电子密码锁.docx
- 文档编号:30704121
- 上传时间:2023-08-19
- 格式:DOCX
- 页数:13
- 大小:144.85KB
电子密码锁.docx
《电子密码锁.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电子密码锁.docx(13页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
电子密码锁
目录
1、设计目的和任务·····································03
(一)设计目的······································03
(二)设计任务······································03
2、电路设计总方案与工作原理···························04
(一)电路设计方框图································04
(二)工作原理······································05
3、各单元电路的设计···································06
(一)密码输入模块··································06
(二)密码设定模块··································08
(三)密码检验模块··································09
(四)分频器模块····································10
(五)555定时器模块································11
4、总结与心得·········································12
5、附录···············································13
(一)元件清单列表··································13
(二)总电路图······································14
6、参考文献···········································14
一、设计目的和任务
(一)设计目的
1、巩固和加深对电子电路基本知识的理解,提高综合运用数字电路知识的能力。
2、培养根据设计需要选学参考书籍,查阅相关手册、图表和文献资料的自学能力。
3、通过电路方案的分析、论证和比较,设计计算和选取元器件、电路组装、调试和检测等环节,初步掌握简单实用电路的分析方法。
4、学会简单电路的试验调试和性能指标的测试方法,提高动手能力和进行数字电路实验的基本技能。
(二)设计任务
1、设计一个电子密码锁,锁有其预先设定好的(四位二进制数)开锁密码,在一个开锁控制信号作用下用该密码可以打开锁;
2、开锁时,其预先设定好的(四位二进制数)代码与(四位二进制代码)开锁密码信号相符,且开锁控制信号有效时,锁打开;
3、若预先设定好的(四位二进制数)代码与(四位二进制代码)开锁密码信号不相符,电路中的报警红灯将亮,发出报警信号;
4、用红灯亮、绿灯灭表示关锁,用绿灯亮、红灯灭表示开锁;
5、若5s内未将锁打开,则电路自动复位进入自锁状态,蓝灯亮,发出报警信号。
二、电路设计总方案与工作原理
(一)电路设计方框图
密码输入
模块
报警电路模块
密码检验
模块
密码设定
修改模块
开锁模块
报警
指示
模块
开锁指示灯
1、密码输入模块
输入密码由四位二进制数组成,由四个D触发器组成,通过各个触发器的高、低点电平开关控制,连上数码显示管,输入密码以十六进制的形式通过数码显示管直观的显示出来。
2、密码设定模块
先设定密码,密码设定模块也由四个D触发器组成,通过各个触发器的高、低点电平开关控制,连上数码显示管,设定的密码以十六进制的形式通过数码显示管直观的显示出来。
3、密码检验模块
密码检验的功能由一片四位数据比较器实现。
