电子密码锁
摘要：本设计是通过判断输入密码正确与否从而控制相应电路工作，完成开锁、报警、锁定键盘等任务的电子密码锁。它具有预设密码功能，超时报警功能，键盘锁定功能，错误提示功能等。预设密码和输入密码是用两个八位的锁存器实现，密码判断是由数值比较器电路组成，超时报警功能是用NE555所构成的单稳态触发器实现，超时次数及密码错误次数由计数电路记录，而键盘锁定功能则是通过电路的逻辑关系巧妙控制锁存器的输出使能端实现的。
关键词：电子锁，密码锁，键盘锁定，报警电路
Abstract：This design is to control the corresponding circuit by judging the password correctly or not work, do lock, alarm, lock the keyboard and other electronic combination lock. It has default password function, timeout alarm function, and key lock function, error function, etc. Default password and enter the password is to use two of the eight latch, password is consist of numeric comparator circuit, timeout alarm function is formed by using NE555 monostable trigger, timeout number and password error number recorded by counting circuit, and key lock function is through the logical relationship of the circuit can control the output of the latch makes the server-side implementation.
Keywords：Electronic lock,Combination lock,Keyboard lock, warning circuit.
目录
1 前言 (1)
1.1 设计背景 (1)
1.2 设计概述 (1)
2 总体方案设计 (3)
2.1 程序框图 (3)
2.2 电路分析 (3)
3 单元模块设计 (5)
3.1 密码锁存电路 (5)
3.2 密码判断电路 (7)
3.3 计数器电路 (8)
3.4 计时器电路 (9)
3.5电路参数的计算及元器件的选择 (12)
3.6 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)
4.4 调试结果分析 (21)
5 系统功能、指标参数 (23)
5.1 系统实现的功能 (23)
5.2 系统指标参数测试 (23)
6 结论 (24)
7 设计总结 (25)
7.1 设计的收获体会 (25)
7.2 对设计的进一步完善提出意见或建议 (25)
8 致谢 (26)
9 参考文献 (27)
附录1：电子密码锁的仿真总图 (28)
附录2：电子密码锁的PCB图 (29)
1 前言
1.1 设计背景
随着人们生活水平的提高，对家庭防盗技术的要求也是越来越高，传统的机械锁由于其构造的简单，被撬的事件屡见不鲜，电子锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的欢迎。现在市场上主要是基于单片机技术的电子密码锁，但可靠性较差。通常简单的数字电路就可实现密码不限次数重写，也就是说现在的硬件设计和软件设计一样灵活、方便。相对于基于单片机技术的电子密码锁，用简单门电路来来构成系统，可靠性提高、使用灵活性好、价格便宜等优点，因此受到了广大用户的青睐。
1.2 设计概述
电子密码锁的原理不复杂，设计的器件大多为较为常见的器件。电子密码锁实际上是一种通过密码输入来控制电路从而控制机械开关的闭合，完成开锁的装置，它的功能包括数据锁存、数值比较、计时报警、延时锁定等。本次课题主要目的是培养我们自主动手设计能力和解决问题的能力，加强我们对数字电路、模拟电路的认识和运用，让我们对电子设计有一定的认识。
1.2.1设计目标
设计出一个包括密码开锁等多功能的电子密码装置。基本功能：用户通过键盘输入密码，将该密码锁存并与预置密码比较，相等则密码锁可以被打开，并且绿色的灯亮。若按下干扰键，键盘输入电路自动清零，原先输入的密码无效，需要重新输入。若密码输入错误超过三次，则红色的灯亮，用户输入密码的时间超过30秒，电路将报警80秒，若电路连续报警三次，电路将锁定键盘5分钟。
1.2.2技术路线
要实现该设计，就应把整个电路分为几大模块。分别是密码锁存模块，密码比较模块，计时模块，计数模块，报警模块，键盘锁定模块。先通过对各个模块进行设计、调试之后再将其组合起来进行整机调试。
1.2.3实施计划
首先是要理清实现设计的框图，在总体框图的指导下，作出具体的电路图，
由要设计实现的功能，计算出各个电路元件的值，并逐一对各个元件进行选择。最后用仿真软件对设计进行仿真操作，调试软件，并对照出的设计有误的地方进行必要的修正，确保设计的正确和功能的实现。
1.2.4必备条件
要实现该电路的设计，首要的就是要制定出设计的实现框图，并在老师的指导和参照资料的条件下作出具体电路图，选定实现实现该设计的各种元器件。另外，还应由必要的软件帮助设计的完成。
2 总体方案设计
要达到设计的要求，从输入密码开始，寄存密码并比较，然后根据比较结果输出从而控制报警电路或者开锁电路。
2.1 程序框图
系统框图如图2-1所示。
图2-1 系统框图
工作原理简述：用户从键盘输入密码，从按下任意一个键开始计时，若按下干扰键则需要重新输入密码，并且重新计时。按下密码修改键则可以修改密码，将输入的密码与预置密码比较，若相等则由开锁电路进行开锁并亮绿灯，如果密码连续错误三次将亮红灯。若用户输入密码时超时则由NE555构成的单稳态计时报警，同时报警一次，计数器加一，若计数达到3次则通过由NE555构成的单稳态电路将键盘将锁定5分钟，此时键盘输入无法开锁且无法进行密码修改。
2.2 电路分析
针对密码比较通过两个锁存器，一个用于预置密码，当预置开关打开时，从键盘输入密码并将之保存并输出，而预置开关关闭后将之前的密码锁存，键盘输入对输出无影响。之后用户输入密码后按下确认键输出密码与预置密码进
重新输入 超时
计时电路
报警电路
键盘锁定
密码修改
干扰键
按下开始 正确
错误
锁定5分钟
键盘输入
开锁电路
执行电路
密码判断
等于3次
行比较。干扰键则是通过键盘的特性进行复位。密码判断电路是通过两个四位的数值比较器片选组合成八位的数值比较进行密码的判断并输出相应的高低电平。开锁电路和执行电路则由继电器和绿色的发光二极管连接而成。计时电路由一个八位的与门连接键盘，构成有输入则输出高电平使NE555构成的单稳态电路触发计时后自动翻转。报警电路和键盘锁定电路都是通过NE555构成的单稳态延时功能，报警时间和延时锁定时间可以自行设定而改变。
3 单元模块设计
本节主要介绍系统各单元模块的具体功能、电路结构、工作原理、以及各个单元模块之间的联接关系；同时本节也会对相关电路中的参数计算、元器件选择、以及核心器件进行必要说明。
