声控电子锁是利用掌声的节奏开锁的,代码检测电路是系统的主要部分
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声控电子锁设计方案随着智能家居市场的不断发展和消费者对安全性的关注度不断提升,电子锁的应用领域不断扩大。
而声控电子锁作为一种新型的安全保障设备,具有操作简便、安全可靠等优点,备受关注。
本文将探讨声控电子锁的设计方案,包括其原理、实现方式、功能及优缺点。
一、声控电子锁原理声控电子锁是一种基于声音识别技术的锁具,通过对声音信号的处理,判断所说话者是否具有开锁权限。
其原理是将声音信号转换为数字信号,再将数字信号与数据库中保存的声音信息进行比对,如果发现匹配,则认为开锁的人具有权限,电子锁会解锁。
否则,电子锁保持锁住状态,对声音信号进行报警。
二、声控电子锁实现方式声控电子锁可以通过集成电路技术实现,主要包括声音转换电路、数字信号处理电路、比对电路和控制电路。
其中声音转换电路将声音信号转换为数字信号,数字信号处理电路对数字信号进行滤波、放大、分频等处理,比对电路将数字信号与预先存储的声音信息进行比对,判断是否匹配,而控制电路对锁状态进行控制。
为了提高声控电子锁的识别精度,还可以使用深度学习算法,如卷积神经网络、循环神经网络等。
这些算法可以从大量的声音数据中学习,提取特征信息,进而进行声音识别,提高识别准确率。
三、声控电子锁功能1. 开锁:只有具有开锁权限的人员才能通过声音控制打开电子锁,提高了安全性。
2. 报警:当声音不匹配时,电子锁会发出警报声,提醒管理员及时处理异常情况,保障安全。
3. 远程控制:可以通过手机APP等远程控制电子锁的开关,方便灵活。
4. 中心化管理:多个声控电子锁可以实现中心化管理,管理员可以通过电脑终端对声控电子锁进行管理,方便了企业管理。
四、声控电子锁优缺点优点:1. 操作简便,只需说出口令即可开锁。
2. 安全可靠,只有拥有权限的人才能解锁,提高了安全性。
3. 抗干扰性强,可以屏蔽噪声和环境声音干扰,提高识别精度。
4. 可远程控制,方便快捷。
缺点:1. 成本较高,需要集成多种技术实现,价格较普通电子锁更高。
声控开关原理声控开关是一种能够通过声音信号来控制电路开关的装置,它在现代生活中得到了广泛的应用。
声控开关的原理是利用声音信号的变化来控制电路的通断,其工作原理主要包括声音传感器、信号处理电路和执行电路三部分。
首先,声音传感器是声控开关的核心部件之一,它能够将声音信号转换成电信号。
声音传感器一般采用压电传感器或者电容传感器,当有声音发生时,传感器会产生相应的电信号输出。
这个电信号的大小和频率会随着声音的强弱和频率而变化,为后续的信号处理提供了基础数据。
其次,信号处理电路是将声音传感器输出的电信号进行处理,使其能够被执行电路所识别和控制。
信号处理电路一般包括放大电路、滤波电路和比较电路等部分。
放大电路能够放大传感器输出的微弱信号,使其能够被后续电路准确识别;滤波电路能够滤除掉无用的噪声信号,提高信号的稳定性和准确性;比较电路则能够将处理后的信号与预设的阈值进行比较,以确定是否触发执行电路的动作。
最后,执行电路是根据信号处理电路输出的控制信号来控制电路的通断。
当信号处理电路输出的控制信号满足一定条件时,执行电路将会使电路通断,从而实现对电器的控制。
执行电路一般采用继电器、晶闸管或者场效应管等器件,根据不同的需求来选择合适的执行器件。
总的来说,声控开关的原理是通过声音传感器将声音信号转换成电信号,经过信号处理电路的处理后,控制执行电路实现对电路的控制。
