电子密码锁说明书.docx
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电子密码锁说明书.docx
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电子密码锁说明书
电子密码锁
摘要:
电子密码锁自身有着很高的安全性并且成本低、功耗小、操作简单等优点。
在很多的安全领域内具有技术和报警功能的的数字密码锁已经逐渐取代了传统的钥匙式机械锁并且克服了机械式密码锁的密码数量少、修改不方便等劣,使密码锁在性能及技术上都有了很大程度上的提升。
该电子密码锁由四部分组成,密码设定及输入电路、报警电路、计时电路和电源电路。
也可以划分为三大模块即密码设定及输入模块、计时报警模块、电源模块。
其中密码设定及输入模块是通过触发器来设定密码并且进行输入,计时报警模块是用计数器来计用户输入密码的时间若超时即通过555来实现报警,最后电源电路是用来给上述模块供电。
这就是该电子密码锁的主要结构。
关键词:
计数器,触发器,555定时器,密码锁
Abstract:
Electroniccipherlockwithsafetyandlowcost,lowpowerconsumption,simpleoperationandsoonhigh.Inthefieldofsecuritymanyskilledandalarmfunctionsofdigitalpasswordlockhasbeengraduallyreplacedthetraditionalmechanicallockkeyandovercomesthenumberofmechanicalcipherlockpasswordless,itisnotconvenienttomodifythebad,makethecipherlockinperformanceandtechnologyhavebeenimprovedgreatly.Thedigitalpasswordlockiscomposedoffourparts,thepasswordsettingsandinputcircuit,alarmcircuit,atimingcircuitandapowercircuit.Alsocanbedividedintothreemajormodules:
passwordsettingandinputmodule,alarmmodule,powermodule.Thepasswordsettingandinputmoduleisthetriggertosetapasswordandenter,timingalarmmoduleiscountertotheusertoenterapasswordifthetimeouttimeby555toachievethealarm,thepowersupplycircuitisusedtogivethemodulepowersupply.Thisisthemainstructureofthedigitalpasswordlock.
Keywords:
Counter,trigger,555timer,passwordlock
3.2电路元件选择和参数计算10
3.3特殊器件的介绍11
3.4各单元模块的联接13
4系统调试14
4.1仿真电路总图14
4.2系统仿真参数设置14
4.3功能调试15
5系统功能、指标参数22
5.1系统能实现的功能22
5.2系统指标参数测试22
5.3系统功能及指标参数分析22
6结论24
7总结与体会25
8致谢26
9参考文献27
附录28
1前言
在人们的日常生活和工作中,房屋住宅的安全防范、办公室的文件档案、财务报表以及其他一些个人资料的保存通常都会使用锁来进行保护。
但是使用传统的钥匙式机械锁来保护需要人们随身携带钥匙这样非常的不方便且发生钥匙丢失后会产生更大的安全隐患。
随着科学技术的不断发展,人们对日常生活中的安全保险器件的要求越来越高。
人们对密码锁的要求也自然越来越高,所以为了为满足人们对锁的使用要求,增加其安全性和可靠性,数字密码锁就渐渐的进入了人们的生活。
电子密码锁自身有着很高的安全性并且成本低、功耗小、操作简单等优点。
在很多的安全领域内具有技术和报警功能的的数字密码锁已经逐渐取代了传统的钥匙式机械锁并且克服了机械式密码锁的密码数量少、修改不方便等劣,使密码锁在性能及技术上都有了很大程度上的提升。
再后来随着大规模集成电路技术的发展,数字密码锁技术更是日新月异,出现了带微处理器的智能密码锁,它除具有电子密码锁的功能外,还引入了智能化管理,从而使数字密码锁具有很高的安全性、可靠性以及广泛的引用性。
1.1目的及意义
本设计的目的是要设计一个具有报警功能的电子密码锁,准确地比较密码的正确来开锁。
防止非法开锁。
相对于其他锁,电子密码锁体积小、功耗低、价格便宜、安全可靠,维护和升级都十分方便,具有较好的应用前景并且更加适应现代生活的需求。
1.2技术要求
本设计的要求是设计一个通过输入正确密码来开锁,对于错误密码有报警提示,密码在规定时间内未完成有自锁复位,且不能再继续输入密码。
从而防止非法开锁。
1.3国内外概况
随着我国对外开放的不断深入,高档建筑发展很快,高档密码锁具市场的前景乐观。
我国密码锁具行业对密码锁具高新技术的投入正逐年增大,高档密码锁的市场需求也逐年增加。
在安防工程中,锁具产品是关系到整个系统安全性的重要设备,所以锁具产品的优劣也关系了整个安防工程的质量和验收。
在国外,美国、日本、德国的电子密码锁保密性较好,并结合感应卡技术,生物识别技术,使电子密码锁系统得到了飞跃式的发展。