3.1 密码锁存电路
密码锁存电路由芯片74HC373和74HC374构成。74HC373是八路D 型锁存器，每个锁存器具有独立的D 型输入，以及适用于面向总线的应用的三态输出。所有锁存器共用一个锁存使能（LE）端和一个输出使能（OE）端。74HC373包含八个具有三态输出的D 型透明锁存器。当LE为高时，数据从Dn输入到锁存器，在此条件下，锁存器进入透明模式，也就是说，锁存器的输出状态将会随着对应的D输入每次的变化而改变。当LE为低时，锁存器将存储D输入上的信息一段就绪时间，直到LE的下降沿来临。当OE为低时，8个锁存器的内容可被正常输出；当OE为高时，输出进入高阻态。OE端的操作不会影响锁存器的状态。74HC374与74HC373不同的是锁存使能（LE）端为脉冲信号输入。
图3-1 74hc373（4）密码输入图
用74HC373和74HC374构成的密码输入和密码预置电路:打开左下角开关给373的使能端LE一个高电平使之开始工作，按下八位开关进行密码预置。然后关闭开关，按下复位键，之后就可以输入密码，密码输入结束后按下确认键，给出一个脉冲，使374输出密码。
3.2 密码判断电路
密码判断电路由两片74HC85片选构成。数值比较器74HC85有八个比较输入（A0-A3,B0-B3）,三个级联输入（A
（Q
A B ,Q A >Q B ,Q A =Q B ),该器件可对两个4位字进行比较，比较结果在 Q A B ,Q A >Q B ,Q A =Q B 端以高电平呈现。只有当字A等于字B时，三个级联输入才可以决 定输出状态，并且A=B端优先于A 位的两个字，此时低位级的判断输出（Q A B ,Q A >Q B ,Q A =Q B ）应分别接到下一级的级 联输入（A 图3-2 8位数值比较器 两片74HC85通过片选连接一起构成八位的数值比较器，其中U3的A口和U4 的A口接74HC374的八位输出，B口接373的输出。U3的3引脚由确认键通过D触发器及其相应的逻辑关系输入，保证未按下确认键前不比较其输入数值。若相比较的两个数值相等则U4的6引脚输出高电平，从而连接三极管驱动继电器使开锁电路打开并亮绿灯。而U4的5引脚和7引脚由二输入的或门连接，如若两个数值不等则输出高电平使计数器计数。 3.3 计数器电路 计数器电路有74LS161构成。74LS161功能：当清零端CR=“0”，计数器输出Q3、Q2、Q1、Q0立即为全“0”，这个时候为异步复位功能。当CR=“1”且LD=“0”时，在CP信号上升沿作用后，74LS161输出端Q3、Q2、Q1、Q0的状态分别与并行数据输入端D3，D2，D1，D0的状态一样，为同步置数功能。而只有当CR=LD=EP=ET=“1”、CP脉冲上升沿作用后，计数器加1。74LS161还有一个进位输出端CO，其逻辑关系是CO= Q0·Q1·Q2·Q3·CET。 图3-3 计数电路 两片74LS161 U6为密码错误次数计数，U5为密码输入超时次数计数。U6和U5的D端口都接地，两个芯片的7引脚接在一起，当键盘锁定时给出低电平，停止计数，其他时候为高电平，与其他使能端一起构成计数器的计数功能。两块芯片都是通过反馈置数法使计数满后重新计数。U6的输出通过二输入与门连接红色发光二极管，当计数满时（密码输入错误3次）后灯亮。U6的1引脚和10引脚由数值比较器的5、7引脚与门连接一起，即密码错误时使芯片为计数功能。U6的输入脉冲由确认键和密码错误的逻辑关系确定。U5的输入脉冲为报警电路给出。 3.4 计时器电路 计时器电路由NE555芯片构成的单稳态触发器构成。将555芯片的6、7脚并接起来接在定时电容C上，用2脚作输入就成为脉冲启动型单稳电路，电路的2脚平时接高电平，当输入接低电平或输入负脉冲时才启动电路，用等效触发器替代555后，它的工作原理： 稳态：接上电源后，R=1，S=1，输出Vo=0，DIS端接地，C上的电压为0即R=0，输出仍保持Vo=0，这是它的稳态。 暂稳态：输入负脉冲后，输入S=0，输出立即翻转成Vo=1，DIS端开路，电源通过R向C充电，暂稳态开始。经过时间Tw后，C上电压上升到>2/3VDD时，输入又成为R=1，S=1，这时负脉冲已经消失，输出又翻转成Vo=0，暂稳态结束。这时内部放电开关接通，DIS端接地，C上电荷很快放到零，为下一次定时控制作准备。电路的定时时间Tw=1.1RC。 图3-4 键盘输入超时电路 键盘输入电路工作原理：其中输入由键盘连接的八输入与门输入，确保键盘输入后给U7的8引脚高电平从而开始计时。输出的信号作为报警计时电路的输入。超时的时间为Tw 1=1.1?R12?C2=1.1?272?10^3?100?10^(-6)=30 s. 图3-5 超时电路波形 30s 图3-6 报警计时电路 报警计时电路工作原理：电路的输入由键盘输入超时电路输出给出，超时 30s 则报警一次。电路输出接蜂鸣器报警，并将之连接U5 74LS161芯片的2引脚作为输入脉冲使其计数加一。计时时间 Tw 2=1.1?R13?C4=1.1?727?10^3?100?10^(-6) =80 s. 图3-7 计时电路波形 图3-8 键盘锁定延时电路 键盘锁定延时电路工作原理：计数器U5的输出作为该电路的输入，当计数 达到3次时启动延时锁定键盘，其输出取反后与输入通过同或门连接后接入芯片74HC373和74HC374的三态允许控制端，使锁存器输出高阻状态，从而达到键盘锁定功能。计时时间 Tw 3=1.1?R14?C6=1.1?2720?10^3?100?10^(-6) =300 s. 图3-9 计时电路波形 3.5电路参数的计算及元器件的选择 3.5.1 键盘输入电路 键盘输入电路的接地电阻（R1-R8）均为默认的10k ，为了保证开关断开时 芯片74HC373（74HC374）为低电平，开关闭合时为高电平。而预置密码电路的两个电阻R9为90k，R10为10k，为了保证预置开关打开时为高电平，关闭时为低电平。而确认键旁的开关R11为10k，为了保证按下确认键给出一个脉冲。 3.5.2 555单稳态定时器 定时电路需要三个NE555芯片，三个电阻，三个电解电容，三个普通电容，键盘输入电路电阻为272k，报警计时电路为727k，键盘锁定延时电路电阻为2720k。三个电解电容均为100uF，三个普通电容均为0.01uF。 3.6 各单元模块的联接 详见附录1所示。 4 系统调试 4.1 仿真电路总图 见附录1所示。 4.2系统仿真参数设置 在系统调试之前，我们需要对系统进行参数设置，如表4-1，4-2,4-3,4-4,4-5所示。 表4-1 电阻参数表 表4-2 电容参数表 表4-3 LED 二极管参数表 表4-4 芯片参数表 表4-5 逻辑门电路参数 4.3 功能调试 通过几天的的理论设计, 为了验证对理论应用的正确性，选用Protues进行仿真，验证所设计的电路能否实现。 4.3.1 预置密码 4.3.1.1 调试目的 测试密码预置开关能否起到预置密码的作用。 4.3.1.2 调试电路，如图4-1所示。 图4-1 密码预置电路 4.3.1.3 调试结果，如图4-2所示。 图4-2 预置开关打开（置入密码） 4.3.2 输出效果 4.3.2.1 调试目的 调试输入正确密码能否开锁以及绿灯亮，输入错误密码3次红灯亮。 4.3.2.2 调试电路，如图4-3所示。 