电子技术课程设计报告电子密码锁

1、电子技术课程设计报告电子密码锁电子技术课程设计报告设计课题：电子密码锁电子密码锁、引言随着人们生活水平的提高，人们对自己的生活有了越来越高的要求，贵重物品也越来越多，而传统的机械安全锁由于其构造的简单，被撬被盗事件在我们身边经常发生，使我们的财产以及人身安全存在很大的安全隐患，这致使我们寻求更好的安全措施。电子锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的喜爱。而且密码锁的形式多样，有声控密码锁，电子密码锁等，社会上大多使用电子按键密码锁。本文的电子密码锁利用数字逻辑电路，实现对门的电子控制，并且有各种附加电路保证电路能够安全工作，具有较高的安全系数。要求电子器件设计制作密码锁的

2、控制电路，使之在规定的时间内输入正确的密码时，输出信号以开启密码锁，否则报警电路报警。本设计用红、绿LED指示关锁、开锁状态和报警状态。、设计任务1 、密码锁控制器中存储一个4 位代码，当锁按钮开关设置8 位（其中只有4 位有效）的输入代码等于存储代码时启动开锁控制电路，并且用绿灯亮表示开锁状态。2 、从第一个按钮触动后的15 秒内若未能将锁打开，则报警电路发报警信号，同时用绿灯灭表示关锁状态。3 、要求性能可靠、操作简便。4 、密码锁控制器中存储的4 位密码可以修改。5 、分析部件见工作原理，绘制电路图，进行仿真制作实物并撰写设计报告。三、设计方案用开关控制可控硅整端口的电压变化即导通，按依

3、次按下四个开关，其功能相当于给可控硅一个高电平触发，四个可控硅整流器依次导通，整条回路导通，发光二极管亮，而发光二极管亮即表示输入的密码为正确密码，电路达到密码锁开锁功能。设计8 位按键只有 4 位是正确的，如果按下4 位伪码的其中一位即按下的其中一个或几个，控制报警电路可控硅导通。此时开锁部分悬空，报警报警方案二；采用STC89C52I片机为芯片主体，采用 AT24C08为掉电存储器的芯片,用单片机的P1 口作为接4 X4键盘按键的检测按键，P0 口实现数码管的按键显示，以及错误信息，单片可以进行位操作，P2 口组成报警电路，密码修改电路和AT24C08的掉电保护等其他相关功能。系统框图如下

4、：方案三：采用NE555制作成单稳态触发器，JK触发器检测密码输入，74HC163计数器记录输入次数，共设了8 个用户输入键，其中只有4 个是有效的密码按键，其它的都是干扰按键，只有在规定的时间内按正确的顺序输入密码密码锁才能开启。如果用户输入密码的时间超过 15秒，电路将报警，若电路连续报警3次，电路将锁定键盘1 分钟，防止他人的非法操作。系统框图如下：方案选择：本次课程设计为电子线路课程设计，方案一，电路实现简单，元器件少，成本较低。但密码不能修改，密码锁的安全性较低。方案二，以STC89C5劾核心的单片机控制方案利用单片机灵活的编程设计和丰富的I/O 端口，及其控制的准确性，不但能实现基

5、本的密码锁功能，还能添加调电存储，编程相对复杂再考虑到本次课程设计为电子线路课程设计，顾采用第三种方案，采用数字逻辑器件组成电子密码锁，电路简单，功能基本本上满足了任务要求，易于分析仿真调试再考虑到本次课程设计为电子线路课程设计，顾采用 第三种方案。四、原理分析本次设计的电子密码锁电路包含：键盘输入、密码修改、密码检测、开锁电路、报警 电路、键盘输入次数锁定电路。1 、键盘输入、密码修改、密码检测电路如图所示：1 、密码检测电路：由两块 74LS112（双JK触发器）组成密码检测电路。由左向右第 一个JK触发器处于计数状态，当用户按下第一个正确的密码后，CLK端出现了一个负的下降沿，触发器计数

6、，1 处输出为高电平，用户依次按下有效的密码，2、 3、 4 处也依次输出高电平，1、2、3、4送入SI四输入与门74LS21,报警电路没有报警和密码锁没有锁定 74LS00将会输出一个负的下降沿。2 、密码修改电路，由单刀双掷开关SW1 SW2 SW3 SW4组成，由单刀双掷开关的左右来改变输入密码。如设置密码 1468, SW1向左，SW2 SW3 SW4向右。本电路也构成了密码的检测。本电路共有16 组密码可供用户选择。3 ）、开关，R17, R5, Q1组成清零信号，对JK处罚器清零，以保证电路的正常稳定 工作。2 、报警电路：其电路如图所示：本电路由两个NE555组成单稳态触发器和一

7、个 JK触发器组成，Q3,Q5, Q6处于开关状态。左边的555 设定开锁时间，在规定的时间内没有打开锁，报警电路报警，主人经常使用密码，对密码比较熟悉，输入速度比较快，顾密码输入时间设定在15 秒。平时左边555的2脚为高电平，3脚为低电平，Q3截止，D2不亮表示未开始开锁，当有人触摸键盘给2脚一个低电平，触发器触发，3脚为呈现一段时间的高电平， Q3导通，D2亮，锁正确打开将给Q6清零信号，Q6导通，Q5截止报警电路解除报警。若在规定时间内密码没有输入正 确，当设定时间到3脚会呈现一个下降沿，给 JK触发器脉冲信号，5脚输出高电平，Q4 导通，右边555的二脚呈现低电平，单稳态触发器触发，

