6位电子密码锁设计.pdf

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1、电子信息工程专业基础课程设计研究报告电子密码锁设计学生姓名：学生学号：指导教师：所在学院：专业班级：中 国 大 庆2015 年 6 月信息技术学院课 程 设 计 任 务 书学院专业级，学号姓名一、课程设计课题：电子密码锁设计二、课程设计工作日自年月日至年月日三、课程设计进行地点：信息技术学院 321 四、程设计任务要求：1.课题来源:教师下发。2.目的意义:设计一个电子密码锁。3.基本要求:（1）设计 6 位电子密码锁，当输入正确密码时，输出开锁信号，用相应的发光二极管点亮表示开锁和关锁；（2）密码可以修改；（3）从第一个按钮触动后15 秒内若锁未打开，则电路进入自锁状态，并进行声、光报警。课

2、程设计评审表指导教师评语：成绩：签字：日期：文档编码:CP10C5C3N9O6 HK10Z10I7H7E1 ZJ8P10Y2B6U10文档编码:CP10C5C3N9O6 HK10Z10I7H7E1 ZJ8P10Y2B6U10文档编码:CP10C5C3N9O6 HK10Z10I7H7E1 ZJ8P10Y2B6U10文档编码:CP10C5C3N9O6 HK10Z10I7H7E1 ZJ8P10Y2B6U10文档编码:CP10C5C3N9O6 HK10Z10I7H7E1 ZJ8P10Y2B6U10文档编码:CP10C5C3N9O6 HK10Z10I7H7E1 ZJ8P10Y2B6U10文档编码:CP1

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9、0C5C3N9O6 HK10Z10I7H7E1 ZJ8P10Y2B6U10文档编码:CP10C5C3N9O6 HK10Z10I7H7E1 ZJ8P10Y2B6U10目录1 设计任务要求.1 2 方案比较.1 3 单元电路设计.2 4 元件选择.6 5 整体电路.8 6 说明电路工作原理.9 7 困难问题及解决措施.10 8 总结与体会.10 9 致谢.11 10 参考文献.12 文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8

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17、锁设计相关硬件的使用，了解电子密码锁的系统构成，利用数字门电路实现电子密码锁的设计与实现，可以加深自己对所学专业的认识，关联知识，增强自己的动手能力，积累实践经验，为以后的工作打好基础。通过本次设计掌握数字电路系统设计的方法，熟悉电子密码锁设计相关硬件的使用，了解电子密码锁的系统构成，利用数字门电路实现电子密码锁的设计与实现，可以加深自己对所学专业的认识，关联知识，增强自己的动手能力，积累实践经验，为以后的工作打好基础。2 方案比较2.1.1 方案选择方案一：本方案是用按键式的输入方式输入密码，然后预设密码由 74HC160和 BCD数码管显示，而输入密码则由 4508 和 BCD 数码管显示

18、，密码比较由异或门器件来实现，定时装置由555 定时器组成的单稳态触发器和多谐振荡器。方案二：输入按钮开关5s 定 时电路10s 定时电路音响电路10s 定时电路5s 定 时电路开 锁 控制电路锁装置图 1 方案一的原理框图输入密码密 码 正 确灯亮开锁灯亮密码识别按下确认键图 2 方案二原理框图文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J

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25、4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L52 本设计提供了一个4 位拨码式按键输入开关，一个 6 位拨码式按键密码预设开关。用户必须按下按下事确认按钮后方可知用户输入的密码是否与预置密码一致，一致时密码锁可打开，本设计由二极管亮代表密码正确，锁可以打开。密码不正确时，红色二极管亮同时蜂鸣器响15 秒，显示 15秒倒计时。2.1.2 方案选择第一套方案和第二套方案都可行，但是第一套方案的思路更清晰，想到了用4508

26、+BCD 数码管和 74HC160+BCD 数码管的方式显示密码，是比较好的想法，而第二套方案用 NPN 型三极管9013 对 555 脉冲信号放大，从而驱动蜂鸣器报警,而第二套方案用NPN 型三极管 9013 对门电路信号放大，从而驱动继电器工作比较难以实现。基于第一套方案思路更清晰，实现的难度更小，更能体现我们的思想，故选择第一套方案。3 单元电路设计3.1 密码预设模块上图所示为密码预设模块，通过这个电路预设密码，按键按下则给一个脉冲冲给74HC160使其显示所输入的密码。D03Q014D14Q113D25Q212D36Q311RCO15ENP7ENT10CLK2LOAD9MR1U174