图4-3 密码比较电路 820/810密码锁说明书 欢迎您选用电子智能防盗门锁 密码Mifare卡办公连到、家用智能安全门锁是IC一卡通系统组成部分之一，其使用的Mifare 卡可以用在其它一卡通设备上。 本门锁系统功能强大，使用灵活方便，（可加装门铃，本门锁可自行设置多达27种门铃声音；第二代居民身份证也可以成为你开门的钥匙，选配）可实现一卡多门，一门多卡的开门方式，并可将门锁设置成常开状态。房门假锁（门没有锁好）时、门锁会自动报警提示。密码、开门卡全部由用户自已删除和配制，最大限制地减少安漏洞。本系统采用Mifare卡，是一种普及型感应卡（如小区停车车场等）。本门锁适用于现代化办公室、写字楼、高级小区公寓、别墅等。 高级电子智能防盗门锁使用操作 Mifare卡密码办公室、家用门锁系统有以下两种开门模式： ?独立式：单独使用Mifare卡或密码可以开门 ?组合式：Mifare卡和密码同时使用才可以开门 注：1.本系统的门锁出厂初始化后的管理密码为12345678，开门模式为独立式。 1.1从独立式切换到组合式操作如下： 输入8位管理密码按钥匙键后再按6号键蜂鸣器长鸣5声，红蓝灯闪烁，再按钥匙键确认，蜂鸣器“嘀”长鸣一声，切换成功。若退出则按“*”号键； 1.2从组合式切换到独立式操作如下： 刷管理卡后输入8位管理密码按钥匙键，再按6号键蜂鸣器长鸣5声、红蓝灯闪烁，再按钥匙键确认，蜂鸣器：“嘀”长响一声，切换成功。若退出则按“*”号键； Mifare卡锁的操作指南 （1）管理卡 功能：设置和删除有效开门卡；可以开门。 （2）开门卡 功能：开门及设置通道锁 （3）机械钥匙 功能：紧急开门，配管理卡，清除管理卡 一．设置管理卡、删除管理卡 1.1在门锁初始化（按ＰＣＢ板开关约３秒后长鸣一声，松开手指，绿灯快闪进入配管理卡状态，此时读的卡即为管理卡，成功蜂鸣器“嘀”长响一声。同时注销原来的管理卡。最多可以设管理卡２张。 １.２用机械钥匙开门，并保持机械钥匙在开锁状态红３秒后长鸣一声，绿灯快闪进入配管理卡状态（开锁状态是指锁芯的斜舌和大方舌都缩入锁体内），松开机械钥匙，此时读卡即为管理卡，成功蜂鸣器“嘀”长响一声，同时注销原来的管理卡。最多可以设管理卡2张。 二、配开门卡 2.1.进入配钥匙状态 读管理卡，蜂鸣器“嘀”的响一声，电机转动，蓝灯闪烁，此时可以开门，开门后灯灭。若没有开门就进入配钥匙状态，此时读的卡即为开门卡。5秒内门锁如果没有检测到有效的IC卡，则蜂鸣器“嘀、嘀”两声短鸣。配钥匙结束。 2.2配钥匙操作过程 进入配钥匙状态后，用IC卡接近门锁的感应区，配钥匙成功蜂鸣器“嘀”长响一声。重复此操作可以配其它的开门卡。如果此卡已经存在，则蜂鸣器发出“嘀嘀”的2声短鸣。最多可以配200张卡。 单片机课程设计报告书 基于89C51单片机 课题名称 无线电子密码锁的设计姓名刘武 学号131220330 学院通信与电子工程学院 专业电子信息工程 指导教师祝秋香讲师 2015年12月20日 基于89C51单片机无线电子密码锁的设计 1 设计目的 （1）了解MCS-51单片机使用方法和熟悉蓝牙模块； （2）掌握AT89C51芯片的使用方法及蓝牙模块的连接与使用； （3）熟悉单片机程序仿真软件Proteus的使用； （4）了解MCS-51单片机开发板工作原理以及芯片的组合； （5）熟悉无线电子密码锁的设计及实现。 2设计思路 2.1 选择设计电路 设计51单片机与蓝牙连接的电路。 2.2 所选设计电路的原因 （1）由于无线电子密码锁的设计需要用到蓝牙模块，用到的单片机资源并不是很多，而51单片机的资源有8位CPU、4KB的ROM、128B的RAM、2个16位定时/计数器、4组8位的I/O、1个串口和5个中断源，可以更有效率的利用到51单片机的资源。 （2）可现实无线功能的模块有：蓝牙模块、无线模块、红外遥控模块，因为相对之下，蓝牙模块更容易实现，更容易操作，最后选择蓝牙模块实现手机远程控制。 （3）为了提高效率，可以利用51单片机开发板的硬件，用LED灯模拟密码锁的开关，当LED灯亮起时代表锁已经开启，熄灭则代表密码锁被关闭。应用在实际中可用继电器替代LED的亮灭去控制强电开关。 3 设计过程 3.1 设计总框图 无线电子密码锁分为两个主要功能模块：51单片机模块，蓝牙实现模块。这两个模块共同工作完成本电路的功能实现。其中利用AT89C51芯片来实现51单片机模块功能，完成数码管、发光二极管的实现，同时利用HC06蓝牙模块来 江苏师范大学科文学院本科生课程设计 课程名称：数字电子技术基础 题目：数字密码锁 专业班级： 14电信2班 学生姓名：王坤 学生学号： 148326228 日期： 2016年6月25日 指导教师：魏明生 指导教师签字： 年月日 目录 摘要...................................................................................................II Abstract................................................................................................ II 1 绪论.. (1) 1.1 背景 (1) 1.2 目的 (1) 2 设计方案简述 (1) 2.1 设计任务 (1) 2.2 设计原件需求 (2) 3 详细设计 (2) 3.1 设计原理图 (2) 3.2 密码验证模块 (3) 3.3 计时模块 (4) 3.4 锁定输出 (5) 3.5 逻辑组合 (6) 4 设计结果及分析 (7) 4.1 总电路图 (7) 4.2 问题解决与分析 (7) 4.3 测试数据 (9) 5总结 (10) 参考文献 (11) 摘要 在日常的生活和工作中, 住宅与部门的安全防范、单位的文件档案、财务报表以及一些个人资料的保存多以加锁的办法来解决。若使用传统的机械式钥匙开锁，人们常需携带多把钥匙, 使用极不方便, 且钥匙丢失后安全性即大打折扣。在安全技术防范领域，具有防盗报警功能的电子密码锁逐渐代替了传统的机械式密码锁，电子密码锁具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等优点,受到广大用户的欢迎。本次课程设计简述数字密码锁的设计、制作过程，用74LS138为3线-8线译码器、555为计时模块、D触发器74LS175为锁定输出、74LS00为逻辑组合模块构成该数字密码锁的设计思想和实现过程。该课程设计可以预先设定密码和修改密码等方便操作处理，通过发光二级管颜色的转变辨别密码的正确和密码锁的开启。通过该课程设计，主要解决与我们平常生活关系密切的密码锁的问题，且制作该设计所需要元器件的成本较低，适合学生对数字电路的实践所用。 