1、題目 電子密碼鎖 班級 13*班 學號 201310310* 姓名 * 指導 王* 時間 2015.6 景德鎮陶瓷學院電工電子技術課程設計任務書姓名*_ 班級 13*班_ 指導老師王*老師_設計課題： 電子密碼鎖設計任務與要求查找一個感興趣的電工電子技術應用電路，要求電子元件超過3050個或以上，根據應用電路的功能，確定封面上的題目，然后完成以下任務：1、 分析電路由幾個部分組成，并用方框圖對它進行整體描述；2、 對電路的每個部分分別進行單獨說明，畫出對應的單元電路，分析電路原理、元件參數、所起的作用、以及與其他部分電路的關系等等；3、 用簡單的電路圖繪圖軟件繪出整體電路圖，在電路圖中加上自己

2、的班級名稱、學號、姓名等信息；4、 對整體電路原理進行完整功能描述；5、 列出標準的元件清單；設計步驟1、 查閱相關資料，開始撰寫設計說明書；2、 先給出總體方案并對工作原理進行大致的說明；3、 依次對各部分分別給出單元電路，并進行相應的原理、參數分析計算、功能以及與其他部分電路的關系等等說明；4、 列出標準的元件清單；5、 總體電路的繪制及總體電路原理相關說明；6、列出設計中所涉及的所有參考文獻資料。設計說明書字數不得少于3000字。參考文獻1數字電子技術基礎，伍時和主編，清華大學出版社2一種電子密碼鎖的實現，楊茂濤 主編，福建電腦20043數字電路邏輯設計（第二版），王硫銀主編，高等教育出

3、版社4555時基電路原理、設計與應用，葉桂娟主編，電子工業出版社5數字電子技術基礎（第四版），閻石主編，高等教育出版社1997目錄1、 總體方案與原理說明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12、 密碼輸入和修改電路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23、 密碼檢測電路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4、. . . .34、 開鎖，執行電路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45、 報警電路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .56、 總體電路原理相關說明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .67、 總體電路原理圖. . . . . . .

5、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78、 元件清單. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .89、 參考文獻. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .910、設計心得體會. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6、 . . . . . . . . . . . . . .101、總體方案與原理說明 以74LS112雙JK觸發器構成的數字邏輯電路控制方案。輸入按扭開關組輸入鎖存電路密碼存儲電路開鎖控制電路機械動作構件5秒定時電路20秒定時電路聲光指示電路圖1 數字邏輯控制方案電子密碼鎖原理框圖框圖電路由兩大部分組成：密碼鎖電路和備用電源(UPS)，其中設置UPS電源是為了防止因為停電造成的密碼鎖電路失效，使用戶免遭麻煩。密碼鎖電路包含：鍵盤輸入、密碼修改、密碼檢測、開鎖電路、執行電路、報警電路等。2、密碼輸入和修改電路圖2 密碼輸入和修改電路開關K1K9是用戶的輸入密碼的鍵盤，其開關值分別有數字1到9控制，

7、用戶可以通過數字鍵盤1到9輸入密碼，開關兩端的電容是為了提高開關速度。 密碼修改電路由雙刀雙擲開關S1S4組成（如上圖）, 它是利用開關切換的原理實現密碼的修改。當輸入密碼和開關預置密碼相同時，電路接通，接地的低電平輸入JK觸發器，產生脈沖。修改密碼只需撥動上面開關即可。在實際仿真中，我們分別采用了兩個單刀雙擲開關來實現其功能，其原理一樣均是通過檢測輸入與預置密碼一致使得電路接地端導通，否則便無法導通，產生觸發信號。3、密碼檢測電路圖3 密碼檢測電路密碼檢測電路是由兩塊74LS112（雙JK觸發器，包含IC1IC4）組成密碼檢測電路。開始工作時，電路先自動將IC1IC4清零，由報警電路送來的清

8、零信號經C25送到T11基極，使T11導通，其集電極輸出低電平，送往IC1IC4，實現清零。由于IC1處于計數狀態，當用戶按下第一個正確的密碼后，CLK端出現了一個負的下降沿，IC1計數，Q端輸出為高電平，用戶依次按下有效的密碼，IC2IC3也依次輸出高電平，送入與門IC5，使其輸出開鎖的高電平信號送往IC13的2腳，執行電路動作，實現開鎖。其中IC6的一口端口接密碼鎖定電路。當輸入密碼三次錯誤，便會產生一個鎖定信號輸入IC6中，使得IC6的輸出始終為低電平，從而無法產生正確的開鎖信號，此時，密碼輸入無效，直到鎖定解除方可再次輸入密碼。4、開鎖，執行電路圖4 開鎖，執行電路 首先，左端是一個5