声控开关的工作原理简单而又实用,能够方便人们的生活,提高生活的便利性。
在实际应用中,声控开关广泛应用于一些需要手动操作不便的场合,例如厨房、卫生间等地方,能够有效地减少人们的操作负担,提高生活的舒适度。
同时,声控开关也在一些特殊场合得到了应用,例如一些特殊环境下的控制系统,能够方便人们的操作,提高工作的效率。
总之,声控开关作为一种智能化的控制装置,通过声音信号的识别和处理,能够实现对电路的智能控制,为人们的生活和工作带来了极大的便利。
随着科技的不断发展,声控开关的应用范围将会更加广泛,为人们的生活带来更多的便利和舒适。
声控密码电子锁电路设计随着数字化时代的到来,人们对于保护个人信息和财物安全的需求越来越强烈。
在这种情况下,电子锁成为了一种非常重要的保护措施。
传统的电子锁需要输入密码或刷卡才能解锁,但是随着人工智能的进步,声控密码电子锁成为了一种更加方便和安全的选择。
在本篇文档中,我们将介绍声控密码电子锁的设计,包括电路原理图、硬件和软件部分的实现以及一些常见问题的解决方法。
1. 电路原理图声控密码电子锁的电路原理图如下所示:图中包括一个麦克风、一个2.4英寸TFT 液晶显示器、一个6×4 按键、一组数字锁、一个单片机以及一些电容和电阻。
其中,麦克风用于接收用户的声音输入,数字锁用于密码验证,TFT 液晶显示器用于显示菜单和结果,6×4 按键用于菜单导航和数字输入。
2. 硬件实现声控密码电子锁的硬件实现主要包括以下步骤:(1) 将电路原理图中的元件按照原理图将连接线连接好。
(2) 使用电阻和电容等元器件将单片机与其他元器件连接起来。
(3) 将电路放入塑料盒中,外接电源适配器。
3. 软件实现声控密码电子锁的软件实现主要包括以下步骤:(1) 程序开始后,先显示欢迎菜单,并提示用户输入密码或使用语音输入。
(2) 用户可以使用6×4 按键输入密码,如果密码正确,则解锁成功。
如果密码错误,则提示密码错误,并要求用户重新输入密码。
(3) 用户可以使用语音输入密码,等待单片机接收用户的语音输入,如果输入的语音密码正确,则解锁成功。
如果输入的语音密码不正确,则提示语音密码错误,并要求用户重新输入语音密码。
(4) 如果用户输入的密码错误超过三次,则提示“解锁失败”并锁定电子锁,需要使用正确的密码或语音密码才能解锁。
4. 常见问题解决在实际使用过程中,可能会遇到一些问题。
下面列出一些可能的问题并提供解决方法:(1) 电子锁无法解锁。
可能是密码输入错误或语音密码语音输入错误。
请检查输入的密码或语音密码并重试。
序号
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8基于嵌入式TCP/IP协议串口通信服务器的设计与制作
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10无线电遥控发射机、接收机的设计与制作
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设计内容及要求
智能小车上装有超声波传感器,若前方不远处有障碍物,则测试当前小车与障碍物的距离并通过2.4G无线模块把数据发给控制板,在液晶上显示,测距在0.3-1.0米以内,反应时间为1秒。
当距离达到一定距离(小于0.3米)时,小车会停止并返回。
制作),该系统利用GSM模块,结合单片机对远程家居系统进行智能控制,可实现把盗贼入室、可燃气体泄漏和火灾烟雾等警情通过发短信告知家庭用户,家庭用户也可通过发短信对空调、电饭煲、热水器等分别