关键词：数字密码锁；74LS138；555；74LS175；74LS00 Abstract In daily life and work, security, residential units and departments of the documents, financial statements, and some personal information in order to save more than locking solutions. If the use of traditional mechanical key to unlock, people often need to carry multiple keys, a very inconvenient to use, and after the loss of key security that is greatly reduced. In the field of security and protection, anti-theft alarm function electronic combination lock gradually replace the traditional mechanical combination lock, electronic lock has the advantages of high safety, low cost, low power consumption, easy to operate, welcomed by the majority of users. The curriculum design of digital code lock design, process, using 74LS138 for 3 -8 decoder, 555 for the timing module, D triggers 74LS175 lock output, 74LS00 logic combination module design idea of the digital password lock and implementation process. The curriculum design can be pre-set password and modify passwords and other convenient operation, opening by discerning the password change light emitting two tubes of color and correct password lock. Through the curriculum design, mainly to solve the daily life with our close locks, and making the design required components with low cost, suitable for students to use the practice of digital circuit. Key words: the digital combination lock; 74 ls138; 555; 74 ls175; 74 ls00 基于51单片机的简易电子密码锁 使用说明 一、实现功能： 1、设置6位密码，密码通过键盘输入，若密码正确，则将锁打开。 2、密码可以由用户自己修改设定（只支持6位密码），锁打开后 才能修改密码。修改密码之前必须再次输入密码，在输入新密 码时候需要二次确认，以防止误操作。 3、报警、锁定键盘功能。密码输入错误显示器会出现错误提示， 若密码输入错误次数超过3次，蜂鸣器报警并且锁定键盘。 4、AT24C02保存密码，支持复位保存，掉电保存功能。 二、按键说明 按键定义图 如图示：采用4X4键盘输入，键盘对应名称如下： 1 2 3 A 4 5 6 B 7 8 9 C * 0 # D 其中，【0—9】为数字键，用于输入相应的密码， 【*】号键为取消当前操作 【#】号键为确认 【D】键为修改密码 其它键无功能及定义 三、作用说明： 密码锁初始密码为：000000. 1、开锁：插上电源后，程序自动调入初始密码，此时依次输 入：000000，然后按【#】（确认）键，此时锁会打开，可以 看到显示open，密码锁打开。（如为自己焊接，请首次使用 输入：131420，对密码进行初始化，当显示出现：initpassword, 证明密码初始化完成，此时初始密码即为：000000）。 2、退出并关锁：按下【*】（取消）键，此时锁关闭，所有输 入清除。 3、修改密码：在开锁状态下，再次输入正确的密码并按下【#】 （确认）键，此时听到两声提示，输入新的六位密码并按【D】 （重设）键，再重复输入一次新密码并按【D】，会听到两 声提示音，表示重设密码成功，内部保存新密码并存储到AT24C02。（如两次输入的新密码不一样，则重设密码失败）。 4、报警并锁定键盘：当输入密码错误后，报警并锁定键盘3 秒，如3秒内又有按键，3秒再启动。 5、当重置新密码时，新密码会保存于AT24C02存储器里。 有任何问题请与我联系： QQ：331091810 E_mail：331091810@https://www.doczj.com/doc/3b5486037.html, 旺旺ID：j_yongchao2008 淘宝店址：https://www.doczj.com/doc/3b5486037.html,/ 课程设计报告 课程设计题目：4位串行数字密码锁 学号 学生姓名：谢渊良 专业：通信工程 班级：1421302 指导教师：钟凯 2017年1月5日 1.摘要 随着科技的发展数字电路的各种产品广泛应用，传统的机械锁由于其构造的简单，安全性不高，电子密码锁其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，使用方便，将会是未来使用的趋势。本设计使用EDA设计使设计过程廷到高度自动化，其具有强大的设计功能、测试、仿真分析、管理等功能。使用EDA环境完成电路的系统综合设计和仿真。用VHDL可以更加快速、灵活地设计出符合各种要求的密码锁。本设计基于Verilog HDL 语言来设计密码锁，先介绍设计要求和整体设计思想，随后对所使用各模块分别为键盘模块、连接模块、控制模块进行了介绍，给出各个模块的主要代码，在对各个模块的功能进行仿真。 关键字：密码锁 Verilog HDL 2.设计内容 设计一个4位数字密码锁子系统 1）1.2设计要求开锁密码为4位二进制，当输入密码与锁内给定的密码一致时，方可开锁。否则进入“错误”状态，发出报警信号。 2）锁内的密码可调。 3）串行数字密码锁的报警，直到按下复位开关，才停下。此时，数字密码锁又自动等待下一个开锁状态。 3.系统设计 本设计中，FPGA系统采用硬件描述语言Verilog按模块化方式进行设计，并用modersim软件对各个模块进行编写仿真。 3.1键盘模块 键盘电路理想接口图： Set 本模块采用2×2的扫描键盘电路，对输入信号进行采集，此模块的主要功能是每按下一个按键，flag产生一个矩形波，作为连接模块的触发信号。同时key_value值为所按下键的编码值，与flag一同传入连接模块。 实际设计接口图： 当输出kevalue:11值的时候，flag再次出现上跳沿。实际上，上面的图写的测试文件是有一点错误的，当a扫描到第三个值（01）时，b在实际电路中应该是01而不是11，此时根据程序flag应置为1，当然此时flag本来就是1，不会发生错误。在实际中，时钟频率跳的如此之快，人按一下按键的持续时间还是有的，所以flag应在按键按完后再下降下来。不然多出很多无用的矩形波，这个装置就没用了。 3.2连接模块 连接模块接口图： keyvalue 送入连接模块进行运算，当连续四个0和1键按下时，中，如果按下的是set键，则set置1，如果按下的是0键，则a_led置1，若是1键，则b_led 置1。 