数字密码锁

《数字电子技术基础》

课程设计报告

设计题目：数字密码锁

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学 号：

二0一三年 六月 十五日

目录

一、设计目的 ................................................................................................................................... 1

二、技术指标 ................................................................................................................................... 1

1、基本功能 ........................................................................................... 错误！未定义书签。

2、增加功能 ........................................................................................... 错误！未定义书签。

三、元件清单 ................................................................................................................................... 1

四、电路框图 ................................................................................................................................... 1

五、单元电路的设计 ....................................................................................................................... 2

1、密码输入模块 ..................................................................................................................... 2

2、密码修改模块 ..................................................................................................................... 3

3、密码检验模块 ..................................................................................................................... 3

4、开锁模块 ............................................................................................................................. 4

5、报警模块 ............................................................................................................................. 4

6、音频方波信号模块 ............................................................................................................. 5

7、问题及解决 ......................................................................................................................... 6

8、系统总图 ............................................................................................................................. 6

六、心得体会 ................................................................................................................................... 8

七、参考文献 ................................................................................................................................... 8

1 一、设计目的

1、巩固和加深对电子电路基本知识的理解，提高综合运用本课程所学知识的能力。

2、培养根据设计需要选学参考书籍，查阅相关手册、图表和文献资料的自学能力。

3、通过电路方案的分析、论证和比较，设计计算和选取元器件、电路组装、调试和检测等环节，初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。

4、学会简单电路的实验调试和性能指标的测试方法，提高学生动手能力和进行数字电子电路实验的基本技能。

5、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睐。

二、技术指标

1）基本功能

设计一个数字锁，每把锁都有其预先设定好的（四位二进制数）开锁密码，在一个开锁控制信号作用下，用该密码可打开锁

开锁时，其预先设定好的（四位二进制）代码与（四位二进制代码）开锁密码信号相符，且开锁控制信号有效时，锁打开；

若不符，电路将发出声、光报警信号;

不开锁时，锁关闭

2）增加功能

开锁密码位数增加、声报警信号扩音等。

三、元件清单

元件 电阻 芯片 开关 LED灯 其他

型号 2k 74LS194、74LS85、74LS08、 74LS04、

555、 双向开关 红色

绿色 蜂鸣器

数量 2 分别4、2、1、1、1个 4 各一个 1个

四、电路框图 2

注：

1. 密码输入模块，包括密码输入和CP1信号输入

2. 密码修改模块，包括密码输入和CP2信号输入

3. 密码检验模块，包括两个四位数据比较器

4. 开锁模块，有开锁，有开锁指示

5. 二极管开锁指示模块

6. 报警电路模块，由声光报警两模块组成

7. 声音模块，由555产生一方波信号引入蜂鸣器产生声音（由于实验板有现成的1KHz频率输出，所以就不需要555芯片来产生了）

8. 二极管报警指示模块

五、单元电路的设计

1.密码输入模块

密码输入模块 密码检验模块

密码设定修改模块 报警电路模块

开锁模块 1

2 5 6

4 声音模块 二极管报警指示模块

二极管开锁指示模块 7

8

3 3 原理：预置密码是八位二进制密码（高低电平控制），按下键为1，未按键为0，平时（输入端）均处于0状态。电路用一个开关按键SW1依此输入8位密码，用SW2控制次脉冲信号的产生，每来一个脉冲，就把SW1中代码（0和1）输入到移位寄存器74ls194由两片74ls194接成的8位移位寄存器会依此把密码记入电路，停止输入脉冲信号，改变开关设置不会影响密码的存入，表示密码输入完成。

2、密码修改模块

原理：和密码输入模块同理，每输入一次脉冲信号，控键依此输入8位密码。

3、密码检验模块 4

原理：模块电路由两块一样的74LS85四位数据比较器组成。从U2的A0到A3和U3的A0到A3输入八位密码，从U2的B0到B3和U3的B0到B3接入原来设置的八位密码，对其进行比较，如果现时输入的密码与原来设定的密码一致，则在U3的第6管脚输出高电平，作为开锁信号，在开锁信号有效的情况下，实现开锁。如果不一致，则在I3第6管脚输出低电平，作为报警信号。

4、开锁模块

原理：密码正确时，从U5:A的第2管脚中输入密码检验信号1,错误是为0；要开锁时，从U5A的第1管脚中输入开锁控制信号1，不开锁时，输入为0。当开锁开关打上（打上为1）且密码正确时 U5:A的1、2管脚均为高电平，则U5:A的第3管脚输出为1,此时，绿灯D1亮，电磁锁在开锁信号下，实现开锁功能。平时不开锁，或密码不正确时，则U5:A的第3管脚输出为0,此时绿灯D1灭，电磁锁在无开锁信号下，关闭锁。

5、报警模块 5

原理：从四位比较器中传来密码校验的信号，若传来是密码错误则从U4:A的第1管脚中输入信号为0（若密码正确为1）。经过U4:A反相器的变化变为1,并输入到U5:B与门的5管脚，加上从U5:B管脚4中输入的开锁信号1，使U5:B管脚6输出高电平，此时光报警信号红灯D2亮，从U5:B管脚6输出高电平和1KHz的方波分别从U5:C的管脚9和10输入，在U5:B管脚8中输出1KHz的音频信号，蜂鸣器ls1发出声音报警信号。

6、音频方波信号模块

6 工作原理：该模块为由555定时器构成的多谐振荡器。

参数计算：T1 =(R1 +R2)Cln2 、T2 =R2Cln2，电路的振荡周期为T=(R1 +2R2)Cln2。

注：该模块是产生给报警模块的音频信号，产生的CP信号对占空比没什么要求，频率只要适当就可以，这里取为1KH z。由于实验板上有此模块，所以在接线的时候就省了此步，直接接上实验板上的1KHz方波信号即可。

7、问题及解决

由于使用条件的限制，不能经常做实验，所以我们小组学习了proteus仿真软件方便我吗设计实验

本来我们想了四个方案来做数字密码锁的

（一）是用JK触发器和双联开关组成，要按顺序输入密码，但其密码修改电路机械化，且开关过多，连线较多，操作较繁琐。

（二）是用74HC573锁存器为密码设定电路和修改电路，这方案可以便捷地设定密码和修改密码，但密码的输入要用到8个控制开关且密码输入不分顺序。

（三）是用74ls194芯片接成的移位寄存器，但用到脉冲信号。

（四）是用单片机来做密码锁，用单片机我们可以很快的完成实验，但实验要求不能用单片机，所以就否定了这个方案。