9、55定時器組成的單穩態電路，其功能是接受輸入來的正確開鎖信號產生一個高電平輸出作用于后面的執行電路。這里稍作調整的是這是一個下降沿產生出發的單穩態電路，當密碼檢測端沒有正確的開鎖電平（高電平）產生時，傳送過來的低電平信號經一個與非門產生高電平信號輸入到555定時器中，當傳送過來的是一個開鎖電平（高電平）時，其經過與非門產生低電平輸出，進入到555定時器中，產生下降沿觸發信號，從而實現輸出高電平到執行電路中去。 執行電路中的開鎖動作由一個發光二極管代替，開鎖信號（高電平）傳送到T10時，T10集電極上接的D5（綠色發光二極管）發亮，表示開門，20秒后，555電路狀態翻轉，時間計算主要是基于單穩態

10、觸發器中對電容的充電放電實現的，其參數計算如下：T=RCln(Vcc-0) /（Vcc-2/3Vcc）=1.1RC=1.1*1*20=20s5、報警電路圖5 報警電路 報警電路實現的功能是：當輸入密碼的時間超過5秒（一般情況下用戶輸入不會超過），電路報警20秒，防止他人惡意開鎖。電路包含兩大部分，25秒延時和5秒延時電路。其工作原理是當用戶開始輸入密碼時，電路開始25秒計時，超出5秒，電路開始20秒的報警。上圖中IC10以及IC11為555集成定時器，圖中參數需要調整為相應時間的定時。有人走近門時，觸摸了TP端(TP端固定在鍵盤上，其靈敏度非常高，保證電路可靠的觸發)，由于人體自身帶的電，使I

11、C10的2腳出現低電平，使IC10的狀態發生翻轉，其3腳輸出高電平，T5導通(可以通過R12控制T1的基極電流)，其集電極接的黃色發光二極管D3發光，表示現在電子鎖處于待命狀態,T6截止，C4開始通過R14充電(充電時間是40秒,此時為用戶輸入密碼的時間，即用戶輸入密碼的時間不能超過40秒，否則電路就開始報警, 由于用戶經常輸入密碼，而且知道密碼，一般輸入密碼的時間不會超過40秒)，IC2開始進入延時40秒的狀態。 時間參數計算：T=1.1RC=1.1*1*39=40s 開始報警:當用戶輸入的密碼不正確或輸入密碼的時間超過40秒，IC11的2腳電位隨著C4的充電而下降,當電位下降到1/3Vcc

12、時(即40秒延時結束時候),3腳變成高電位(延時時是低電平),通過R15使(R15的作用是為了限制T7的導通電流防止電流過大燒毀三極管)T7導通,其集電極上面接的紅色發光二極管D4發亮,表示當前處于報警狀態,T8也隨之而導通,使蜂鳴器發聲,令賊人生怯,實現報警。 停止報警:當達到了80秒的報警時間，IC10的6,7腳接的電容C5放電結束,IC10的3腳變成低電平,T5截止,T6導通,強制使強制電路處于穩態，IC11的3腳輸出低電平,使T7,T8截止,蜂鳴器停止報警；或者用戶輸入的密碼正確，則有開鎖電路中的T10集電極輸出清除報警信號，送至T12（PNP），T12導通，強制使T7基極至低電位，解

13、除報警信號。6、總體電路原理相關說明原理說明分析：當按下報警電路的TP端開關使其輸入一個低電平信號，通過555定時器輸出一個清零信號到密碼檢測電路的清零信號，清零信號經C25送到T11基極，使T11導通，其集電極輸出低電平，送往IC1IC4，從而使得JK觸發器清零，電路開始工作，輸入密碼。首先手動輸入密碼，當用戶輸入的密碼不正確或輸入密碼的時間超過40秒，IC11的2腳電位隨著C4的充電而下降,當電位下降到1/3Vcc時(即40秒延時結束時候),3腳變成高電位(延時時是低電平),通過R15使(R15的作用是為了限制T7的導通電流防止電流過大燒毀三極管)T7導通,其集電極上面接的紅色發光二極管D

