拨码开关的电子密码锁控制电路

实训成绩
批阅教师
日期
实训报告
课程名称电子电路设计和实践
专业班级电子信息工程1012班
学号#######
学生姓名***
指导教师赵永康、杜礼霞
实训地点综合楼2楼
2012 年12 月21 日
目录
一、电路功能及用途(可从演示效果叙述) 0
二、作品照片 (1)
三、电路组成（框图及文字叙述） (2)
四、电路图 (3)
五、电路工作原理 (4)
六、元器件选择 (6)
七、制作调试过程 (6)
八、使用说明书 (7)
九、附录 (8)
附一：发光二极管（LED）正向特性实验 (8)
附二：555多谐震荡电路特性实验 (8)
附三：三极管放大特性实验 (10)
十、小结 (10)
拨码开关的电子密码锁控制电路
一、电路功能及用途(可从演示效果叙述)
拨码开关的电子密码锁控制电路，就是把传统物理的开锁装置改变成由电子电路来控制的一个开锁装置，就是由多位0--9的十进制数字组成的密码来控制开锁，在密码输入正确的情况下可以打开锁，当然要是密码输入错误三次或者以上就会报警，这样可以防止别人试密码。

拨码锁适用于在、保险柜、保险箱文件柜、防磁防火柜、银库门、防盗门、车门、民用门及机械卡阻机构上广泛使用。

它可以替代现有的传统圆盘式机械密码锁和部分电子密码锁。

这种装置可以省略很多生活中不必要的麻烦，比如忘带钥匙之类的问题。

并且开锁比传统机械锁快捷方便。

二、作品照片
背面电路部分
正面密码输入部分
三、电路组成（框图及文字叙述）
开始输入密码，如果密码和初始设置的密码相等，按下确定按钮就开锁，如果密码输入错误，那么计数器就记录一次错误，当密码输入超过3次就报警
输入密码 按确定键 记录错误次数 开锁 密码错误 判断密码是否正确 密码正确 达到3次错误报警
解除报警
四、电路图
密码锁控制电路
报警电路
稳压电源电路
五、电路工作原理
分析拨码开关结构原理，可以知道拨码开关也就是一个把0--9的十进制数值转换成二进制电路的装置。

在每一位数字的拨码开关中有四个输出端和一个公共端，当设置的十进制密码装换成二进制数时，在其中含有1的所有位就会和公共端接通，而所有的0的位就会处于悬空的状态。

其实也就是一个开关的功能会把所有的一的位和公共端接通。

而锁门的装置也就是一个电磁铁，电磁铁中心有颗铁心，铁心的位置不是正好在电磁铁中间，铁心的一端在电磁铁外部，当电磁铁通电时就会产生磁性，磁性会吸引铁心，使铁心在电磁铁外部的那部分向电磁铁中心移动，然后用弹簧顶着电磁铁的另一端，这样就可以让电磁铁在通电的时候铁心的一端由电磁铁外部向里边移动，而断电之后由于弹簧的作用铁心又从里边向外边移动，这就好比普通的锁，钥匙扭动的时候锁栓就会缩进所里，钥匙放开锁栓就会弹出来。

这样就
实现了用电磁铁代替普通锁的方法。

知道了拨码开关和锁的原理，我们就可以设置一个电路用拨码开关来控制继电器开锁的电路，也就是拨码开关的电子密码锁控制电路，从而实现电子锁的功能。

我们就可以用一个和门把十进制转换的二进制密码中所有的1的位都和起来，最后输出一个信号来控制三极管导通截止来控制电磁铁的通断。

当输入的密码（转换二进制后的密码）含有一的个数等于电路中设置的一的个数时就可以实现开锁的功能，这样的话可以实现一些简单的密码，但是还是会存在重码的问题，仔细分析0--9的二进制数会发现一些数值里边1的位置相同只是个数不相等，比如6（0110）和7（0111）中间两位的1位置相等只是7多了一个1，假如密码设置为1，那么当输入密码7的时候也同样能实现6的功能，一样可以开门，而且带有0的密码也没法设置。

这就需要改进，我们可以在电路中加入或非门，或非门就是输入有1则输出0，全0的时候输出1，这就很好的解决了重码的问题，也可以解决不能设置0密码的问题。

把或非门和或非门用和门和起来，再用输出信号控制三极管。

把所有的一信号接入和门，而悬空的信号接入或非门，就可以设置一个比较完美的电路了，这样就不会出现重码之类的问题。

在这些基础上还是存在别人试密码的问题，如果别人不断试密码最终还是可以开门，那就需要一个电路来防止试密码。

经过分析之后决定用报警来防止无限试密码，也就是在输入密码错误三次或者三次以上后就发出报警音，在电路中用了一个位移寄存器（74LS164），当
输错一次密码寄存器就记录一次，每记一次寄存器就会在相应的那个脚输出高电平，当记录三次时第三个脚就会输出高电平来控制发生电路产生报警音效。

