电子密码锁的毕业论文

1南昌大学毕业论文题目名称：电子密码锁的设计年级：08应电一班层次：□本科■专科学生学号：ZD08010236指导教师：哈哈学生姓名：天使技术职称：副教授学生专业：应用电子技术所在系：电子工程系上饶职业技术学院2010年制22毕业设计（论文）要求2.1整体方案比较与论证根据设计要求给出2种设计方案，并进行比较和论证，确定最佳方案并进行设计。2.2要求有整体设计框图，相关设计参数的计算，电路原理图和元器件清单。2.3要求有电路原理概述和分析。2.4据所确定的设计电路，利用Protel或EWB等有关工具软件绘制电路原理图、PCB板图。毕业设计（论文）时间安排：3.12010年9月10日开题。3.22010年11月10日前交一稿至指导老师，WORD电子版格式和纸质版格式各1份，其它要求详见《毕业设计管理手册》。3.32010年11月30日前指导老师提出修改意见，并将毕业设计一稿返还学生进行修改。3.42010年12月10日前交二稿至指导老师，2010年12月20日前指导老师提出二次修改意见，并将毕业设计二稿返还学生进行修改。3.52010年12月25日前交三稿至指导老师，2010年12月29日前指导老师给出学生毕业设计成绩，公布参加毕业设计答辩学生名单。3.62011年1月4日至2011年1月5日进行毕业设计答辩。4毕业设计（论文）答辩及要求4.1简述毕业设计工作过程（3分钟以内）。34.2介绍毕业设计的内容，提出需要完善的方面（10分钟以内）。4.3回答老师提问（7分钟以内）。毕业设计领导小组负责人：（签字）2011年01月04日4毕业论文评审表过程评分评阅成绩答辩成绩总成绩(百分制)(是否评定为优秀毕业论文)1、指导教师评语建议成绩___________指导教师签字：年月日2、论文评阅教师评语建议成绩___________评阅教师签字：年月日3、毕业答辩专家组评语建议成绩___________答辩组长签字：年月日4、毕业设计领导小组推优评组长签字：年月日5语毕业论文过程评分表(40％)学生姓名：学生班级：总分：内容态度、纪律（10%）用所学知识分析解决问题的能力（20%）设计（论文）书写和水平（10%）考核环节团结协作有钻研精神爱护公物文明卫生遵守纪律和制度独立地、熟练地、综合应用所学知识分析解决问题的能力工作量难度取得阶段性成果的水平、学术价值和应用价值分值3342055评分评分教师：评分时间：年月日毕业论文评阅成绩表(30％)学生姓名：学生班级：总分：内容设计（论文）内容（10%）设计（论文）水平（10%）设计（论文）书写（10%）考核环节内容充实、有阶段性成果，即有学术或应用价值。方案选择、论证、设计、计算正确如实反映设计成果，有实验数据，又有理论分析。中文摘要符合要求语句通顺符合逻辑思路清晰图表和曲线清晰符合规范、文字工整分值1010523评分评分教师：评分时间：年月日毕业论文答辩成绩表(30％)6学生姓名：学生班级：总分：内容设计（论文）内容（10%）回答问题（10%）设计（论文）质量（10%）考核环节内容充实、有足够的难度和工作量，在规定的时间内能够流畅地阐明报告设计（论文）内容能够回答与设计（论文）相关的基本问题和扩展问题论文有数据，有分析，所用数据可靠、分析正确分值101010评分评分教师：评分时间：年月日目录摘要关键词一引言二．总体方案设计2.1一号方框图2.2二号方框图三．单元模块设计3.1RS触发器3.2555单稳态触发器3.3.74LS161计数器3.4总电路图四功能介绍4．1各单元模块功能介绍4．2键盘输入、密码修改电路图4.3密码输入错误三次即锁定电路74.4计时电路4.5各单元模块的连接五.软件设计六.系统功能七.设计总结八.参考文献摘要每一位解锁意图码在密码锁内部引发的试图解锁动作，可称为安全密码锁的解锁事件。电子安全密码所有开启意图码驱动，进党开启意图码预设定的安全密码完全匹配时，方可逐步开启密码锁。关键词：密码锁RS触发器键盘输入一引言随着科学技术的进步，电子器件和电子系统设计方法日新月异，电子设计自动化技术正是适应了现代电子产品设计的要求，吸收了多学科最新成果而形成的一门新技术。