这里有一个需要注意的点是，当第一次按了0键后马上按reset键，再按一下1键时，a的值是1，而不是0。每次按了reset或set，a,b,c,d都是要重新赋值的，这才符合实际情况。 3.3控制模块： 因为这个密码锁是循环使用的，就一定有不同的状态。这里采用有限状态机的方法进行设计。所以把开锁过程分为三个部分： 1.等待输入状态； 2.重设密码状态； 3.输出结果状态； 状态转换图如下所示： 控制模块接口图： flag2 ena 电子密码锁单片机课程设计 单片机原理与应用技术课程设计报告 电子密码锁设计 专业班级：电气 124 姓名： 时间：2015年1月2日 指导教师：秦国庆 2015年1月2日 电子密码锁课程设计任务书 1．设计目的与要求 设计出一个电子密码锁。准确地理解有关要求，独立完成系统设计，要求所设计的电路具有以下功能： （1）状态显示功能：锁定状态时系统用3位数码管显示OFF， 用3位码管显示成功开锁次 数；成功开锁时用3位数码管 显示888，用3位数码管显示 成功开锁次数。 （2）密码设定功能：通过一个4×4的矩阵式键盘可以任意设 置用户密码（1-26位长度）， 同时系统掉电后能自动记忆 和存储密码在系统中。（3）报警和加锁功能：密码的输入 时间超过12秒或者连续3次 输入失败，声音报警同时锁定 系统，不让再次输入密码。此 时只有使用管理员密码方能 对系统解锁。 2．设计内容 （1）画出电路原理图，正确使用逻辑关系； （2）确定元器件及元件参数； （3）进行电路模拟仿真； （4）SCH文件生成与打印输出； 3．编写设计报告 写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。 4．答辩 在规定时间内，完成叙述并回答问题。 1 电子密码锁 电气124 赵政权 摘要：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。本设计利用51单片机编程控制原理，采用矩阵键盘、数码管显示、数据存储器和报警系统构成电子密码锁的设计成品。其中数码管使用两组三位一体共阳数码管，数据存储器使用AT24C04芯片通过IIC协议实现数据的传输，矩阵键盘用执行效率极高的代码扫描控制。使用Keil4.6编写程序代码，用Proteus进行仿真，无误后使用Altium制图，最终做成能使用的成品。 关键词： 51单片机 IIC协议矩阵键盘动态显示 Keil Proteus Altium 2 《微机原理及接口技术》 课程设计说明书 课题：门禁电子密码锁 专业：通信工程 班级：**** 姓名：****** 学号： 指导老师： 目录 一、设计任务 (3) 1、设计题目 (3) 2、设计目的 (3) 3、设计任务 (3) 4、设计基本要求 (3) 二、总体方案设计与论证 (4) 1、总体方案设计 (4) 2、按键消抖方案设计与论证 (4) 3、按键检测方案设计与论证 (5) 4、数码管显示方案设计 (5) 三、总框图及总体软件设计说明 (5) 1、系统总框图 (5) 2、硬件模块功能说明 (5) 3、软件设计说明 (6) 四、局部程序设计说明 (7) 1、按键检测程序 (7) 2、拆字程序 (8) 3、显示程序 (10) 4、核对密码程序 (11) 5、中断服务程序 (14) 五、系统资源分配 (15) 六、系统功能与操作说明 (16) 七、调试记录及调试结果 (17) 八、课程设计总结 (17) 附录 (18) 一、设计任务 1、设计题目：门禁电子密码锁 2、设计目的：通过小型微机应用产品的设计与调试过程，运用《微机原理 及接口技术》课程所学的基本知识，在设计中加以应用，进而得到理解、巩固和提高发展，通过实践的过程学习掌握分析与解决实际问题的方法与手段，提高设计、编程与调试的实际动手能力，作为工程技术工作的一次基本训练。 3、设计任务：设计一个以单片机为核心的门禁密码锁。具有密码开锁，不 同权限的密码修改、密码输入安全设置、开门时段管理等功能。编程并在单片机实验板上模拟调试实现。 4、设计基本要求： 1、开机进行接口部件及数码显示器、指示灯、讯响器等自检。 2、密码分为管理员密码和用户密码：管理员密码为8位0~9的数字，而 用户密码为6位0~9的数字。 3、设置“0”~“9”的数字键及“ESC”和“ENT”等功能键。对按键输入 信号须进行软件消抖处理。 4、工作模式： （1）常态：数码管显示时钟。 （2）开锁模式：需输入6位数字为0~9的密码进行开锁。密码数字可以由管理员事先设置保存共普通用户使用。 （3）管理员操作模式：需输入8位0~9的密码，可以进行修改用户密码、修改管理员密码、修改进门时段等功能。 5、常态下，八位LED 7段数码管显示时钟信息可包括小时、分钟、秒钟。 6、只要按下0~9的数字键则转入开锁状态，每按一个数字键使数码管从 左到右逐次显示“—”。 7、如果输入的密码为6位则和用户密码进行匹配，匹配一致则开锁，如 果输入的密码为8位则和管理员密码进行匹配，匹配一致则进入管理员操作模式。 8、在密码输入状态下，输入满6位或8位密码数据后，按“ENT”键才能 进行密码匹配，如果没满6位或8位数字密码，按“ENT”则不作响应。 9、输入的用户密码如果匹配则相应指示灯亮并且电动开门电磁铁线圈通 电1S开门后返回常态；如果输入不正确，则提示“E”，3S后返回常态，等待下一轮的密码输入。 1 绪论 随着科技和人们的生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一问题也变的尤其的突出，传统机械锁由于构造简单，被撬事件屡见不鲜；电子锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的青睐。电子锁可以在日常生活和现代办公中，住宅与办公室的安全防范、单位的文件档案、财务报表以及一些个人资料的保存等多种场合使用。若使用传统的机械式钥匙开锁，人们常需携带多把钥匙, 使用极不方便, 且钥匙丢失后安全性即大打折扣。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。为满足人们对锁的使用要求，增加其安全性和方便性，用密码代替钥匙的密码锁应运而生。密码锁具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等优点随着人们对安全的重视和科技的发展，对日常生活中的安全保险器件的要求越来越高。为满足人们对锁的使用要求，增加其安全性，用密码代替钥匙的密码锁应运而生。具有报警功能的电子密码锁保密性高，使用灵活性好，安全系数高，密码锁设计方法合理，简单易行，成本低，符合住宅、办公室用锁要求，具有推广价值。电子密码锁采取电子电路控制，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。 本次设计使用AT89S52单片机构成最小系统，接以键盘，报警系统，液晶显示构成人性化的方便易用的电子密码锁。 2 设计任务、功能要求说明及总体方案介绍 2.1 设计目的与任务 本设计采用AT89S52单片机为主控芯片，结合外围电路矩阵键盘、液晶显示器LCD 1602A等部分组成。其中矩阵键盘用于输入数字密码和进行各种功能的实现。由用户通过连接单片机的矩阵键盘输入密码，后经过单片机对用户输入的密码与自己保存的密码进行对比，从而判断密码是否正确，然后控制引脚的高低电平传到开锁电路或者报警电路控制开锁还是报警，组成的电子密码锁系统。 