负责小组组长组员。
锁到蓝牙智能锁的发展历史一、中国门锁的发展简史我国锁具已绵延了数千年,发展至今已有五千年的历史。
原始时期的“觿”锁,韶文化遗址发现了木锁,东汉已普遍生产及使用金属锁。
锁具不仅是人类生活的必须品,而且是文化风俗的产物,随着时间的推移,市场的需求不断变化,门锁也不断在更新进步。
1.草绳中国锁具历史悠久,据出土文物考证和历史文献记载,最初人类只是简单地用绳索把门牢牢捆缚,最后在开启处打上特殊的绳结,这就是最早的锁具雏形,这种紧紧捆死的绳结,只能用一个用兽牙或兽骨制成叫“觿”的工具才能挑开,所以“觿”属我国最古老的锁具之一。
2.门闩古锁初称牡、闭、钥、链、钤,在距今5000年的仰韶文化时期,我国先民早期创造了装在竹、木结构框架建筑上的木锁,也就是我们今天所说的门闩,这是世界上最古老的锁具,可称为“世界第一锁”。
后木匠祖师鲁班对其进行改进,装上机关,才形成了真正意义上的锁。
3.金属锁我国的金属锁最早出现在汉代,是簧片结构锁。
明清时代是古锁的鼎盛时期,以铜质和铁质为主。
20世纪50年代,成本较低的低焊钩锁、叶片锁、弹子锁陆续进入我国市场,中国古锁从此退出了历史舞台。
二、蓝牙智能锁是未来锁具的发展趋势20世纪70年代,随着科技的飞速发展,微电子技术的应用,出现了磁控锁、声控锁1.智能锁的介绍智能锁的智能之处是随着微电子技术、生物识别技术应用的兴起和智能锁及智能五金的发展共同会把锁具及五金应用提升到一个崭新的高度,使用非机械钥匙作为用户识别ID的成熟技术,出现了声控锁、红外线锁、电子卡片锁、指纹锁、密码锁等一系列智能锁,具有机械结构所无法比拟的高保密性能与安全性。
智能锁的主要类型如下:(1)声控电子锁:是利用掌声的节奏或声音的音频开锁;(2)红外线锁:利用红外线信号开启的电子门锁";(3)电磁波锁:利用电生磁的原理,当电流通过硅钢片时,电磁锁会产生强大的吸力紧紧的吸住吸附铁板达到锁门的效果;(4)IC卡锁:利用卡片内的芯片感应解锁;(5)指纹锁:通过识别手指末端正面皮肤上凸凹不平的纹路解锁;(6)眼球锁:利用虹膜识别技术通过人体独一无二眼睛虹膜的特征来识别身份达成解锁效果;(7)密码锁:密码通常都只是排列而非真正的组合,开启时用的是一系列的数字或符号。
基于单片机的声控门一、声控门的工作原理基于单片机的声控门主要是通过声音传感器采集声音信号,然后将声音信号转换为电信号,输入到单片机中进行处理和分析。
单片机根据预设的程序和算法,判断声音是否符合开门的条件,如果符合,则控制驱动电路打开门锁,实现门的开启;如果不符合,则保持门锁关闭状态。
声音传感器通常采用麦克风,它能够将声音的振动转换为电压变化。
单片机通过模拟数字转换器(ADC)将麦克风输出的模拟电压信号转换为数字信号,以便进行后续的处理。
在处理声音信号时,单片机通常会对声音的频率、幅度、持续时间等特征进行分析和判断。
例如,可以设置特定的声音频率范围和声音强度阈值,只有当输入的声音信号在这个范围内并且强度超过阈值时,才认为是有效的开门指令。
二、硬件组成基于单片机的声控门系统主要由声音传感器、单片机、驱动电路、电源模块和门锁等部分组成。
1、声音传感器如前所述,声音传感器用于采集声音信号,并将其转换为电信号。
常见的声音传感器有驻极体麦克风、电容式麦克风等。
2、单片机单片机是整个系统的控制核心,负责对声音信号进行处理和判断,并控制驱动电路的工作。
常见的单片机有 51 系列、STM32 系列等。