通过数码显示管可直观观察,若输入密码与输出密码相同,且开锁控制信号有效时,锁打开,红灯灭,绿灯亮;若输入密码与输出密码不相同,锁不打开,绿灯灭,红灯亮;若5s内锁没打开,则自动发出报警信号,蓝灯亮。
电路采用了74LS160芯片实现分频器的功能,设定时间为5s,从开锁时自动开始计时,记到5s时自动清零。
4、报警电路模块
电路中的LED灯,若密码不正确,则蓝色灯亮,发出报警信号。
5、开锁模块
若输入密码正确,则锁打开,绿灯亮。
(二)工作原理
该电子密码锁采用D触发器和少量外围门电路元器件组成。
该密码锁共分为五个部分:
密码输入模块、密码设定模块、密码检验模块、分频器模块和555定时器模块。
密码输入控制电路由密码按钮J1、J2、J3、J4组成,密码输入电路由四个D触发器构成,每个触发器接一个电平开关,通过控制高低电平控制密码的输入,每个触发器的D与Q’端相连,实现保持功能和翻转功能的循环,达到高低电平控制的目的,此外,密码输入端接了一个数码显示管,设定为十六进制数,可直观显示出输入密码。
密码设定控制电路由J5、J6、J7、J8组成,密码设定电路的原理与密码输入电路的原理相符,此处不再赘述。
J9为清零开关,把J1、J2、J3、J4都接到J9,按下开关J9,实现清零。
密码检验电路由1片芯片74LS85、1个绿灯X2、1个红灯X1、一个反相器U4构成,当输入值与设定值相同时,芯片74LS85的6脚输出高电平,绿灯亮;反之,红灯亮。
红灯亮后,U20的2个输入端口皆为低电平,输出端口亦为低电平,再通过一SR锁存器,变为高电平,蓝灯亮,发出报警信号(注:
此过程必须是芯片74LS160的30、31节点都输出高电平时,即计数记到最高位5后清零的瞬间)。
此外,输入和设定的密码都是十六进制,当低位数值一样时,高位的比较才有效;反之,则无效,直接输出低电平,红灯亮。
只有当低位和高位数值都相等时,才输出高电平,绿灯亮。
分频器模块由一片芯片74LS160、函数信号发生器XSG1和1个与非门U19组成,再接上数码显示管,直观显示出设定的密码。
分频器的输出端27节点接到了U20的输入端口,和数据比较器一起控制LED蓝色报警灯。
另外,电路还通过若干门电路实现对计数器的起始控制,由U14、U23两个或门分别接到开关J1、J2、J3、J4,再把U14和U23接到或非门U24,只要开关J1、J2、J3、J4中至少有一个输出高电平,则42节点输出低电平,再通过一个SR锁存器,输出高电平,由节点38出来接到芯片74LS160的7脚,控制计数器开始计数。
(注:
芯片74LS160的7脚只要在高电平作用时才有效,计数器才会正常工作)
三、各单元电路的设计
(一)密码输入模块
原理:
密码输入模块由四个D触发器组成,预置密码是四位二进制密码(由高低电平开关J1、J2、J3、J4控制),开关按下为高电平“1”,可通过指示灯观察出来。
设定结束后按下J9即可清零。
此外,为读取的数值直观,把D触发器连上数码显示管,输入密码以十六进制的形式通过数码显示管直观的显示出来。
在D触发器连接时要特别注意每片触发器的D端都应与对应的Q'端连接,实现D触发器的保持和翻转功能。
如图1所示。
图1:
密码输入电路
(二)密码设定模块
原理:
密码设定模块也由四个D触发器组成,设定的密码是四位二进制密码(由高低电平开关J5、J6、J7、J8控制),开关按下为高电平“1”,可通过指示灯观察出来。
此外,为读取的数值直观,把D触发器连上数码显示管,设定的密码可以十六进制的形式通过数码显示管直观的显示出来。
在D触发器连接时要特别注意每片触发器的D端都应与对应的Q'端连接,实现D触发器的保持和翻转功能。
如图2所示。
图2:
密码设定电路
(三)密码检验模块
原理:
密码检验模块的功能由一片74LS85四位数值比较器完成。
从A0到A3为输入的四位密码,从B0到B3未原来设定的四位密码,对其进行比较。
如果现在输入的密码与原来设定的密码一致,且在开锁信号有效的情况下,实现开锁,红灯灭,绿灯亮;如果现在输入的密码与原来设定的密码不一致,锁无法打开,绿灯灭,红灯亮;如果锁在5s内无法打开,,则自动发出报警信号,蓝灯亮。
如图3所示。
图3:
密码检验电路
(四)分频器模块
原理:
