电子锁 韩志远课件

1、 烟 台 南 山 学 院数字电子技术课程设计题目 双钮电子锁设计 姓 名： 韩志远 所在学院： 工学院电气与电子工程系 所学专业： 电气工程及其自动化 班 级： 电气工程1201 学 号： 201202011025 指导教师： 赵继德 完成时间： 2014年6月 数电课程设计任务书一、基本情况 学时：40学时 学分：1学分 适应班级：自动化1201二、进度安排本设计共安排1周，合计40学时，具体分配如下：实习动员及准备工作： 2学时总体方案设计： 4学时查阅资料，讨论设计： 24学时撰写设计报告： 8学时总结： 2学时教师辅导： 随时三、基本要求1、课程设计的基本要求数字电子技术课程设计是在学

2、习完数字电子课程之后，按照课程教学要求，对学生进行综合性训练的一个实践教学环节。主要是培养学生综合运用理论知识的能力，分析问题和解决问题的能力，以及根据实际要求进行独立设计的能力。初步掌握数字电子线路的安装、布线、焊接、调试等基本技能；熟练掌握电子电路基本元器件的使用方法，训练、提高读图能力；掌握组装调试方法。其中理论设计包括总体方案选择，具体电路设计，选择元器件及计算参数等，课程设计的最后要求是写出设计总结报告，把设计内容进行全面的总结，若有实践条件，把实践内容上升到理论高度。2、课程设计的教学要求数字电子技术课程设计的教学采用相对集中的方式进行，以班为单位全班学生集中到设计室进行。做到实训

3、教学课堂化，严格考勤制度，在实训期间累计旷课达到6节以上，或者迟到、早退累计达到8次以上的学生，该课程考核按不及格处理。在实训期间需要外出查找资料，必须在指定的时间内方可外出。 课程设计的任务相对分散，每3名学生组成一个小组，完成一个课题的设计。小组成员既有分工、又要协作，同一小组的成员之间可以相互探讨、协商，可以互相借鉴或参考别人的设计方法和经验。但每个学生必须单独完成设计任务，要有完整的设计资料，独立撰写设计报告，设计报告雷同率超过50%的课程设计考核按不及格处理。四、设计题目及控制要求题目：双钮电子锁要求：1 有两个按钮A和B，开锁密码可自设，如（3、5、7、9）；2 若按B钮，则门铃响

4、；（滴、嗒）；3 开锁过程：按3下A，按一下B，则3579中的“3”即被输入；接着按5下A，按一下B，则输入“5”；依此类推，直到输入完“9”，按B，则锁被打开用发光管KS表示；4 报警：在输入3、5、6、9过程后，如果输入与密码不同，则报警；用发光管BJ表示，同时发出“嘟、嘟的报警声音；5 用一个开关表示关门（即闭锁）。五、设计报告设计完成后，必须撰写课程设计报告。设计报告必须独立完成，格式符合要求，文字（不含图形、程序）不少于2000字，图形绘制规范。设计报告的格式如下： 1、封面 2、内容提要 3、目录4、正文(1) 所作题目的意义、本人所做的工作及系统的主要功能；(2) 方案选择及论证

5、；(3) 设计步骤及原理图；(4) 元器件的选择；(5) 设计过程中出现问题的解决方法；5、心得体会 6、参考文献 六、考核方法数电课程设计的考核方式为考查，考核结果为优秀、良好、中等、及格和不及格五等，分数在90-100之间为优秀，80-89分之间为良好，70-79分之间为中等，60-69分之间为及格，60分以下为不及格。 考核分三个方面进行：平时考勤：30% 实验及设计成果质量：40% 课程设计报告：30%有下列情形之一者，课程设计考核按不及格处理： 1、设计期间累计迟到、早退达8次；2、设计期间累计旷课达6节； 3、设计报告雷同率超过50%或无设计报告；4、不能完成设计任务，达不到设计要

6、求。3摘 要所谓双钮电子锁，是指利用电子电路构成的密码锁。相对机械锁而言，电子锁更加复杂，也就更加可靠，同时具有方便改密，难破解，可报警等特点。双钮电子锁是指由两个按钮控制的密码锁。本设计是利用数字逻辑电路来实现其功能的。本次设计过程采用系统设计的方法，先分析任务，得到系统要求，然后进行总体设计，划分子系统，然后进行详细设计，决定各个功能子系统中的内部电路，最后进行测试。I目 录1 绪论11.1 课题背景11.2 双钮电子锁简介11.3 双钮电子锁应用前景12 总体方案设计22.1 设计思路22.2 设计要求23 具体方案设计33.1 设计方案33.2 设计原理33.3 密码输入模块33.3.