在选择单片机时,需要考虑其处理能力、存储容量、接口数量等因素,以满足系统的需求。
3、驱动电路驱动电路用于将单片机输出的控制信号放大,以驱动门锁的动作。
门锁通常是电磁锁或电机锁,需要较大的电流和电压来驱动。
驱动电路可以采用三极管、继电器等元件来实现。
4、电源模块电源模块为整个系统提供稳定的电源。
由于单片机和声音传感器通常工作在较低的电压下(如 33V 或 5V),而驱动电路可能需要较高的电压(如 12V 或 24V),因此需要设计合适的电源转换电路,将外部输入的电源电压转换为各个部分所需的电压。
5、门锁门锁是声控门系统的执行机构,用于控制门的开关。
常见的门锁有电磁锁、电机锁、电控锁等。
三、软件设计声控门系统的软件设计主要包括声音信号采集和处理程序、控制程序等。
课课程设计声控电子锁一、教学目标本章节的教学目标是使学生掌握声控电子锁的基本原理和制作方法,培养学生的动手能力和创新能力。
具体目标如下:1.知识目标:了解声控电子锁的原理、结构和特点,掌握其基本制作流程。
2.技能目标:能够独立完成声控电子锁的组装和编程,培养学生的动手操作能力。
3.情感态度价值观目标:培养学生对科技创新的兴趣,提高他们解决问题的能力,培养团队协作精神。
二、教学内容本章节的教学内容主要包括声控电子锁的原理、结构、制作方法和编程技术。
具体安排如下:1.声控电子锁的原理:介绍声控电子锁的工作原理,包括声音的采集、处理和识别技术。
2.声控电子锁的结构:讲解声控电子锁的硬件组成,如麦克风、放大器、控制器等。
3.声控电子锁的制作方法:介绍声控电子锁的制作流程,包括电路设计、焊接、组装等环节。
4.声控电子锁的编程技术:讲解如何为声控电子锁编写程序,实现特定功能。
三、教学方法为了提高教学效果,本章节将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。
具体方法如下:1.讲授法:讲解声控电子锁的原理、结构和编程技术,使学生掌握基本知识。
2.讨论法:学生分组讨论,分享制作声控电子锁的心得体会,提高学生的团队协作能力。
3.案例分析法:分析实际案例,使学生了解声控电子锁在生活中的应用,激发学生的学习兴趣。
4.实验法:引导学生动手实践,完成声控电子锁的制作,培养学生的动手能力和创新能力。
四、教学资源为了支持本章节的教学内容和教学方法,我们将准备以下教学资源:1.教材:声控电子锁制作教程,为学生提供理论指导和制作流程。
2.参考书:声控电子锁技术手册,为学生提供更深入的技术资料。
3.多媒体资料:制作声控电子锁的相关视频教程,方便学生反复学习和理解。
4.实验设备:准备声控电子锁制作所需的实验器材,如麦克风、放大器、控制器等,确保学生能够动手实践。
五、教学评估本章节的教学评估将采用多元化的评估方式,以全面、客观、公正地评价学生的学习成果。
声控电子锁一、任务与要求锁是人们日常生活的基本器具,锁的结构形式很多。
声控电子锁是以声音作为开锁信号,用电子器件构成控制电路以推动锁的装置动作,从而实现锁的功能。
本课题的任务是设计制作一个能以声音作为开锁信号的控制电路,以实现下列要求。
1、设计制作一个由掌声控制的电子琐电路,输入的掌声信号中出现“啪!啪!-!啪1”的节奏时,既输入开琐代码1101时(代码可以自行设定),使电路输出一个高电平脉冲,推动执行机构动作,可将琐打开。
执行机构的动作可用发光二极管模拟,例如,用红灯表示关琐绿灯表示开琐。
2、击掌的速度一电路的时钟脉冲一致,例如每秒一次,电路中应设置一个指示灯指示时钟脉冲的变化。