当再次输入正确的密码后才可以解除报警。

这就可以有效的避免试密码的问题。

六、元器件选择
74LS21 X2 二4输入和门
74LS02 X1 四2输入或非门
74LS08 X1 四2输入和门
74LS08 X1 8位移位寄存器
扬声器X1
电阻 R1 2K
R2 39Ω
R3 5K
电容 47 uf
三极管 T1 9013
T2 TIP41C
七、制作调试过程
前期大量查看资料，然后设计电路，拿到原件后先测试原件特性，然后根据电路在实验箱上模拟，经过模拟之后达到预想效果的话就开始焊接电路，如果达不到预想效果就查找原因，分析电路图。

在调试过程中遇到了很多问题，在使用74LS21的过程中，在试验箱上模拟的时候是可以的，到了实际电路中就实现不了功能了，一开始以为是电路焊接出错，怎么检查都没有找出原因，后来仔细实验之后得出原因是因为芯片不能悬空使用，需要加下拉电阻，经过改正后电路实现了预想的功能。

在后边的报警电路中，一直不能实现功能，后来才知道，74LS164在上电的一瞬间不稳定，所以需要给一个短暂的复位信号，在这个问题上找了很多方法终于实现了复位功能，原理就是用电容的充电作用，给芯片一个短暂的低电平复位，当电充满后就给芯片高电平。

八、使用说明书
1、设置密码，设置十进制数密码，计算其二进制数按，下图左图中框出来这部分接拨码锁的0的位，图中框出来的部分接拨码锁的1的位，如果有多余的线，剩余的是1的线，就把所有的控制1的线放在一个1的位上，0也是如此。

其余线都有对应编号，只要对应接入就可以。

2、接通电源输入设置的密码，按确定按钮，如果门开了就证明电路连接正确。

再输入其他密码试试能不能打开门如果不能就证明电路设置正确。

3、设置密码，设置密码只要修改后边的连线，只要把两组线按对应的二进制数连接就可以实现修改密码。

4、使用过程中要注意不要一直按着确定按钮，长时间按着会消耗大量电能，并且有可能会损坏电路原件。

九、附录
附一：发光二极管（LED）正向特性实验
LED通常都具有如图所示的较好的伏安特性。

当给LED两端加上正向电压，并慢慢升高电压，当电压到一定的值时就会导通，并出现发光迹象。

当电压不断升高亮度也随之变亮，通常情况下为了保护LED的寿命，通常使用中保证电流不大于20ma。

下图所示就是LED 的伏安特性曲线。

LED伏安特性曲线
附二：555多谐震荡电路特性实验
多谐振荡器是能产生矩形波的一种自激振荡器电路，由于矩形波中除基波外还含有丰富的高次谐波，故称为多谐振荡器。

多谐振荡
器没有稳态，只有两个暂稳态，在自身因素的作用下，电路就在两个暂稳态之间来回转换，故又称它为无稳态电路。

由555定时器构成的多谐振荡器如图1所示，R1，R2和C是外接定时元件，电路中将高电平触发端（6脚）和低电平触发端（2脚）并接后接到R2和C 的连接处，将放电端（7脚）接到R1，R2的连接处。

由于接通电源瞬间，电容C来不及充电，电容器两端电压uc为低电平，小于（1/3）Vcc，故高电平触发端和低电平触发端均为低电平，输出uo为高电平，放电管VT截止。

这时，电源经R1，R2对电容C充电，使电压uc按指数规律上升，当uc上升到（2/3）Vcc时，输出uo为低电平，放电管VT导通，把uc从（1/3）Vcc 上升到（2/3）Vcc这段时间内电路的状态称为第一暂稳态，其维持时间TPH的长短和电容的充电时间有关。

充电时间常数T充=（R1＋R2）C。

不难理解，接通电源后，电路就在两个暂稳态之间来回翻转，则输出可得矩形波。

电路一旦起振后，uc电压总是在（1/3～2/3）Vcc 之间变化。

图1右图所示为工作波形。

附三：三极管放大特性实验
如下图所示，连接电路，用万用表测量电压电流，根据公式就可以计算出放大倍数β。

用测出的电压电流就可以绘制三极管的特性曲线。

三极管测试电路
三极管特性曲线
十、小结
通过一个月的学习和制作，最终算是圆满完成实训，在这一个月中学会了很多知识，以前的实训都是多人做一个题目，有问题可以大
家一起讨论解决，而现在单人单做，有问题只能自己想办法，所以难度大大的提升了，在这一个月中，前几周都是查找资料，然后做实验，等试验成功了，才开始焊接电路，在焊接完成后调试过程中，遇到了不少的问题。

不过经过自己查看资料和老师的讲解，最终还是找到了问题原因。

总的来说这次实训还是完成的很满意的，特别是学到了很多平时学不到的知识。