14、4發亮,表示當前處于報警狀態,T8也隨之而導通,使蜂鳴器發聲。當達到了80秒的報警時間，IC10的6,7腳接的電容C5放電結束,IC10的3腳變成低電平,T5截止,T6導通,強制使強制電路處于穩態，IC11的3腳輸出低電平,使T7,T8截止,蜂鳴器停止報警；或者用戶輸入的密碼正確，則有開鎖電路中的T10集電極輸出清除報警信號，送至T12（PNP），T12導通，強制使T7基極至低電位，解除報警信號。當輸入密碼正確時，依次觸發74112輸出高電平，送入與門IC5，使其輸出開鎖的高電平信號送往IC13的2腳，執行電路動作，實現開鎖使其輸出高電平送往IC13的輸入端，則3腳輸出高電平，使T10導通，T

15、11導通，發光二極管發光，實現開門，同時T10集電極上接的D5（綠色發光二極管）發亮，表示開門，20秒后，555電路狀態翻轉，停止工作。當電路報警的次數即輸入密碼錯誤超過3次，由IC9（74161）構成的3位計數器將產生進位，通過IC7，輸出清零信號送往74161的清零端，以實現重新計數。經過IC8（與門），送到IC12（555）的2腳，使3腳產生5分鐘的高電平鎖定脈沖（其脈沖可由公式T=1.1RC計算得出），經T9倒相，送IC6輸入端，使IC6輸出低電平，使IC13不能開鎖，到鎖定的目的。7、總體電路原理圖8、元件清單元件名稱型號、參數數目電阻1K7電阻2.2 K1電阻20K1電阻3.34電

16、阻1001電阻1M1電阻2M1電容10nF13電容20uF1電容39uF1電容50uF1電容100 uF1發光二極管LED3觸發器741124定時器5555開關8開關9參考文獻1數字電子技術基礎，伍時和主編，清華大學出版社2一種電子密碼鎖的實現，楊茂濤 主編，福建電腦20043數字電路邏輯設計（第二版），王硫銀主編，高等教育出版社4555時基電路原理、設計與應用，葉桂娟主編，電子工業出版社5數字電子技術基礎（第四版），閻石主編，高等教育出版社19976新型電子密碼鎖的設計，李明喜 主編， 機電產品開發與創新20047電子技術基礎（數字部分）（第五版），康華光主編，高等教育出版社8模擬電子技術基

17、礎（第三版），童詩白華成英主編，高等教育出版社9電子線路設計實驗測試（第三版），謝自美主編，華中科技大學出版社設計心得體會以上是我本次課程設計的成果電子密碼鎖電路，經過各種查閱，多次修改和調試，最終得到了一個理論上可靠，實用的設計。在此次課程設計中，我結合了我們的電工實習經驗，在課余時間查閱了各類電子類書籍。既鍛煉了我的創新能力和動手能力，又進一步鞏固了本學期學習的電工類知識。是我對邏輯門電路，各種基本集成芯片都有了進一步的理解。由簡單的抽象理解到實際認識。密碼鎖的設計使我學會分析、設計數字邏輯電路的一般方法，讓我知道如何根據提出的任何一種需要實現的邏輯功能設計出滿足要求的邏輯電路和分析出任何

18、一種給定邏輯電路所具有的邏輯功能。并且掌握了邏輯代數的基礎知識和所用半導體器件的電氣特性。通過這次實訓，我覺得學習像數電這樣實用的知識，不僅要掌握書本上的基本內容，要求熟悉個芯片個器件功能，還要靈活思考，善于變換，比較各種方案的優缺點，學會取舍、汲取精華，并要能夠聯系實際，這樣才能找到最優設計，達到事半功倍的效果。實踐，再學習、再實踐，才能使自己不被社會淘汰。在實際電路的調試過程中，我們遇到了很多問題， 這使得我們不得不通過多種途徑來解決，增強了我們通過網絡，圖書館等途徑來查詢資料自主解決問題的能力。對于查閱資料仍無法解決的問題，我們通過與同學討論，詢問老師等途徑解決了我們面臨的困難和問題。通過這兩周的課程設計，我們小組成員都有