电子密码锁设计.docx

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电子密码锁设计

河南科技学院新科学院

电子课程设计报告

题目：

电子密码锁设计

专业班级：

电气工程及其自动化104

姓名：

冯亚杰

时间：

2012.05.30-2012.06.08

指导老师：

张伟杜留锋

完成日期：

2012.06.08

电子密码锁设计任务书

1.设计目的与要求

设计一个简易的电子密码锁电路．准确地理解有关要求，独立地完成系统设计，要求所设计的电路具有以下功能：

（1）十个触摸按钮。

作为编码按钮；

（2）具有开锁语音报警功能；

（3）输入密码三次不正确，视为非法用户，具有防盗报警功能；

（4）能够随机设计密码和修改密码。

2.设计内容

（5）画出电路原理图，正确使用逻辑关系；

（6）确定元器件及元件参数；

（7）进行电路模拟仿真；

（8）SCH文件生成与打印输出；

（9）PCB文件生成与打印输出。

3.编写设计报告

写出设计的全过程，附上有关资料和图纸有总结体会。

4.答辩

在规定时间按内，完成叙述并回答问题。

目录

1引言……………………………………………………………………1

2总体设计方案…………………………………………………………1

2.1设计思路……………………………………………………………1

2.2总体设计框图………………………………………………………1

3设计原理分析…………………………………………………………2

3.1各部分原理分析…………………………………………………2

3.1.1密码输入、修改…………………………………………3

3.1.2密码错误计数与报警电路………………………………4

3.1.3锁定电路与开锁电路…………………………………………4

3.2总体电路……………………………………………………………5

4仿真与调试………………………………………………………4

5总结与体会……………………………………………………………7

参考文献…………………………………………………………………8

附录一……………………………………………………………………9

电子密码锁设计

摘要：

此电路为自动电子密码锁电路，共有数字输入按钮10个，密码设置为10位。

当用户输入正确的密码时，执行打锁，并发出声音信号提示和LED发光提示，开锁成功，并执行数据清零；当输入密码错误时，输入数据自动清零，若密码输错3次，电路自动报警2分钟，锁定15分钟，十五分钟内任何操作无效。

关键词：

电子密码锁、计数器、555定时器、单稳态触发器

1引言

随着时代的发展，数字电路越来越多的被应用到我们的实际生活中。

由于电子密码锁比传统的机械锁更具防盗性和保密性，所以电子密码锁应用十分广泛。

此外，电子密码锁具备密码更改，用户识别，报警功能，可用作其他电路的控制电路。

所以电子密码锁以其优越性，越来越受到人们的喜爱。

2总体设计方案

2.1设计思路

电子密码锁必须具有密码识别修改功能，所以首先必须具有密码存储电路和报警电路，密码是可以修改的，就要具有密码修改电路。

此电路有键盘有10个密码输入键和10个密码设置键。

当用户输入正确的密码时，执行打锁，并发出声音信号提示和LED发光提示，开锁成功，并执行数据清零；当输入密码错误时，输入数据自动清零，若密码输错3次，电路自动报警2分钟，锁定15分钟，十五分钟内任何操作无效。

2.2总体设计框图

图1总体框图

3原理分析

3.1各部分原理分析

3.1.1密码输入、修改

密码输入部分原理图如下所示：

此输入电路为高电平触发，由10个单刀双掷开关组成，如图2所示，当输入密码错误时，低电平将被送至清零端，需要重新输入密码。

修改密码需要拨动0-9开关掷上或掷下。

当输入端接到不同上或下时，可以有10位密码的任意组合，且可任意改密码。

图2密码输入，修改密码原理图

3.1.2密码错误计数与报警电路

当密码输入错误时，接受到清零脉冲信号，使计数器计数。

而执行开锁时的清零信号由于非门和与非门的作用，对计数器不起作用，计数器不对其计数。

起到计数器只对密码错误信号计数的功能。

当输入密码错误三次时，计数器清零并传给555定时器一个脉冲，555定时器输出高电平并延续2min，三极管导通，蜂鸣器发声报警如图3.1所示。

图3.1密码错误计数及报警电路原理图

3.1.3开锁电路

当密码输入正确时，输出端为高电平，使灯L2发光。

继电器K工作，L1发光提示，开关闭合，控制后面一系列开锁动作。

如图4所示。

图4执行开锁电路原理图

3.2总体电路

此电路由密码输入电路，密码修改,密码错误计数电路，报警电路,执行开锁电路组成。

有20个键位，10位密码，其中10位为密码输入键位，10位为密码设置键位。

当用户输入正确的密码时，执行开锁，并有声光提示执行开锁成功。

当密码输入错误时，电路也会自动清零，密码输入错误3次，在计数器的作用下，使555定时器构成的单稳态触发器工作，电路自动锁定15min，电路报警2min。

4仿真与调试

仿真的过程就是检查，考验电路的过程，我们首先用EWB把自己的图画出来，看是否符合自己设计的要求，我刚开始仿真的时候出现了计算数值与实际的要求有出入，比如说我的延时报警电路，我按照数电中的电路百分之百的正确计算，但由于干扰与电脑和软件本身的问题总是与所需时间不相符，需要慢慢思考问指导老师，才能慢慢的把正确的电路设计出来，这一过程考验了我们的细心与耐心。

全图见附录2.