3、击掌的距离要求在一米范围以内有效。
4、若输入一次开锁信号未将锁打开,可重复进行,若连续三次未将锁打开,电路发出报警信号并实现自锁。
二、总体方案设计 1、设计思路分析课题要求可知,该题的主要任务是识别开锁的掌声信号,当检测到开锁的掌声节拍代码与设定的代码相等时,电路输出开锁信号使锁打开。
若用LED发光二极管模拟执行机构的动作,则相应的指示灯发亮。
可以设想用压电陶瓷片将声音节拍变成电脉冲信号然后进行放大,整形变换成标准的脉冲信号。
其二是所设定的代码,如1101这一开锁代码的检测电路,该电路在检测到输入脉冲中出现1101代码时,即输出开琐信号。
其三是报警电路,当发现连续三次有开锁信号到来但未获得成功时,报警电路进入工作状态,并实现电路自锁。
2、主要单元电路设计这里的主要单元电路是检测击掌代码“1101”(该代码可以自行设定)的序列检测电路,应按同步时序电路设计。
“1101”序列脉冲检测电路的设计。
第一步:设输入信号脉冲为011101100,列输入输出及状态之间的关系表,状态图:序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 输入 X 0 1 1 1 0 1 1 0 0输入 Y 0 0 0 0 0 1 0 0 0 壮态 S So S1 S2 S2 S3 S4 S2 S3 So图 sheng1第二步:列状态表且做简化(S1与S4状态等效)图 sheng2 图 sheng3图 sheng4 简化状态图第三步:列状态编码表和编码后的状态表,只有四种状态,故用两只 JK触发器产生的二进制编码表示:编码后的状态表状态编码表第四步:根据JK触发器的特征方程及编码后的状态表列出各触发器的JK端的激励表: J-K触发器激励表状态转换的相应激励条件3、声控电子锁的原理框图原理框图三、电路的组成及工作原理综合我们小组分析及所查资料我们将电路主要分成六大块即:信号放大电路、信号整形电路、定时电路、CP检测电路、信号检测电路、报警电路。
声控开关工作原理声控开关是一种利用声音作为触发信号,控制电路开关的装置。
它可以根据声音的强度和频率来判断是否执行开关操作,并将结果反馈给用户。
声控开关的工作原理主要包括声音采集、信号处理和开关控制三个方面。
声音采集是声控开关的第一步,它通过麦克风等声音传感器将周围的声音信号转化为电信号。
麦克风是一种能将声音转化为电压变化的传感器,当声音波动到达麦克风时,其震动引起内部传感器的受力变化,进而产生电压输出。
这个输出的电压信号与声音的强度和频率成正比。
信号处理是声控开关的核心部分,它对声音信号进行分析和处理,以确定是否触发开关操作。
首先,声音信号会经过放大器进行放大,以增强信号的幅度。
然后,经过滤波器进行滤波,以去除背景噪音和其他干扰信号。
接下来,声音信号会被转化为数字信号,通过模数转换器将连续变化的模拟信号转化为离散的数字信号。
最后,数字信号会通过微处理器或专用芯片进行分析,确定是否达到触发条件。
开关控制是声控开关的最后一步,它根据信号处理的结果来控制电路的开关状态。
如果声音信号满足触发条件,开关控制模块会发出相应的指令,使电路闭合或断开,以实现开关的切换。
通常,开关控制模块会采用触发器、继电器或电子开关等元件来实现开关操作。
这些元件可以通过电路板或无线信号将开关状态传递给相应的设备。
声控开关的工作原理基于声音的物理特性和电子技术的应用。
声音是一种机械波,能够通过震动媒介传播。
