初設計方案是用邏輯門電路實現(xiàn)，但其缺點是電路連接復雜。還有一種普遍的方案是用數(shù)據(jù)比較器74LS85，其優(yōu)點是能夠設置16種密碼但只用一片的話惟獨4位密碼輸入。而使用譯碼器74LS138可使電路連接簡單得多，也能夠有6位密碼輸入。

開始時設計存在一具缺點，算是在按確定鍵后到計時結(jié)束這段時刻內(nèi)鍵盤密碼的輸入是有效。即在第一次按錯密碼而警報響起時立即輸入正確密碼，則警報停，開鎖信號燈亮。其波形圖如圖7-1.（S,J為低電平常才干點亮LED燈）

通過思索應該引進鎖存器，翻閱資料后，發(fā)覺D觸發(fā)器74LS175能夠解決該咨詢題，于是增加了74LS175。然而咨詢題又來了，算是給電路接入電源時，前22秒是會給555電路的C1充電，3引足在這段時刻是高電平，而74LS175輸出的是低電平，有表5-4可知S亮，既鎖會打開。為解決那個缺點，我們增加了一具二極管。

8.測試數(shù)據(jù)

密碼挑選端挑選Y7時，查表6-2可懂密碼為100111。測試的數(shù)據(jù)如下表8-1

表8-1

t

t

t

t

圖7-1波形圖

9.總結(jié)

在本次課程設計過程中，我們以為自個兒在收獲知識的并且，還收獲了閱歷，收獲了成熟，在此過程中，我們經(jīng)過查找大量資料，請教老師，以及別懈的努力，別僅培養(yǎng)了獨立考慮、動手操作的能力，在各種其它能力上也都有了提高。