为保证电子产品设计的速度和质量，适应“第一时间推出产品”的设计要求，EDA技术已成为不可缺少的一项先进技术和重要工具，掌握EDA技术是电子信息类专业学生，工程技术人员所必备的基本能力和技能。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。8意外事故或人为破坏可能造成中的灾难性后果的系统称为要害系统。要害系统的保证性包括安全性、可开性和保全性，内涵非常丰富。我们设计的电子密码锁是一类针对要害系统的安全保险器件，其设计概念与常见的保安密码锁有所不同。从系统设计观点看，电子安全密码锁是一个实体域定义的概念，比较机械安全密码锁，具有设计实现简便、密码装订灵活、制造成本低廉等优点。基于解锁时间概念思考，电子密码锁应具备如下基本功能：1．逐位解锁解锁过程的事件序列特性决定了它内部状态机的多步步进特性。2．单次试开解锁事件是单向不可逆的，因此，安全密码锁内部应含误码锁定组件。3.码鉴别通过后，给出可靠的控制信号。我们构思运用RS触发器构成的数字逻辑电路控制来模拟电子密码锁。二.总体方案设计2．1.一号方框图9图2.1一号方案图我定的一号方框图（初稿）为上图。一号方框图中，我共设了8个用户输入键，其中只有4个是有效的密码按键，其它的都是干扰按键。密码可在之前任意修改。由键盘输入密码，开始效验，密码输入正确则执行开门，如果密码输入错误则运用555单稳态触发器响鸣10秒钟。大概的思路有：用四个RS触发器串联，输入密码正确与否，输出的电平不同，由此达到密码效验。键盘的输入打算由八个四组开关控制，分为0和1两种情况。而响鸣10秒钟由555定时器构成的单稳态触发器控制时间。开门由灯泡点亮模拟。可有一个问题：本身的密码仅有16种情况，很容易试出密码，因为没有时间次数的限制，贼人能够轻易得到密码。仅仅是这样的设计，此数字密码锁失去意义。于是，我准备再此方案图中加入计时器及锁定电路使其完善：在密码刚输入时开始计时，若计时超过60秒则报警。另外，若三次输10入错误密码，锁定输入密码电路5分钟，贼人无法再打开，保护主人利益。修改后的方框图如下：2.2.二号方框图图2.2二号方框图共设了8个用户输入键，其中只有4个是有效的密码按键，其它的都是干扰按键。输入密码的同时开始计数，超过60秒报警。输入正确开门并取消计数，输入错误三次则锁定5分钟，防止他人非法操作。当上下开关的开关情况一致时，R端为高电平，S端为低电平，输出为低电平，下一阶RS触发器的S端为低电平。若四位密码输入正确，RS4输出为低电平。若四位密码输入错误，上下开关的开关不一致，输出为高电平。由此可以判断输入密码是否正确。如果密码输入错误，计数器计数一次，如果密码输入错误三次，11QA、QB同时为高电平，与非端输出为低电平，使555单稳态触发器3号端口输出55秒高电平，并锁定发光二极管使其不发光。如果密码输入正确，Q端输出为高电平，发光二极管亮，模拟开门。2.3.方框图比较在二号方框图中，我加入计时器及锁定电路，在密码刚输入时开始计时，若计时超过60秒则报警。另外，若三次输入错误密码，锁定输入密码电路5分钟，贼人无法再打开，保护主人利益。由此，可以防止试出密码的现象发生。其缺点是较复杂，可能出现的问题较多。我决定使用二号方框图进行实验设计。三．单元模块设计各单元模块功能：3.1RS触发器图3.1RS触发器触发器的两个输入信号来自主触发器的输出，为一对互补信号，有nnQRSQ1，SR=0。表3.1RS触发器的功能表SR1nQ说明1200nQ输出状态不变010输出状态与S的状态相同101输出状态与R的状态相同11-输出状态不定3.2555单稳态触发器555电路含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关管T，比较器的参考电压由三只5kΩ的电阻器构成的分压器提供。它们分别使高电平比较器A1的同相输入端和低电平比较器A2的反向输入端的参考电平为2Vcc/3和Vcc/3。