4.1密码输入、修改仿真

此输入电路为高电平触发，由10个单刀双掷开关组成，如图2所示，当输入密码错误时，低电平将被送至清零端，需要重新输入密码。

修改密码需要拨动0-9开关掷上或掷下。

当输入端接到不同上或下时，可以有10位密码的任意组合，且可任意改密码。

仿真图1密码输入，修改密码仿真图

4.2密码错误计数与报警电路

当密码输入错误时，接受到清零脉冲信号，使计数器计数。

而执行开锁时的清零信号由于非门和与非门的作用，对计数器不起作用，计数器不对其计数。

起到计数器只对密码错误信号计数的功能。

当输入密码错误三次时，计数器清零并传给555定时器一个脉冲，555定时器输出高电平并延续2min，三极管导通，蜂鸣器发声报警如图2所示

仿真图2密码错误计数及报警电路仿真图

4.3开锁电路

当密码输入正确时，输出端为高电平，使灯L2发光。

继电器K工作，L1发光提示，开关闭合，控制后面一系列开锁动作。

如图3所示。

仿真图3执行开锁电路仿真图

5总结与体会

这是我们第一次电子课程设计，我抽到了电子密码锁的设计这个课题，第一天设计的时候，先去找了XX，里面东西挺多但下载下来，均以单片机为工具制作的，也看不懂。

就到图书馆漫无目的的查资料，第二天开始看自己查的资料，设计方案慢慢的浮上水来。

第四天开始设计自己的方案，用半天的时间把框架花了出来，又用了半天时间把框架的联系及原理有了大致的了解。

然后就开始设计电路，在设计电路中遇到了诸多困难，经过查资料，认真推理思考，终于一个个的被我解决。

每当想了很久的问题终于被想通后，心理就油然升起一股成就感。

然后用EWB进行仿真，这也并不轻松，通过自己的努力，伴随着一个个问题的解决，电路中仿真成功。

仿真成功后就开始用CAD做图，顺利完成了电路的SCH图。

电路中还有许多自己设计的功能由于时间关系和电路过于复杂没能够去实现。

比如电路中当开始按键盘时开始计时，输入密码超过一定时间后自动报警，这可以用一片可重复触发单稳态触发器MC14528和一片单稳态触发器器74121构成脉冲延时电路；还有按键的数字的数码管显示，在仿真时实现，在CAD时，考虑到电路过于复杂，就舍弃了这部分电路。

电路好的特点，在满足设计任务书要求的条件下，简单，简易，可靠。

缺点，不够完善，如输入可采用编码，译码，锁存器等减少输入个数，还可以增加蓄电池电源。

这两周的课程设计，每天最多的时间就是在电脑旁查资料，仿真，画图，布线。

虽然累，但感觉收获颇丰，受益匪浅，这已足矣。

自己很久没有这么努力过了，这次课程设计让我重拾信心与斗志，做每一件事都这么执着，还有什么事做不成呢？

这此课程设计首先更加深入的掌握了课本所学知识，并对CAD和EWB软件有更加熟练的掌握，最重要的是了解了设计电路的一般方法，对今后设计电路与专业课学习有重要的指导意义。

由于自己的水平有限，电路中难免存在足多不足，但这两个星期我确实努力了。

老师也说了我做的不够完美，其实我还可以做得更好，比如说输入方式及开锁的过程，但由于时间等问题，我只能做到这里，暑假再好好研究，但是很感谢有这次课程设计，感谢辅导我们的老师们，这次课程设计让我们学到了很多很多东西，祝老师暑假快乐！

参考文献

[1]康华光.电子技术基础数字部分（第五版）[M]北京:

高等教育出版社，2009.

[2]卿太全，李潇，郭明琼，常用数字集成电路原理与应用[M]北京:

人民邮电出版社,2006.

[3]张秀娟，薛庆军，数字电子技术基础实验教程[M]北京:

北京航空航天大学出版社,2007.10

[4]高文焕，张尊侨，徐振英，金平，电子技术实验[M]北京:

清华大学出版社,2004.

[5]康华光.电子技术基础（模拟部分）（第五版）[M]北京：

高等教育出版社,2006.

附录一：

电子密码锁仿真图