2.2 设计内容及要求 （1）课程设计中，锁体用LED代替（如“绿灯亮”表示开锁，“红灯亮”表示闭锁）。 （2）其密码为方8位十进制代码（代码自设定）。 （3）开锁指令为串行输入码，当开锁密码与存储密码一致时，锁被打开。当开锁密码与存储密码不一致时，电路则报警并实现自锁。（报警动作为响1分钟，停10秒） （4）选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路原理图，阐述基本原理。安装调试设计电路，查阅至少5篇参考文献。按《湖南工学院课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规范。 2.3 设计总体方案及工作原理说明 采用以单片机AT89S52为核心的控制方案，总体框图见图1。 单片机作为本装置的核心器件，在系统中起到控制声光报警、以及数码动态显示的作用。一般来说在选择单片机时下面几个方面考虑：性能、存储器、运行速度、I/O口、定时/计数器、串行接口、模拟电路功能、工作电压、功耗、封装形式、抗干扰性、保密性，除了以上的一些还有一些最基本的比如：中断源的数量和优先级、工作温度范围、有没有低电压检测功能、单片机内有无时钟振荡器、有无上电复位功能等。在开发过程中单片机还受到：开发工具、编程器、开发成本、开发人员的适应性、技术支持和服务等等因素。基于以上因素本设计选用单片机AT89S52作为本设计的核心元件，利用单片机灵活的编程设计和丰富的I/O 端口，以及控制的准确性，实现基本的密码锁功能。在单片机的外围电路外接加 课程设计说明书 课程名称: 数字电子技术课程设计 题目：电子密码锁 学生姓名： 专业: 班级： 学号： 指导教师： 日期：年月日 电子密码锁 一、设计任务与要求 1.用电子器件设计制作一个密码锁，使之在输入正确的代码时开锁。 ２．在锁的控制电路中设一个可以修改的４位代码,当输入的代码和控制电路的代码一致是锁打开。 ３.用红灯亮、绿灯灭表示关锁，绿灯亮、红灯灭表示开锁 ４.如5s内未将锁打开,则电路自动复位进入自锁状态,并发报警信号. 二、方案设计与论证 1、用按键输入四位十进制数字，输入密码要存储。 2、比较输入密码和原始密码.当输入正确密码时，给出开锁信号，开锁信号用一个绿色指示灯表示，绿灯亮表示密码输入正确；如果输入密码不正确，用红灯表示。 ３、锁的开关用红灯和绿灯表示,一次只能亮一盏。红灯亮、绿灯灭表示关锁,绿灯亮、红灯灭表示开锁。 4、设置倒计时电路和自锁电路。如果密码在５ｓ内未能输入正确则发出报警声,并且自锁电路。 5、设置密码设置开关，开关闭合后，允许设置密码,设置好密码后，打开此开关。 6、需要在输入密码开始时识别输入,并由此触发计时电路. 方案一用74LS147译码器来把按键输入转化为二进制。通过８片四位寄存器74LS194实现密码功能，其中四片用来存储预置密码，另四片则用来存储输入的密码。当密码开始输入时开始计时,通过7４LS1９2计数器实现计时功能；然后在密码输入期间,用74ＬS1３8数据选择器来选片存储。数据选择器的输入端又一个两位的二进制的加法计数器来控制,当键盘有按键输入时计数器就加1，当一个按键按完后会轮到下一个芯片存储。自锁功能利用７４ＬS138来控制.通过四片7４LS85芯片判断原始密码和输入密码是否相同,接着用指示灯来表示密码的输入正确与否，如果密码没有输入正确的话,则红灯亮，否则则绿灯亮。若是没在规定时间输入正确密码，则会发出警报信号(蜂鸣器响）. 课程设计报告课程设计题目：4位串行数字密码锁 学号：201420130326 学生姓名：谢渊良 专业：通信工程 班级：1421302 指导教师：钟凯 2017年1月5日 1.摘要 随着科技的发展数字电路的各种产品广泛应用，传统的机械锁由于其构造的简单，安全性不高，电子密码锁其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，使用方便，将会是未来使用的趋势。本设计使用EDA设计使设计过程廷到高度自动化，其具有强大的设计功能、测试、仿真分析、管理等功能。使用EDA环境完成电路的系统综合设计和仿真。用VHDL可以更加快速、灵活地设计出符合各种要求的密码锁。本设计基于Verilog HDL语言来设计密码锁，先介绍设计要求和整体设计思想，随后对所使用各模块分别为键盘模块、连接模块、控制模块进行了介绍，给出各个模块的主要代码，在对各个模块的功能进行仿真。 关键字：密码锁Verilog HDL 2.设计内容 设计一个4位数字密码锁子系统 1）1.2设计要求 开锁密码为4位二进制，当输入密码与锁内给定的密码一致时，方可开锁。否则进入“错误”状态，发出报警信号。 2）锁内的密码可调。 3）串行数字密码锁的报警，直到按下复位开关，才停下。此时，数字密码锁又自动等待下一个开锁状态。 3.系统设计 本设计中，FPGA 系统采用硬件描述语言Verilog 按模块化方式进行设计，并用modersim 软件对各个模块进行编写仿真。 3.1键盘模块 键盘电路理想接口图： flag Set Reset key_value 设计原理： 本模块采用2×2的扫描键盘电路，对输入信号进行采集，此模块的主要功能是每按下一个按键，flag 产生一个矩形波，作为连接模块的触发信号。同时key_value 值为所按下键的编码值，与flag 一同传入连接模块。 实际设计接口图： flag key_value 键盘模块仿真图： 目录 摘要 本次课程设计的题目是电子密码校验设计，由输入密码、设定密码、寄存电路、比较电路、显示电路、修改密码等模块组成。 该电子密码锁利用数字逻辑电路，实现对锁的电子控制，突破了传统的机械锁的单一性、保密性低、易撬性的缺点，数字电子密码锁具有保密性高、使用灵活性好、安全系数高的优点。 主要工作部分是将输入密码与正确密码进行比较，密码正确时绿色发光二极管亮，密码错误则红色发光二极管亮。输入电路将6位密码并行输入，密码是否相等利用与非门将输入的密码和预定密码进行比较，当相等时便触发绿色发光二极管，不相等则作用到红色发光二极管和蜂鸣器。 1.设计目的 本课程为电子、通信类专业的独立实践课，该课程设计建立在电路基础、低频与高频电子线路等课程的基础上，主要让学生加深对电子线路理论知识的掌握，使学生能把所学的知识系统地、高效地贯穿到实践中来，避免理论与实践的脱离，同时提高学生的动手能力，并在实践中不断完善理论基础知识，有助于培养学生综合能力。 2.设计要求 1)要求电子器件设计制作密码锁的控制电路，使之在输入正确的代码时，输出信号以 启动执行机构动作，并且用红、绿LED指示关锁、开锁状态。 2)密码锁控制器中存储一个4位代码，当开锁按钮开关设置9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、红灯灭表示开锁状态。 3)从第一个按钮触动后的5秒内若未能将锁打开，则电路自动复位并由扬声器发出 20秒的报警信号，同时用绿灯灭、红灯亮表示关锁状态。 4)要求性能可靠、操作简便。 5)密码锁控制器中存储的4位密码可以修改。 3.方案选择 第一方案555集成电路构成的密码锁电路 图3-1555时基集成电路组成的电子密码锁电路 湖南学院 课程设计 课程名称 课题名称电子密码锁设计 专业测控技术与仪器 班级测控 学号 姓名 指导教师 年月日 湖南学院 课程设计任务书 课程名称 课题电子密码锁设计 专业班级测控 学生姓名 学号 指导老师 审批 任务书下达日期年月日 任务完成日期年月日 设计内容与设计要求 设计内容： 1、密码的设定，此密码是固定在程序存储器ROM中，假设预设的 密码为“12345”共5位密码。 