7、1 密码的输入及判断33.3.2 防抖电路的设计43.4 密码校验模块53.5 计数模块63.6 输出模块63.6.1 结果输出电路的设计63.6.2 门铃的设计63.6.3 预警电路的设计73.6.4 闭锁电路的设计74 总电路图与仿真测试84.1 总电路图84.2 仿真结果8总 结10参考文献11II1 绪论1.1 课题背景随着人们生活水平的不断提高，如何实现防盗也变得由为重要。传统的机械锁由于构造的简单，被撬的事件屡见不鲜，而电子锁由于其保密性高，使用灵活幸好，安全系数高，受到了广大用户的亲睐。 本文讨论的双钮电子锁，严格按照设计要求，具有报警，改密等功能，而且增加了防抖等功能

8、。1.2 双钮电子锁简介电子密码锁是一种通过密码输入来控制电路或是芯片工作，从而控制机械开关的闭合，完成开锁、闭锁任务的电子产品。它的种类很多，有简易的电路产品，也有基于芯片的性价比较高的产品。其中详细可分为按键式电子密码锁、电子钥匙式电子密码锁、触摸式电子密码锁、通过声音或指纹认证的电子密码锁等。而双钮电子锁，就是一种按键式密码锁。双钮电子锁，它由两个按钮来进行控制，是一种利用数字逻辑电路构成的电子密码锁。我们设计的双钮电子锁是严格按照设计要求来设计的，具有自设密码的功能，有A ，B两个输入按钮，每当按B按钮时门铃就会响，当输入密码正确锁就可打开，不正确就会报警。1.3 双钮电子锁

9、应用前景电子锁在安全技术防范领域，具有防盗报警功能的电子密码锁代替传统的机械式密码锁，克服了机械式密码锁密码量少、安全性能差的缺点，使密码锁无论在技术上还是在性能上都大大提高一步。102 总体方案设计2.1 设计思路    要想实现双钮电子锁的功能就要有输入端口，用来输入密码；要有密码储存的，可以自设密码的，并且还需要校验密码，这就要用计数器等来实现；当然输出端口也是必不可少的，用来实现开锁和报警。 2.2 设计要求1 有两个按钮A和B，开锁密码可自设，如（3、5、7、9）；2 若按B钮，则门铃响；（滴、嗒）；3 开锁过程：按3下A，按一下B，

10、则3579中的“3”即被输入；接着按5下A，按一下B，则输入“5”；依此类推，直到输入完“9”，按B，则锁被打开用发光管KS表示；4 报警：在输入3、5、6、9过程后，如果输入与密码不同，则报警；用发光管BJ表示，同时发出“嘟、嘟的报警声音；5 用一个开关表示关门（即闭锁）。3 具体方案设计3.1 设计方案总体设计分为四个模块，输入模块，密码校验模块，计数模块，输出模块。其中密码校验模块又包含四个密码储存模块总体设计方案思路如图1所示：  图3.1 总体设计方案3.2 设计原理1.用四个74LS160计数器用来记录输入的4个密码并进行比较；2.用一个74LS160计数器来验

11、证密码的正确与否；3.用一个高低电平来表示开关锁；4.用两个防抖电路防止输入A，B时的抖动；5.用三态门进行输出控制，使在输入密码过程中，保持高阻。3.3 密码输入模块3.3.1 密码的输入及判断 在CLK端输入数个脉冲后，此模块为对输入的第一个密码进行比较，因为此模块密码已固化为3，故只需对输入的密码与3进行比较，利用一个D触发器，使按一下B钮（即给出一个脉冲）便将比较结果从D触发器输出。若相等则按B后输出1，否则输出0。在进位端也连接一个D触发器，对进位进行控制，以保证密码的唯一性。图3.2 密码输入电路将上图的密码判断电路制作成一模块mimasshuru,仿真结果如图3.3：图3.3 密