当声音波动到达声控开关时,它会引起麦克风的振动,进而产生电信号。
经过信号处理后,声音信号被转化为数字信号进行分析,根据分析结果来控制开关状态的切换。
声控开关的应用十分广泛,例如家庭自动化系统、公共场所的灯光控制、医疗设备等。
通过声控开关,用户可以方便地用声音来操控设备,提高生活和工作效率。
此外,声控开关还具有环保节能的优点,可以减少能源的消耗,降低对环境的影响。
总之,声控开关通过声音信号的采集、处理和控制实现开关操作。
它的工作原理基于声音的物理特性和电子技术的应用。
1、数字逻辑信号测试系统(测试高、低电平)设计设计说明:设计一个逻辑信号高低电平测试装置.被测信号电压范围1~12V 。
设计要求:① 测试范围:低于0.8V 为低电平,高于3。
5V 为高电平; ② 高、低电平分别用1200Hz 和750Hz 的音响表示; ③信号在0。
8V~3.5V 之间不发声。
2、数字频率计设计设计说明:数字频率计用于测量正弦信号、矩形信号等波形的频率,其概念是单位时间里的脉冲个数,如果用一个定时时间T 控制一个闸门电路,时间T 内闸门打开,让被测信号通过而进入计数译码,可得到被测信号的频率N f x ,若T =1秒,则f x =N 。
设计要求: (1)基本部分① 被测信号的频率范围为1Hz ~999KHz,分成三个频段,即1Hz ~999Hz ,1~100KHz 。
100KHz~999KHz.② 具有自检功能,即用仪器内部的标准脉冲校准测量精度. ③用3为数码管显示测量数据,测量误差小于10%。
(2)发挥部分④ 用发光二极管表示单位,当绿灯亮时表示Hz ,红灯亮时表示KHz 。
⑤ 具有超量程报警功能,在超出当前量程挡的测量范围时,发出灯光和音响信号。
⑥ 测量误差小于5%。
⑦量程自动转换功能.正弦波3、自动节能灯的设计设计说明:采用红外传感器接收人体位置信号,由控制电路实现夜间人到灯亮、人走灯灭功能。
设计要求:①红外传感器接收信号距离不低于20m;②设计延时电路,人走出20m距离1分钟后,自动熄灭路灯4、视力保护仪电路设计设计说明:设备采用选用高亮度绿色发光管LED作为光源,设计电路使其可按一定规律发光,当用眼疲劳时眼睛随着发光管的亮灭不停地转换,可达到消除视力疲劳,预防近视的目的。
设计要求:①设计电路电源;②实现三个档位的发光管的亮灭频率:30Hz、20Hz、10Hz;③实现多个LED循环点亮。
5、汽车尾灯控制器的设计设计说明:根据实际应用设计汽车尾灯控制器设计要求:①系统共设6盏灯;②正常行驶灯全灭;③按左转键只有左面3盏依次点亮,每盏亮1s,每周期3s,右转同样要求;④踩下刹车则6只同时闪亮,频率为1Hz.6、音频放大器设计设计说明:能够对音频信号进行前置放大和功率放大设计要求:①采集音频信号;②额定功率P0Ω≤1W;③输入阻抗R i>20kΩ,负载阻抗R L=8Ω,响应频率10Hz~40kHz;④音调特性在1 kHz处增益为0dB、100 Hz和10 kHz出具有±12dB的调节范围。
声控电子锁设计
一、
智能声控电子锁的工作原理框图,如图1所示。
图1 智能声控电子锁原理框图
由原理框图可见,该电子线路以脉冲数字电路为主体,兼有音频放大部分。
图中,第1,2,3,4框的功能是把每一个掌声转换成相应的矩形脉冲。
第5,-6框则适时地产生周期为一秒左右的方波,作为时序逻辑电路(序列脉冲检测器)的同步时钟脉冲。
每拍一次手掌,施密特整形电路(第4框)输出两路脉冲信号,一路作为序列脉冲检测器的输入信号x;另一路作为10秒单稳延时电路(第5框)的启动信号Q,在单稳电路处于暂稳态时,信号Q触发无效。