27、HC160D03Q014D14Q113D25Q212D36Q311RCO15ENP7ENT10CLK2LOAD9MR1U274HC160D03Q014D14Q113D25Q212D36Q311RCO15ENP7ENT10CLK2LOAD9MR1U374HC160D03Q014D14Q113D25Q212D36Q311RCO15ENP7ENT10CLK2LOAD9MR1U474HC160D03Q014D14Q113D25Q212D36Q311RCO15ENP7ENT10CLK2LOAD9MR1U574HC160D03Q014D14Q113D25Q212D36Q311RCO15ENP7ENT10C

28、LK2LOAD9MR1U674HC160C110uFR1360+5VC210uFR3360C310uFR4360C410uFR5360C510uFR6360R7360C610uFR83.3kR93.3kR23.3kR103.3kR113.3kR123.3k图 3 密码预设模块文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ

29、10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 Z

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32、 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I1

33、0 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I

34、10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8

35、I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L53 74HC160芯片同步十进制计数器（异异步清零）?用于快速计数的内部超前进位?用于 n 位级联的进位输出?同步可编程序?有置数控制线?二极管位输入?异步清零?同步置数?本电路是由 6 个主从触发器和用作除2 计数器及计数周期长度为除5 的 3 位 2 进制计数器所用的附加选通所组成，有选通的零复位和置9 输入。为了利用本计数器的最大计数长度（十进制），可将 B输入童 QA输出连接，输入计数

36、脉冲可加到输入A上，此时输出就如相应的功能表上所要求的那样。LS90可以获得对称的十分频计数，办法是将QD输出接到 A输入端，并把输入计数脉冲加到B 输入端，在 QA输出端处产生对称的十分频方波。3.2 密码输入模块设计9R1310k8R1410k7R2110k6R1510k5R1810k4R2210k3R1610k2R1910k1R2310k0R1710k复位R2010k确认R2410k+5v+5v如图 5 所示为密码输入键盘，该模块主要实现给相应功能端一个上升和下降脉冲沿，该模块实现方式和原理按钮按下之前输出端为低，按下之后为高电平，按钮升起来为低电平。protues 仿真原理图按钮之后，

37、R之前为输出端。3.3 NE555定时器模块设计1.该模块的主要实现定时报警，具体有以下几个功能：1.15s 内密码输入不正确则触发5s 报警指示2.15s 内密码未输入完成则触发5s 报警指示并且自锁复位。3.15s 内密码输入正确则不报警。4.15s 报警器同时可当门铃使用图 4 密码输入模块文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J

38、8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2

39、J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ

40、2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 H

41、Q2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4

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43、 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q

44、4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L54 如下图所示，其报警的频率计算式为f=l/0.7(R1+2R2)C1获得脉冲信号以后，多谐振荡器得电工作，从 4 脚和 8 脚输入电源，由 3 脚输出正弦波频率脉冲。外部元件的稳定性决定了多谐振荡器的稳定性，可以通过调节外部元件的R和 C来得到稳定的脉冲信号。由 555 定时器和外接元件 Rl、R2、C构成多谐振荡器，脚2 与脚 6 直接相接。电路没有稳态，仅存在两个暂

45、稳态，电路亦不需要外加触发信号，利用电源通过Rl、R2向 C充电，以及 C通过 R2向放电端Ct 放电，如图 3.3 使电路产生振荡。图3.2 所示是由 555 定时器构成的多谐振荡器的内部框图及引脚排列情况，下表是它的引脚功能。2.该模块主要由 555 定时器构成的多谐振荡器和单稳态触发器来实现，其间为实现上面4 个功能，用到了 D触发器，多个反相器和与门和与非门。用 555 器件及一些必不可少的元件来构成多谢振荡器，其电路图如上图所示。3.4 密码比较模块的设计1.该模块功能是密码正确时按确认键开锁，开启信号由LED灯指示，5s 后自锁电路。表 1 555的引脚功能引脚功能 1接地 2触发

46、输入端 3输出端 4复位端 5电压控制端 6阈值输入端7放电端 8电源061110R4DC7Q3GND1VCC8TR2TH6CV5U19NE555R4DC7Q3GND1VCC8TR2TH6CV5U20NE555C710uR251818kC80.01uLS1SOUNDERR265kR275kC91uC100.01uR4DC7Q3GND1VCC8TR2TH6CV5U30NE555R4DC7Q3GND1VCC8TR2TH6CV5U31NE555R4DC7Q3GND1VCC8TR2TH6CV5U32NE555R324.55kC150.01uC161000uFD3LED-BIRY56U29:C74LS0

47、4R341818kC170.01uC1810uC200.01uR355kR365kC191uLS3SOUNDER1312U38:D74LS04R3310kC2110u456U25:B74081110U38:E74LS04图 5多谐振荡器和单稳态触发器文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编

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50、档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5文档编码:CK5H10Y1Z1Q4 HQ2J8P8F8I10 ZQ10W4A9E5L5