12、码输入模块仿真结果3.3.2 防抖电路的设计利用一个D触发器，适当调节CP脉冲的频率，防止A，B输入时产生的抖动。电路图如下：图3.4 防抖电路3.4 密码校验模块利用其输出端Q0来控制下一模块mimashuru1（ mimashuru2,mimashuru3的电路图与mimashuru基本相同，只是内部固化的密码不同）。mimashuru的Q0端接在mimashuru1的clean端，若Q0为1，即输入的密码正确，则将mimashuru1置为计数状态，用来接收判断下一密码，否则mimashuru1为置零状态，不接收输入的下一个数。依次类推，mimashuru1的Q1端来控制mimashuru

13、2的clean端，mimashuru2的Q2端来控制mimashuru3的clean端。模块mimashuru，mimashuru1, mimashuru2, mimashuru3如下图连接： 图3.5 密码校验电路其中clean为置零端，A，B为按钮，Q4端为控制下一模块端，CLRND为触发器置零端，用来控制开闭锁。输出端连接一个D触发器，使最终判断结果在ENTER端得到一个脉冲后输出。而且，该端只要不再得到脉冲，其输出结果不再受A,B的影响。将上图电路制作成一个模块为yanma,仿真结果如下图：图3.6 密码校验模块仿真结果3.5 计数模块用74160用来记录B按钮的按动次数，当次数为4时

14、（即输完密码），output4输出为1，电路如下图： 图3.7 计数电路其原理与模块mimashuru基本相同。只是，此模块中与四输入与门相连接的D触发器起消除竞争与冒险的作用，与模块功能无关。把它制作成一个模块shurujish3.6 输出模块3.6.1 结果输出电路的设计图3.8 结果输出电路3.6.2 门铃的设计直接从B的输入端引出连接到门铃，每按一下B钮，就使门铃响。通过555定时器搭设多谐振荡器可以实现门铃电路，记为电路Bell。该电路的工作原理为当按下按钮B，振荡器振荡，振荡频率f1，扬声器发出“叮”的声音。与此同时，电源通过二极管D2给C3充电。放开按钮时，C3便通过电阻R4放电

15、，维持振荡。但由于AN的断开，电阻R3被串入电路，使振荡频率有所改变，计为f2，扬声器发出“咚”的声音。直到C3上电压放到不能维持555振荡为止。“咚”声的余音的长短可通过改变C3的数值来改变。3.6.3 预警电路的设计报警器可用555搭设多谢振荡器，555的4脚接在报警电平上，输出接一个有源蜂鸣器。这样当密码错误时，报警电平为高，振荡器工作便可发出嘟嘟嘟的报警声。电路图如图所示： 图3.9 预警电路3.6.4 闭锁电路的设计当门由开至关转变时，则触发闭锁电路。这里用按键C的触发来表示闭锁，显然，闭锁时就是让整个电路恢复到初始工作状态，等待用户密码的输入。通过按键C将以上所述的IC全部清零即可

16、实现功能。4 总电路图与仿真测试4.1 总电路图图4.1 总电路图4.2 仿真结果1 输入密码正确时，仿真结果如下图4.2 正确仿真结果2 输入密码错误时，仿真结果如下结果：图4.3 错误仿真结果（3）只按B时，门铃响：图4.4 门铃电路仿真结果总 结通过一周的数字电路课程设计，我学到很多也体会很多，让我对课本上的知识有更深层次的认识，而且有机会把学过的知识应用于实践，使我懂得了理论知识与实际应用之间的密切关系，不仅要学好理论知识，还应在实践中积累更多的经验。通过简单的电路设计，锻炼了我的独立思考能力，延伸了我在课堂上学到的知识，使理论与实践相结合。通过此次课程设计，使我熟悉了数字逻辑电路的一些基本知识及设计理念，培养了独立思考的能力和动手能力