分频器模块的功能由一片74LS160的加法计数器接上适当的门电路完成的。
分频器实现的是六进制数的分频,当开始输入密码的瞬间,计数器开始计时,从0—5反复计数。
分频器没有直接接555定时器构成的多些振荡器,因为不稳定,且误差较大,故采用直接函数信号发生器的方波信号的方式,实现相同的功能,且电路简单易懂。
只需适当设定函数信号发生器的频率即可,这里设定为1KHZ。
该模块也连上了一个数码显示管以便直观清晰的看出计数,以此判别电路实现的功能是否正确。
如图4所示。
图4:
分频器电路
(五)555定时器模块
原理:
该模块由555定时器构成的1s多谐振荡器。
参数计算:
T1=(R1+R2)Cln2,T2=R2Cln2,电路的振荡周期为T=(R1+2R2)Cln2。
该模块是设定时间控制信号,产生的CP信号对占空比没什么要求,频率只要适当就可以,这里取1KHZ。
由于实验板上有此模块,所以在接线的时候就省了这个步骤,直接接上1KHZ的函数信号发生器方波信号即可。
如图5所示。
图5:
555定时器电路
四、总结及心得
以上为我实习期间所设计的电子密码锁电路,它经过多次修改和整理,是一个比较简单的设计,可以满足设计基本要求,但因为水平有限,此电路中也存在一定的问题,譬如说电路的密码不具有记忆功能,一旦开始新的运行,就必须重新设定密码,不具有实用性。
这本可以通过增加电路解决,但过于复杂,所以本次设计未采用。
希望能在以后的学习中加强自身的知识再来实现更实用的电路。
用555定时器电路产生1s的电路不是很稳定,故直接采用了函数信号发生器产生矩形脉冲,用芯片74LS160和少量门电路进行分频,实现了六进制数的计数功能。
电路密码只有16种可供修改,但由于他人不知道密码的位数,而且还要求在规定的时间内按一定的顺序开锁,所以他人开锁的几率很小。
但16种密码可能性也实在太少,可以挨个试,很简单的就能打开锁,所以用在实际中是不可能的,但此缺点可通过多设定密码输入位数来解决。
这需要一段时间的进一步改进,如果有好的意见,希望老师给以支持。
通过这两个星期的学习,我感觉有很大的收获。
首先,通过学习使自己对课本上的知识可以应用于实际,使的理论与实际相结合,加深自己对课本知识的更好更深层次的理解,同时实习也段练了我个人的动手能力,能够充分利用图书馆去查阅资料,增加了许多课本以外的知识。
其次,能对multisim10等仿真软件进行熟练操作,能达到学以致用的目的。
对我们学生来说,理论与实际同样重要,这是我们以后在工作中说明自己能力的一个重要标准。
再次,在实习中,我感受到了合作的重要性,多和同学之间相互沟通、交流是一个非常有效率的学习方法,在学习的过程中还能取长补短,增进同学间的友谊和团队协作精神,为以后走向社会职业岗位打下了良好的基础。
最后,我也认识到,老师对学生的那种诲人不倦的精神,有老师在旁边醍醐灌顶对我们来说是一笔宝贵的财富,使我们少走弯路,顺利完成实习任务。
这是以后参加工作后不可能出现的奇迹,所以请允许我向你们致以崇高的敬意,感谢您,老师!
五、附录
(一)元器件明细表
元件
型号
数量
电源,接地,导线
若干
芯片
4013,74LS85,74LS160,555定时器
8个,1个,1个,1个
双向开关
J1-J9
9个
门电路
与非门,或非门,与门,或门,非门
若干
LED灯
绿色,红色,蓝色
9个,1个,1个
函数信号发生器
XFG1
一个
数码显示管
U2,U3,U21
3个
(二)总电路图
六、参考文献
1、谢自美,电子线路设计·实验·测试(第二版)[M].武汉:
华中科技大学出版社
2、彭介华,电子技术课程设计指导[M],北京:
高等教育出版社
3、孙梅生,李美莺,徐振英,电子技术基础课程设计[M],北京:
高等教育出版社梁宗善
4、电子技术基础课程设计[M],武汉:
华中理工大学出版社
5、张玉璞,李庆常,电子技术课程设计[M],北京:
北京理工大学出版社
6、梁宗善,新型集成块应用[M],武汉:
华中理工大出版社,2004
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电子 密码锁
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)