2、密码的输入：采用两个按键来完成密码的输入，其中一个按 键为功能键，另一个按键为数字键。在密码都已经输入完毕并 且确认功能键之后，才能完成密码的输入过程。然后进入密码 的判断比较处理状态并给出相应的处理过程。 3、按键禁止功能：初始化时，允许按键输入密码，当有按键按下 并开始进入按键识别状态时，按键禁止功能被激活，但启动的 状态是在3次密码输入不正确的情况下发生的。 设计要求： 1、设计方案要合理、正确； 2、系统硬件设计及焊接制作； 3、系统软件设计及调试； 4、系统联调； 5、写出设计报告。 主要设计条件 1、MCS-51单片机实验操作台1台； 2、PC机及单片机调试软件； 3、单片机应用系统板1套； 4、制作工具1套； 5、系统设计所需的元器件。 说明书格式 1.封面 2.课程设计任务书 3.目录 4.系统总体方案设计 5.系统硬件设计 6.软件设计（包括流程图） 7.系统的安装调试说明 8、总结 9、参考文献 10、附录（源程序清单及硬件原理图等）； 11、课程设计成绩评分表。 进度安排 设计时间为两周 第一周 星期一、上午：布置课题任务，讲课及课题介绍 下午：借阅有关资料，总体方案讨论 星期二、确定总体设计方案 星期三、硬件模块方案设计 星期四、软件模块方案设计 星期五、设计及调试 第二周 星期一、设计及调试 星期二、设计及调试 星期三、总调 星期四、写说明书 星期五、上午：写说明书，整理资料 下午：交设计资料，答辩 参考文献 [1]、《微型计算机原理及应用》许立梓编机械工业出版社 2002 [2]、《微型计算机接口技术及应用》刘乐善编华中理工大学出版社 2000 [3]、《计算机硬件技术基础试验教程》邹逢兴编高等教育出版社 2000 [4]、《16位微型计算机原理接口及其应用》周佩玲编中国科学技术大学出版 社2000 [5]、《微型计算机原理与接口技术》吴秀清编中国科学技术出版社 2001 [6]、《微型计算机接口技术》邓亚平编清华大学出版社 2001 [7]、《单片机原理及及应用》王迎旭编机械工业出版社 2001 [8]、《单片机应用程序设计技术》周航慈著北京航空航天大学出版社 2002 [9]、《单片机实用技术问答》谢宜仁主编人民邮电出版社 2002 单片机课程设计报告课题名称：密码锁控制 学院：机电汽车工程学院 班级：机101-1 小组成员： 指导老师： 目录 第一章引言 (3) 第二章课程设计任务书 (3) 一、任务要求 (3) 二、单片机概述 (4) 第三章电路原理分析与设计………………………………………… 11 一、硬件设计思想………………………………………………… 11 二、部分硬件方案论述…………………………………………… 11 1 键盘输入单元 (11) 2 显示单元 (13) 3 报警电路模块 (17) 4 晶振电路模块 (17) 5 复位电路模块 (18) 6 掉电存储单元 (19) 7 总框图设计与程序流程图 (20) 第四章程序设计……………………………………………………… 22 第五章调试连接与测试……………………………………………… 43 第六章小结…………………………………………………………… 43 第七章参考文献……………………………………………………… 43 第一章引言 单片机自二十世纪七十年代问世以来，以其极高的性能价格比受到人们的重视和关注，应用广泛，发展快。由于其的优点多而突出，所以其的应用领域极广，几乎到了无孔不入的地步。在我国广泛的应用于工业自动化控制、自动检测、智能仪表、智能家用电器、航空航天系统和国防军事、尖端武器等各个方面。可以采用软硬件结合的办法提高系统的性能的控制技术为微控技术。 LCD 液晶显示器是Liquid Crystal Display 的简称，是20世纪70年代初发展起来的一种液晶显示器。随着技术的发展其的分辨率、屏幕发光颜色等进入批量化合实用化。 随着人们生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一问题也变的尤其的突出，传统的机械锁由于其构造的简单，被撬的事件屡见不鲜，电子锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的亲呢。 本系统由单片机系统、矩阵键盘、LCD显示和报警系统组成。系统能完成开锁、报警、修改用户密码基本的密码锁的功能。本文详细阐述了个模块的功能以及它们之间的联系。 江西理工大学应用科学学院 微机控制系统课程设计报告 题目：简易电子密码锁 姓名： 学号： 专业班级： 指导教师： 完成时间： 设计报告综合测试平时总评 格式（10分） 内容 （10分） 图表 （5分） 功能测试 （35分） 答辩 （20分） 考勤 （20分）指导教师签名： 目录 摘要.................................................... - 1 - 第一章系统概述.. (2) 第二章基本功能设计.................................... - 3 - 2.1 实验任务........................................ - 3 - 2.2 基本设计要求.................................... - 3 - 2.2.1 基本要求.................................. - 3 - 2.2.2发挥部分 .................................. - 3 - 2.3 主要元件介绍 (3) 2.3.1 P89C51芯片 (3) 2.4 系统框图 (5) 第三章硬件设计 (5) 3.1 硬件电路的设计 (5) 3.1.1 硬件工作接线口 (5) 3.1.2 LED显示器结构与原理 (5) 3.1.3 复位电路 (7) 3.1.4 振荡电路 (7) 3.1.5 按键设置 (8) 3.1.6 报警器和发光二极管 (9) 3.2 硬件电路图 (9) 第四章软件设计 (11) 4.1 系统软件设计 (11) 4.1.1密码开锁功能 (12) 第五章系统PROTUSE仿真图 (13) 第六章设计总结 (16) 参考文献 (17) 附录 (18) 数字逻辑电路课程设计 课题：电子密码锁设计 姓名： 班级：13通信 学号： 成绩： 指导教师： 开课时间: 目录 摘要 (1) 一课程设计目的内容及安排 (2) 1.1设计目的 (2) 1.2设计内容 (2) 1.3设计安排 (2) 1.4设计内容 (2) 二电子密码锁设计要求及总框图 (3) 2.1设计要求 (3) 2.2总框图 (4) 三各模块电路设计 (5) 3.1密码输入存储比较模块 (5) 3.2五秒计时电路 (6) 3.3二十秒计时电路 (8) 3.4报警电路 (10) 3.5总电路 (11) 四设计心得 (12) 五参考文献 (13) 电子密码锁 摘要：设计一个密码锁的控制电路，当输入正确代码时，输出开锁信号以推动执行机构工作，用红灯亮、绿灯熄灭表示关锁，用绿灯亮、红灯熄灭表示开锁；在锁的控制电路中储存一个可以修改的4位代码，当开锁按钮开关（可设置成6位至8位，其中实际有效为4位，其余为虚设）的输入代码等于储存代码时，开锁；从第一个按钮触动后的5秒内若未将锁打开，则电路自动复位并进入自锁状态，使之无法再打开，并由扬声器发出持续20秒的报警信号。