这几个国家的密码锁识别的密码更复杂,并且综合性比较好,已经进入了成熟期,出现了感应卡式密码锁,指纹式密码锁,虹膜密码锁,面部识别密码锁,序列混乱的键盘密码锁等各种技术的系统,它们在安全性,方便性,易管理性等方面都各有特长,新型的电子密码锁系统的应用也越来越广。
1.4要解决的问题
在许多电子密码锁的设计中都能够正确地比较密码然后开锁,而没有对错误密码的报警指示,不能有效地预防非法开锁盗窃。
所以本设计要解决的问题是判断密码正确与否,而且对错误开锁方式的制止。
2总体方案设计
通过查阅大量相关技术资料,并结合自己的实际知识,我主要提出了两种技术方案来实现系统功能。
下面我将对这两种方案的组成框图和实现原理分进行说明。
2.1方案比较
2.1.1方案一
图2.1方案一的原理框图
原理:
密码存储电路时先焊接固定的密码电路,使其不能更改,在输入按钮开关处输入密码,第一个密码按下时触发5s定后自锁住按钮开关使其不能再输入密码,密码输入到锁存电路中和已存储的密码进行比较若密码正确则开锁,否则触发20s定时报警。
2.1.2方案二
图2.2方案二的原理框图
原理:
首先设置密码,通过锁存器将密码锁存。
然后输入密码,当第一位密码输入时5s定时开始,5s定时结束后自锁键盘,使其再不能输入密码。
输入的密码通过密码锁存电路锁存起来,将输入密码与设置的密码进行比较,再按确认键,若密码正确则开锁,若密码不正确则触发20s定时报警。
当密码不正确时按复位键则可以再次输入密码。
2.1.2方案三
图2.3方案三的原理框图
2.2方案论证
经论证两种方案均可行,且大体相同。
方案一中电子密码锁的基本功能能够实现功耗较低,但密码不能修改,密码为预先设置的初始密码。
另,当输入四次密码输入完后,立刻自动开锁,从安全性来说较低。
方案二中设有复位,对于错误密码有修正功能,对于调试过程中能够及时停止报警,但是功耗相对于一要大。
方案二中有原始密码修改功能。
此方案中确认键防止按键次数不对也开锁。
方案三它由四部分组成即输入电路、编码电路、执行电路、报警电路组成。
在这个设计的优点在于电路简单易懂,而且造价便宜。
具有一定的保密性。
2.3方案选择
基于功能的全面和安全性能的考虑选择了方案二。
密码修改功能在日常中很重要。
如怀疑密码被盗,可以修改密码保障安全。
且,当密码输入错误时可以按复位来再次开锁。
3单元模块设计
该密码锁主要由密码设置模块、键盘模块、密码输入锁存模块、密码比较模块、
定时模块以及开锁和自锁模块模块构成。
下面分模块介绍。
3.1各单元模块功能介绍及电路设计
3.1.1密码设置模块设计
1.该模块主要实现密码的设置以及所存的功能。
2.该模块的原理及其实现方式。
本设计要求密码为4位十进制代码。
为实现密码的设置采用了74HC160十进制的计数器和按钮按下给计数器一个脉冲,从而达到密码设置的功能,考虑到密码锁空间有限,因此没有用十个按键设置键盘。
密码设置后通过CD4511和7段数码显示器来实现译码显示已设置的密码。
但在实际使用中这是不可见的。
3.结构框图
图3.1密码设置模块框图
4.protues仿真电路图及原理
按钮按下给一个脉冲,该脉冲提供74HC160的时钟信号,从而74HC160计数一次并通过74HC4511和7段数码显示器显示出设置的数字。
74HC160有很多功能,在此模块中只选用了它的十进制加计数的功能。
密码设置原理电路如图3.1所示。
图3.2密码设置和显示电路
密码设置总电路图如图3.3所示。
图3.3密码设置总电路
3.1.2矩阵键盘模块设计
1.该模块主要实现给相应功能端一个上升和下降脉冲沿。
2.该模块实现方式和原理
按钮按下之前输出端为低,按下之后为高电平,按钮升起来为低电平。
3.protues仿真原理图
按钮之后,R之前为输出端。
图3.4按键电路
图3.5按键区总电路
由于设计要求,键盘模块内设置了确认按钮以及复位按钮。
3.1.3密码输入锁存模块
1.该模块实现的功能是密码输入及锁存。
2.该模块由两部分构成,一部分为密码输入编码,一部分为密码输入锁存显示。
3.结构框图:
图3.6密码输入模块框图
4.protues仿真原理及电路图
密码输入编码由两片4532构成的16线-4线优先编码器所构成。
由于实际使用的只有10个输入端,则高六位接地。
如下图所示。
Gs端仍为整个编码器的编码指示信号。
如图3.5所示。
图3.716线-4线优先编码器电路
由于键盘为一组,而要输入四位密码,则需要片选,本设计中用到了74HC194构成的右移的移位寄存器,从而控制了四个锁存器和译码显示器的工作(如下图)。
图中2.4.6.12分别控制4个4508的STB端和4511的LE端。
图3.874HC194构成的片选电路
图3.9整个密码输入锁存电路
3.1.4密码比较模块设计
1.该模块主要实现的功能是比较密码正确与否。
2.该模块主要四位数值比较器74LS85、一片2输入与门和一片4输入与门来实现。
3.结构框图:
图3.10密码比较模块框图
4.protues仿真电路,及其原理
该模块原理是A0,A1,A1,A3,为输入密码的四位二进制代码的输入端,B0,B1,B2,B3为存储密码的输入端。
通过74LS85比较,若比较出正确,则A=B端输出高电平,通过4片比较器比较后对结果进行与,再通过四输入与门确定四位密码正确与否,二输入与门输入端分别接密码输入次数(输入四次后05为高电平)和比较结果。
图3.11密码比较电路
3.1.5定时报警模块
1.该模块主要实现定时报警,具体有以下几个功能:
(1)5s内密码输入不正确则触发20s报警指示。
(2)5s内密码未输入完成则触发20s报警指示并且自锁复位。
(3)5s内密码输入正确则不报
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