8、3脚出现高电平，Q5导通，Q6截止，D3发光表示报警电路报警。锁不能正常打开。若连续三次密码没有输入正确，密码锁将锁定1 分钟，具体电路如下所示：本电路使用74HC163同步清零计数器，和 555组成的单稳态触发器，每次输入都给163 的 2 脚一个脉冲信号，计数器计数，当连续输入三次错误时，12 脚呈现高电平，经过74LS00给计数器一个清零信号，同日t触发单稳态触发器，3脚呈现高电平，Q7导通。给74LS21 的 12 脚低电平，密码锁不能打开，密码锁锁定一分钟。五 电路调试调试中应用的仪器有：万用表、直流电压源1 、报警电路的调试接通电路前仔细检查每个芯片的电源引脚有没有接错，确认无误后

9、接通5V电源。按下开锁开关，不输入任何键，在规定的时间内看报警器有没有报警。在15 秒内没有输入任何键，指示报警器的二极管发光，报警电路正常。按下清零开关，按上述方法重复三次，三次后看指示三次输入错误的锁定密码锁锁定的发光二极管是否发光。发光表示电路正常，在输入三次错误后密码锁锁定一分钟，看一分钟后二极管是否灭。结果三次输入错误发光二极管发光，一分钟后二极管灭。表示电路正常，满足设计要求。2 、开锁功能电路调试在以上电路检测正确的基础上检测电路的开锁功能。按下开锁键，在规定的时间内输入正确的密码，看指示开锁的发光二级管是否发光。发光二极管亮表示密码正确，密码锁打开，不发光表示密码锁不打开。调试

10、结果，输入正确密码后密码锁打开指示二极管发光，表示锁打开。输入错误的密码，密码锁指示二极管不发光表示密码锁没有打开，报警电路报警。多试几次结果一样，表示密码锁正常工作。3 、密码修改电路检测。在开锁功能正常工作后检测密码修改电路。拨动单刀双掷开关，SW1， SW2， SW3， SW4设定的密码。按下开锁键输入修改后的密码，发光二极管正常发光，密码锁打开，输入错误密码密码锁没有打开，报警电路报警。经过认真的调试，分析出错原因锁设计的密码锁完全满足了设计的要求，工作稳定。六 调试中遇到的问题及解决方法1 、按下清零开关后，发现报警电路不能正常报警，并闻到有元器件烧毁的味道。先检测 555 单稳态触

11、发器是否正常工作，结果555 单稳态触发器正常工作，未触发3 脚输出低电平，触发后3 脚出现一段时间的高电平。认真分析电路，发现起清零功能的9013 三极管烧毁，是触发器3 脚没有接限流电阻，基极与发射结直接与5V 电压相连，电流过大，更换 9013 并接上限流电阻，故障排除，报警电路正常报警。2 、三次输错密码，密码锁锁定的指示二极管始终亮，密码锁不能打开。按下开锁开关，检测74HC163的11脚，12脚，13脚和14脚的电压。每按一次记录这四个脚的电平，发现计数器正常工作。检查555 单稳态触发器，检测2 脚电压为高电平， 3 脚电压为高电平，问题出在555 单稳态触发器，仔细检查发现2

12、脚与 3 脚焊接在一起。用烙铁将两脚分开，电路恢复正常。七、心得体会上就是我为课程设计所做的电子密码锁电路的设计方案、原理图以及调试部分，它经过多次修改和整理，还是一个比较不错的设计，运用发光二极管来显示信号的输入以及密码的正确输入，一目了然，便于观察。可以满足人们的基本要求，但因为水平有限，此电路中也存在一定的问题。用开关作74LS112的CLK脉冲,不是很稳定，可以调换其它高速开关或计数脉冲，还有，其密码只有16 位，不能任意设定密码，密码一旦忘记，密码锁将很难打开，并且没有设计显示器，但可以通过增加数字电路来实现这一功能，另外设计方案是在始终通电的前提下设计的，若是遇到断电问题则密码锁也

13、很难打开，可以通过增加备用电源来实现，同样因为条件有限，只能做到这一步。使我们更加懂得一个设计完成的不易，需要经过多次的修改才能完善电路的功能。电路仿真是在理想的情况，实际运用中可能出现问题，如这在此次课程设计的过程中9013 的烧毁使我印象深刻，我觉得既锻炼了我们的实际动手能力，也再一次复习了上学期学习的数电模电知识，对逻辑门逻辑电路，各种基本集成芯片都有了进一步的理解。特别的是使用 proteus 软件的进行电路仿真使我对它们的功能有了进一步了解的，也使我们进一步学会了使用该软件，在仿真的过程中出现问题及时的想办法解决。Proteus 仿真时的电平变化很清晰，帮助理解整个电路工作的过程。通过这次课程设计，我觉得学习不仅要掌握书本上的基本内容，还要灵活思考，多动脑筋往里面钻，遇到困难想办法解决，找到出错的原因，自己也思考了许多实现功能的其他方法。自