从1101序列脉冲作为开锁命令,进一步说明电子线路工作原理和开锁过程。
第一声掌声是使脉冲检测电路进入一个工作周期的启动信号。
它使10秒单稳延时电路输出一个高电平,开启了时钟脉冲产生电路(第6框),并输出7个周期为1秒的方波,第9框中的1101序列脉冲检测电路开始对输入信号进行识别。
若在一连串的掌声中出现了“啪!啪!义!啪!”的节律时,意即输入信号中包含有1101序列脉冲,则检测电路有一个高电平输出(Y=T的脉冲)。
此即开锁信号,牵引磁铁拉锁栓,门被打开。
时序逻辑电路要求输入信号x脉冲与时钟脉冲同步,即对拍手时机提出要求。
由于检测电路所用JK触发器是在时钟脉冲上升沿出现时,发生状态转换(见波形图),因此,当时钟脉冲低电平快要结束前拍掌,则x为1;拍掌太迟或不拍掌,则输入信号被当作00 为了满足时序电路这种同步工作的需要,掌握好拍掌时机,电路中设计了第7框—时钟脉冲指示电路。
它由一个黄色发光二极管来指示时钟脉冲高、低电平的时间:黄光亮时,表示时钟脉冲处在低电位,此时拍掌,X输入为1信号;不拍掌或在黄光熄灭以后再拍掌,输入x为0信号。
为了克服掌声短促给上述同步工作造成的困难,电路中设有信号延时单稳(第3框);延时时间T W,设计在时钟脉冲周期Top的一半左右,即为:
T Wi≈0.5Top
应该指出的是,1101四位脉冲序列检测器的一个工作周期的长短,取决于10秒单稳延时电路的暂稳时间1: W2。
设计调整时取
T W2 ≈7Top
如果一个周期内未能把锁打开,则必须由掌声重新启动,争取在下一个周期内把锁打开。
为此,电路第8框的功能是:把10秒单稳延时电路由暂稳返回稳态时出现的下降沿处理出清零信号(负微分脉冲),使1101序列脉冲检测电路中的两个JK触发器回零,即迫使该检测电路回复到初始状态(即s。
状态),为新的一轮开锁周期作好难备。
这样,就大大地增加了锁的安全系数。
从以上分析智能声控电子锁的工作原理中可以看出:拍掌太慢或太快,开不了锁;拍掌节律不符,开不了锁;不掌握开锁电路周期性,亦开不了锁。
因此对于不懂使用方法,不知道拍掌特定节律的不速之客,乱拍手掌是绝对打不开锁的。
如果附加一个小电路,则可把来访者的叩门声作为电子门铃的触发信号,更可处理成防盗报警信号,达到一锁多用的目的。
二、序列脉冲检测电路设计
序列脉冲检测电路是智能声控电子锁的“大脑,’,是判断开门与否的电路。
该部分电路的设计工作,是整个电子线路的设计重点,要分好几个步骤才能完成。
(一)设计状态转换图
1.用递推设定法设计相应状态及电路状态转换主链,如图2所示,图中各状态的排列次序为输入/输出(X/Y),以下同。
图2 1101序列脉冲检测电路状态转换主链图
其设计思路是:设电路初始状态为S0。
从初始伏态出发,依照输入X为1101的顺序,每输入一个X,便设定了一个相应的电路状态,就有S1、S2、S3、S4四个状态。
用箭头把S0到S4五个状态顺序连接,并标注对应的转换条件(X/Y),形成了状态转换主链图。
在S3状态下,再输入1脉冲后,检测电路已检测到1101的序列脉冲,则电路输出Y为1,同时电路应转换到S4状态。
2.用映射比较法确定状态转换分支
上面所说的状态转换主链,是假设输入信号(用X表示)按照欲检测脉冲序列的组合顺序逐个输入,电路状态作相应的转换而组成的一条状态转换主链。
但是在某一个状态下也可能输入的是另一个逻辑量,使得状态转换出现分支;此状态转换分支离开转换主链后,我们用映射比较法判定状态转换分支的转换方向。
