电子密码锁课程设计 - 图文

华北科技学院课程设计报告

目录

一．设计任务和要求 ............................................................. - 1 - 二. 设计的方案选择与论证 .................................................. - 1 -

2.1 方案选择 .................................................................. - 1 -

2.1.1 方案一： ....................................................... - 1 - 2.1.2 方案二： ....................................................... - 2 - 2.1.3 方案三： ....................................................... - 2 - 2.2 方案选择论证 .......................................................... - 2 - 2.3系统框图 ................................................................... - 2 - 三．电路设计计算与分析仿真 ............................................. - 3 -

3.1 密码编码电路 .......................................................... - 3 -

3.1.1 编码电路设计 ............................................... - 3 - 3.2 密码设置电路 .......................................................... - 6 -

3.2.1 密码设置电路设计 ....................................... - 6 - 3.2.2 元器件功能介绍 ........................................... - 6 - 3.3 密码验证电路 .......................................................... - 6 -

3.3.1 密码验证电路设计与仿真 ........................... - 7 - 3.3.2 元器件功能介绍 ........................................... - 7 - 3.3.3 仿真电路图及分析 ....................................... - 7 - 3.4 开锁电路 .................................................................. - 9 -

3.4.1 开锁电路设计 ............................................... - 9 - 3.4.2 元器件功能介绍 ......................................... - 10 - 3.5 报警电路 ................................................................ - 11 -

3.5.1 报警电路设计 ............................................. - 11 -

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四．整体电路及工作原理 ................................................... - 14 -

4.1 整体原理图 ............................................................. - 14 - 4.2 工作原理 ................................................................. - 15 - 五．总结及心得 ................................................................... - 15 - 六．附录 ............................................................................... - 17 - 七．参考文献 ....................................................................... - 20 -

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一．设计任务和要求

（1）随着人们生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一问题也变的尤其的突出，传统的机械锁由于其构造的简单，被撬的事件屡见不鲜，所以迫切地需要设计出一种保密性高，使用灵活性好，安全系数高的锁。最终我们决定设计出电子密码锁以解决上述的问题。

（2）设计制作一种电子密码锁，要求能实现以下的功能： 1 用电子器件设计制作一个密码锁，使之在输入正确的代码时开锁。

2 在锁的控制电路中设一个可以修改的4位代码，当输入的代码和控制电路的代码一致是锁打开。

3 用红灯亮、绿灯灭表示关锁，绿灯亮、红灯灭表示开锁。 4 如5s内未将锁打开，则电路自动复位进入自锁状态，并发报警信号。

二. 设计的方案选择与论证

2.1 方案选择

2.1.1 方案一：

利用开关、ENC_10T04(74LS147)、74LS192、74LS21D、74LS74N、555定时器、DCD_HEX等组合而成。

密码输入部分共设有（K1—K9）9个用户输入键，用户可以通过开关输入密码，再由一个十线四线制优先编码器进行编码，输出四位二进制数作为输入密码信号。

密码修改电路由双刀双掷开关A、S、D、F组成, 它是利用开关切换的原理实现密码的修改。例如要设定密码为1001，可以拨动开关A向上拨，S向下拨，D向下拨，F向上拨，即可实现密码的修改，由于输入的密码要经过A、S、D、F的选择，也就实现了密码的校验。本电路有16组的密码可供修改。

密码验证部分采取用四个同或门和一个四输入的与门组成，当输入的密码与内置的密码一致时输出高电平输入开锁电路实现开锁。否则输出低电平从而不能实现开锁。

开锁电路部分当输入高电平三极管VT1、VT2导通，发光二极管发光，绿灯亮红灯灭则开锁，否则绿灯灭红灯亮关锁。

报警部分由555定时器、D触发器以及比较器组成，由555

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定时器组成多稳态触发器，输出稳定的矩形波作为D触发器的触发脉冲。当处于开锁状态时，显示屏显示为F。当处于关锁状态时，作为计时器当显示5时发出报警信号。 2.1.2 方案二：

利用74LS373、74LS30、74LS86等组合而成。

共设有八个用户输入键，74LS373为密码储存器件。先将74LS373的C和OC端置低电平，使其处于送数状态。当输入密码后将OC置高电平，则锁存器将密码信号锁存，然后按键复位。当下次开锁时只有在规定时间内输入密码才会发出开锁信号。否则不能开锁。 2.1.3 方案三：

采用74LS116、74LS135、74LS25、74LS194、74LS147、555时基电路等组成。

其功能有：输入0-9任意四位数字作为开锁密码，在下次开锁时必须输入设定密码，输入密码确认后开锁电路工作。先由74LS147编码器将输入信号编码，再由锁存电路将输入信号锁存。由74LS194组成的移位电路控制锁存器工作，再由74LS135、74LS25组成密码检验电路。当密码验证成功则输出开锁信号。

2.2 方案选择论证

三套方案各有各的优点和不足，但选择方案时应遵循以下原则：

1. 设计的密码锁操作简单易行。 2. 设计电路简单，思路清晰。 3. 设计时所需的器件易于寻找。

所以综合上述原因最终我选用了第一套方案。

2.3系统框图

电子密码锁主要原理：应用电子元件组成电路实现对输入信号检验功能，如符合要求则输出开锁信号，否则在一定时间之内未开锁输出报警信号。本电路涉及单元电路有密码输入电路、密码设置电路、密码验证电路、开锁电路、报警电路等。其方框图如图3.3所示：

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密码设置电路 密码输入电路 密码验证电路 开锁电路 工作信号 图2.3.1 系统框图

三．电路设计计算与分析仿真

3.1 密码编码电路

3.1.1 编码电路设计

由于密码由十进制数字组成，为了方便存储所以我采用74LS147（10

线-4线优先编码器）进行密码编码储存，电路如图3.1.1所示。

报警电路

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