课程设计：电子密码锁(附原理图及PCB)

I××大学课程设计说明书电子密码锁摘要：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：Thisdesignistocontrolthecorrespondingcircuitbyjudgingthepasswordcorrectlyornotwork,dolock,alarm,lockthekeyboardandotherelectroniccombinationlock.Ithasdefaultpasswordfunction,timeoutalarmfunction,andkeylockfunction,errorfunction,etc.Defaultpasswordandenterthepasswordistousetwooftheeightlatch,passwordisconsistofnumericcomparatorcircuit,timeoutalarmfunctionisformedbyusingNE555monostabletrigger,timeoutnumberandpassworderrornumberrecordedbycountingcircuit,andkeylockfunctionisthroughthelogicalrelationshipofthecircuitcancontroltheoutputofthelatchmakestheserver-sideimplementation.Keywords：Electroniclock,Combinationlock,Keyboardlock,warningcircuit.II××大学课程设计说明书目录1前言...........................................................11.1设计背景..........................................................................................................11.2设计概述..........................................................................................................12总体方案设计...................................................32.1程序框图..........................................................................................................32.2电路分析..........................................................................................................33单元模块设计...................................................53.1密码锁存电路..................................................................................................53.2密码判断电路..................................................................................................73.3计数器电路......................................................................................................83.4计时器电路......................................................................................................93.5电路参数的计算及元器件的选择.................................................................123.6各单元模块的联接........................................................................................134系统调试......................................................144.1仿真电路总图................................................................................................144.2系统仿真参数设置.........................................................................................144.3功能调试........................................................................................................154.4调试结果分析................................................................................................215系统功能、指标参数............................................235.1系统实现的功能............................................................................................235.2系统指标参数测试........................................................................................236结论..........................................................247设计总结......................................................257.1设计的收获体会............................................................................................257.2对设计的进一步完善提出意见或建议........................................................258致谢..........................................................26III××大学课程设计说明书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第1页××大学课程设计说明书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，第2页××大学课程设计说明书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。第3页××大学课程设计说明书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次第4页××大学课程设计说明书行比较。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