例如,在主链中S2的状态下,输入一个X,即为1逻辑值,则已输入脉冲序列为111,将111与欲检测脉冲序列1101的前三位110作比较,不符;将111的后两位11与1101的前两位作比较,两者都是11,即映射比较结果,有两位相符(n=2),因此,该状态转移分支从S2状态出发,仍转回到S2状态。
再如,在S4状态下,输入脉冲为1,此时已输入脉冲序列是11011。
将其后四位1011与欲检测脉冲序列1101全四位相比较,不符;将其后三位011与1101前三位相比较,不符;将其后两位11与1101的前两位作比较,两者均为11,相符合位为(n=2),则此状态转换分支应转回到S2状态。
当然,在S4状态下,亦可输入0脉冲,此时已输入脉冲为11010序列。
将此脉冲序列的后四位、后三位、后两位及末位与1101脉冲序列的全四位、前三位、前两位及首位作对
应比较,结果无相符合位(即n =0),则该分支应转回到S0状态。
依此类推,可以把离开状态转换主链的所有状态转换分支的转移方向全部确定,然后逐一标注到状态转换主链图中去,并注明相应的转换条件,便得到一幅完整的1101序列脉冲检测电路的状态转换图。
如图3所示。
图3 1101序列脉冲检测电路状态转换图
(二)简化状态转换图
比较一下图3中的S1和S4两个状态就会发现,两个状态是相互等效的。
因为从S1状态出发的两条状态转换路径的转换条件(0/0, 1/0)及所到达的目标状态(S0,S2)与从S4出发的两条状态转换路径的转换条件(0/0,1/0)及所到达的目标状态(S0,S2)是对应一致的。
既然S1与S4状态等效,则在状态转换图中就可以把S4合并到S1状态去,S4状态则删去,使状态转换图得到简化。
在状态转换简图中,原从S4出发的两条状态转换路径被吸收,而从S3指向S4的一条状态转换路径,改向为S1。
简化后的1101序列脉冲检测电路状态转换图如图4所示。
1/1
图4 1101序列脉冲检测电路状态转换简图
(三)列状态表
根据状态转换简图,可列出状态表,如表1所示。
(四)列状态编码表
因为1101序列脉冲检测电路的状态转换简图中只用S0到S3共四个状态,所以该检测电路可用两只JK触发器产生的两位二进制码来表示四个状态。
其状态编码表,如表2所列。
表2 状态编码表
(五)列编码后的状态表
编码后的状态表如表3所列。
表3 编码后的状态表
(六)列J, K端激励表
根据JK触发器的特征方程及编码后的状态表,列出各触发器J, K端的激励表,如表4所列。
由表4知J 、K 的触发器状态转换的激励条件,如表5所示。
(七)用卡洛图求Y 及各J, K 的逻辑函数式
组合逻辑电路中用两输入与非门,并希望所用与非门最少,故由卡洛图(图5)简化得下列逻辑函数式:
0111J Q X Q X QX Q X =+=;01K Q X =; 10J Q X =;10K Q =;1010Y Q Q X Q Q X ==
三、调试要点
(1)调试时钟脉冲发生器,使输出方波周期Top 在1-2s 之间。
(2) 10 s 单稳延时时间T w 2≈7Top
(3)信号单稳延时时间T Wi ≈ (0.5-0.7) Top
(4)电容C2为防止高频自激而设计,调试时不宜取得过大。
(5)调试时:Cp、X、Q0、Q1、Y的波形如图6所示。
四、电路
如下图7所示。
电路中采用CD4069六反相器两片、CD4011四或二输入与非门两片、555定时器两片、双JK触发器一片。
其余为三极管、电阻、电容等电子元器件。
供电电压为5V。