密码输入存储及比较部分使用芯片74LS194及74LS85。五秒及时部分采用芯片74LS161和数码显示管。二十秒报警电路由74LS160，555定时器组成的多谐振荡器，LED灯和蜂鸣器组成。利用multisim对电路进行仿真可以得到结果。 关键词：电子密码锁，计时电路，报警电路 一课程设计目的内容及安排 1.1设计目的 1 根据设计要求，完成对交通信号灯的设计。 2 加强对Multisim10仿真软件的应用。 3 掌握交通信号灯的主要功能与在仿真软件中的实现方法。 4 掌握74LS160,74LS192等功能。 1.2 设计内容 设计一个密码锁的控制电路，当输入正确代码时，输出开锁信号以推动执行机构工作，用红灯亮、绿灯熄灭表示关锁，用绿灯亮、红灯熄灭表示开锁； 在锁的控制电路中储存一个可以修改的4位代码，当开锁按钮开关（可设置成6位至8位，其中实际有效为4位，其余为虚设）的输入代码等于储存代码时，开锁； 从第一个按钮触动后的5秒内若未将锁打开，则电路自动复位并进入自锁状态，使之无法再打开，并由扬声器发出持续20秒的报警信号。 1.3设计安排 课程设计课程名称： 设计题目： 专业： 姓名： 学号： 一、设计内容和要求 题目：密码锁 该锁有4个密码拨动开关（设定0和1）来设置密码，一个开箱钥匙孔（能接通电池）。当用钥匙开箱时，如果输入的4位密码正确，箱被打开；否则，电路将发出警报（发光二极管亮表示）。要求锁的密码在第一次使用时能由用户自行进行一次性设定（机械方式）。 具体要求： 1）写出该组合逻辑电路的分析和设计方法； 2）画出电路原理图，标明要使用的芯片。 二、电路设计 1.题目分析 从题目要求来看，该密码锁必须具备以下几个条件： （1）.所设置的密码必须为4位，例如1000。 （2）.密码错误时，必须发出警报，此时二极管亮。 （3）.可以进行密码设定。 2.设计思路 因为每一位密码只有两个状态，即0和1，因此可以用单刀双掷开关结合高低电平来实现密码的设定以及输入，而设定密码与输入密码的比对可以通过异或门来实现。具体可以是4个异或门连接输入端，然后与反向器相连接，再连接4输入与非门，最后连接一个开关，一个500欧姆的限流电阻，一个发光二极管。 3.具体电路 总电路图如下图所示： 开始的8个单刀双掷开关和VCC以及GND部分是密码的设定以及输入部分，期中J2-J5是密码的设定，J6-J9是密码的输入。开关拨到上输入1，开关拨到下输入为0。上图的设定密码为1010，此时输入密码也为1010，密码正确，因此发光二极管不亮。如果输入密码为1011，此时与设定密码不相符，就会发出警报，表现为二极管发光，如下图： 从图可以看出，二极管发出绿光，说明密码错误，需要重新输入。 开关J1与开箱钥匙孔相连接。当用钥匙开箱时，开关J1闭合，电路接通。 如果密码错误二极管就会发光。 4.电路分析 异或门电路的性质：两个引脚输入相同时输出为0，输入相异时输出为1。由此可知，如果设置密码与输入密码相同时，U9A的输出电平为低电平，因此发光二极管不发光。如果设置密码与输入密码不同，则U9A的输出电平为高电平，此时二极管发光。如果J1断开，即不用钥匙开箱，则无论输入是什么，都不可能发光。如果J1接通，即用钥匙开箱，则需要满足输入与设定不同是才会发光。 5.芯片需求 54LS86是一个有4二输入异或门的芯片，引脚图如下： 单片机电子密码锁 课程设计 1 基于单片机的电子密码锁设计 一、设计要求和条件 1.1 设计要求 根据单片机开发板所提供的元件特性和硬件电路, 编写相关的程序, 经过实验开发板实现电子密码锁在LCD1602上显示的功能。 1.搭建proteus仿真电路图平台, 模拟单片机要实现的功能; 2.焊接单片机系统开发板; 3.编写程序, 实现密码锁相关功能; 4.下载并调试程序, 实现密码锁的具体功能。 1.2 设计目的 1.熟练掌握KEIL软件的使用方法; 2.熟练掌握PROTEUS软件的使用方法; 3.掌握单片机I/O接口的工作原理; 4.掌握中断系统的工作原理; 5.掌握液晶LCD1602的工作原理及编程方法; 6.掌握蜂鸣器的编程使用; 2 7.掌握行列式键盘的工作原理及编程使用方法; 8.掌握单片机的ISP下载使用方法。 1.3 功能概述 本设计是基于单片机的密码锁设计方案, 根据要求, 给出了该单片机密码锁的硬件电路和软件程序, 同时给出了硬件设计方案、软件流程图、C语言源程序及详细注释等内容, 由于单片机实验板上的矩阵键盘为3*3的, 则规定0-5号键为数字键, 6-8号键为功能键, 其中该密码锁的具体功能介绍如下: (1)按”8”号键则输入密码, 初始密码为012345, 在LCD1602上显示密码值为”******”( 密码是保密的) , 输完6位后键盘就锁定, 在LCD1602上显示密码是否正确, 若输入的密码长度小于6位, 则1602等待密码输入。 (2)若密码输入正确后, 则绿色的发光二极管亮表示开锁, 而且1602上显示”you are right!”, 等待是否修改密码。 (3)密码输入错误时显示”code is wrong”, 接着会给你第二、第三次机会输入密码, 如果三次密码都错误时, 发出”叮咚”的报警声, 且红色报警指示灯不停闪烁, 按复位键清除报警。 3 数电课程设计电子 密码锁 数字逻辑设计 课程设计报告书 题目名称: 电子密码锁 学院: 光电信息学院 小组成员: 钟永捷 侯晨涛 徐昊 指导教师: 李力 日期: 6月28日 一、小组成员分工情况 侯晨涛: 所有编程工作、资料查找工作量: 60% 钟永捷: 辅助编程、图表制作、资料查找工作量: 20% 徐昊: 论文写作、图表制作、资料查找工作量: 20% 二、题目分析 1.输入信号 经过扫描键盘的行与检测键盘的列得到输入信号。 2.输出信号 经过译码器得到的显示器显示信息, 开关锁动作。 三、设计总框图 四、各模块说明 (一)键盘扫描模块 1.原理 经过时序信号产生脉冲, 不间断地向矩阵键盘的行输入1110-1101-1011-0111的循环 序列。同时将各列的电平置高, 检测矩阵键盘各列的电平变化。若在一定时间内, 扫描到第n 列电平为零时恰好第m 行的输入电平也为零, 则判断键盘上[]n m ,位置上键被按下。 2. 模块框图 3. 状态表 此模块只需要经过编码器实现即可, 假定前四位表示各行扫描结果, 后三位表示各列扫描的结果。 动作行输入列输入状态命名编码输出按下”0”键0111 101 S0 0000 按下”1”键1110 110 S1 0001 按下”2”键1110 101 S2 0010 按下”3”键1110 011 S3 0011 按下”4”键1101 110 S4 0100 按下”5”键1101 101 S5 0101 按下”6”键1101 011 S6 0110 按下”7”键1011 110 S7 0111 按下”8”键1011 101 S8 1000 按下”9”键1011 011 S9 1001 按下”#”键0111 011 S10 1010 按下”*”键0111 110 S11 1011 4.仿真结果密码锁说明书
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