A1与A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号自6脚，即高电平触发输入并超过参考电平2Vcc/3时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于Vcc/3时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电开关管截止。R是复位端（4脚），当R=0，555输出低电平。平时R端开路或接Vcc。Vcc是控制电压端（5脚），平时输出2Vcc/3作为比较器A1的参考电平，当5脚外接一个电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个0.01µf的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。13T为放电管，当T导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电通路。555定时器主要是与电阻、电容构成充放电电路，并由两个比较器来检测电容器上的电压，已确定输出电平的高低和放电开关管的通断。这就很方便的构成从微妙到数十分钟的延时电路，可方便的构成但稳态触发器，多谐振档器，施密特触发器等脉冲产生或波形变换器。555定时器构成的单稳态触发器由555定时器格外接定时元件R、C构成。触发电路由Cl、Rl、D构成，其中D为钳位二极管，稳态时555电路输入端处于电源电平，内部放电开关管T导通，输出放电开关管T导通，输出端F输出低电平，当有一个外部负脉冲触发信号经Cl加到2端。并使2端电位瞬时低于Vcc/3，低电平比较器动作，单稳态电路即开始一个暂态过程，电容C开始充电，Vc按指数规律增长。当Vc充电到2Vcc/3时，高电平比较器动作，比较器A1翻转，输出Vo从高电平返回低电平，放电开关管T重新导通，电容C上的电荷很快经放电开关管放电，暂态结束，为下个触发脉冲的到来做好准备。波形图如图所示。14图3.2555单稳态触发器电路图由555构成的单稳态触发器，电源接通瞬间，电路有一个稳定的过程，电源通过电阻R向电容C充电，当Vc上升到2／3Vcc时，触发器复位，Vo为低电平，电容C放电，电路进入稳定状态。若VI2／3Vcc,触发器发生翻转，电路进入稳暂态，Vo输出高电平。此后电容C充电至2／3Vcc，电路又发生翻转，Vo输出低电平，电容C放电，电路恢复至稳定状态。TW=RCln3=1.1RC通过改变R、C的大小，可使延时时间在几个微秒到几十分钟之间变化。可这种单稳态电路作为计时器时，可直接驱动小型继电器，并可以使用复位端（4脚）接地的方法来中止暂态，重新计时。此外尚需用一个续流二极管与继电线圈并接，以防继电器线圈反电势损坏内部功率管。15图3.3555单稳态触发器工作波形3.374LS161计数器图3.474LS161的引脚图74LS161是4位二进制同步加计数器,RD是异步清零端，LD是预置数控制端，A、B、C、D是预置数据输入端，EP和ET是计数使能端，RCO是进位输出端，它的设置为多片集成计数器的级连提供了方便。16图3.574LS161逻辑电路图1．异步清零当RD=0时，不管其它输入端的状态如何，计数器输出将被直接置零。2．同步并行预置数在RD=1的条件下，当LD=0、有时钟脉冲CP的上升沿作用时，A、B、C、D输入端的数据将分别被QA至QD接收。由于这个置数操作要与CP上升沿同步，且A到D的数据同时置入计数器，所以称为同步并行预置。3．保持在RD=LD=1的条件下，当ET*EP=0,即两个计数使能端中有0时，不管有无CP脉冲作用，计数器都将保持原有状态不变。4．计数当RD=LD=EP=ET=1时，74161处与计数状态。其功能表如下：清零DR预置LD使能EPET时钟CP预置数据输入ABCD输出AQBQCQDQL********LLLLHL**上升沿ABCDABCDHHL******保持HH