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1、电子密码锁【摘要】本文的电子密码锁利用数字逻辑电路，实现对门的电子控制，并且有各种附加电路保证电路能够安全工作，具有极高的安全系数。【关键词】电子密码锁、电压比较器、555 单稳态电路、计数器、发器、源。一、引言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。设计本课题时构思了两种方案：一种是用以 核心的单片机控制方案；另一种是用以 74 发器构成的数字逻辑电路控制方案。考虑到单片机方案原理复杂，而且调试较为繁琐，所以本文采用后一种方案。二、总体方案设计1、
2、设计思路共设了 9 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，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；如果用户输入密码的时间超过40 秒（一般情况下，用户不会超过 40 秒，若用户觉得不便，还可以修改）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，防止他人的非法操作。2、总体方框图三、设计原理分析电路由两大部分组成：密码锁电路和备用电源(其中设置 源是为了防止因为停电造成的密码锁电路失效，使用户免遭麻烦。密码锁电路包含：键盘输入、密码修改、密码检测、开锁电路、执行电路、报警电路、键盘输次数锁定电路。1、键盘输入、密码
3、修改、密码检测、开锁及执行电路 . 其电路如下图 3示：35353525 23524683. 2 3 4 744455 键盘输入、密码修改、密码检测、开锁、执行电路开关 9 是用户的输入密码的键盘，用户可以通过开关输入密码，开关两端的电容是为了提高开关速度，电路先自动将 零，由报警电路送来的清零信号经 到 极，使 通，其集电极输出低电平，送往 现清零。 密码修改电路由双刀双掷开关 4 组成（如图 3示）, 它是利用开关切换的原理实现密码的修改。例如要设定密码为 1458，可以拨动开关 左，右，左，右，即可实现密码的修改，由于输入的密码要经过 4 的选择，也就实现了密码的校验。本电路有 16 组
4、的密码可供修改。图 3密码修改电路 由两块 74 发器，包含 成密码检测电路。由于 于计数状态，当用户按下第一个正确的密码后，出现了一个负的下降沿，数，Q 端输出为高电平，用户依次按下有效的密码，依次输出高电平，送入与门 其输出开锁的高电平信号送往 2 脚，执行电路动作，实现开锁。执行电路是由一块 555 单稳态电路（，以及由 成的达林顿管构成。若 脚输入一高电平，则 3 脚输出高电平，使 通，通，电磁阀开启，实现开门，同时电极上接的 色发光二极管）发亮，表示开门，20 秒后，555 电路状态翻转，电磁阀停止工作，以节电。其中电磁阀并联的电容 为了提高电磁阀的力矩。2、 报警电路报警电路实现的
5、功能是：当输入密码的时间超过 40 秒（一般情况下用户输入不会超过） ，电路报警 80 秒，防止他人恶意开锁。电路包含两大部分，2 分钟延时和 40 秒延时电路。其工作原理是当用户开始输入密码时，电路开始 2 分钟计时，超出 40 秒，电路开始 80 秒的报警。图如下 3示121000U 7 图 3报警电路有人走近门时，触摸了 (固定在键盘上，其灵敏度非常高，保证电路可靠的触发)，由于人体自身带的电，使 2 脚出现低电平，使 状态发生翻转，其 3 脚输出高电平，以通过 制 基极电流)，其集电极接的黄色发光二极管 光，表示现在电子锁处于待命状态,止，始通过 电(充电时间是 40 秒,此时为用户输
6、入密码的时间，即用户输入密码的时间不能超过 40 秒，否则电路就开始报警, 由于用户经常输入密码，而且知道密码，一般输入密码的时间不会超过 40 秒)，始进入延时 40 秒的状态。 开始报警:当用户输入的密码不正确或输入密码的时间超过 40 秒， 2 脚电位随着 充电而下降,当电位下降到 1/3(即 40 秒延时结束时候),3 脚变成高电位(延时时是低电平),通过 (作用是为了限制 导通电流防止电流过大烧毁三极管)通,其集电极上面接的红色发光二极管 亮,表示当前处于报警状态,随之而导通,使蜂鸣器发声,令贼人生怯,达到了 80 秒的报警时间， 6,7 脚接的电容 电结束, 3 脚变成低电平,止,
7、通,强制使强制电路处于稳态， 3 脚输出低电平,使 8 截止,蜂鸣器停止报警；或者用户输入的密码正确，则有开锁电路中的 电极输出清除报警信号，送至，通，强制使 极至低电位，解除报警信号。3、报警次数检测及锁定电路若用户操作连续失误超过 3 次，电路将锁定 5 分钟。其工作原理如下：当电路报警的次数超过3 次，由 4161）构成的 3 位计数器将产生进位，通过 出清零信号送往 74161 的清零端，以实现重新计数。经过 门） ，送到 55）的 2 脚，使 3 脚产生 5 分钟的高电平锁定脉冲（其脉冲可由公式 T=算得出） ，经 相，送 入端，使 出低电平，使 能开锁，到锁定的目的。电路图如下 3
8、示： 警次数检测及锁定电路4、备用电源电路为了防止停电情况的发生，本电路后备了 源，它包括市电供电电路，停电检测电路，电子开关切换电路，蓄电池充电电路和蓄电池组成。其电路图如下 3示：220V 市电通过变压器 B 降压成 12V 的交流电,再经过整流桥整流,7805 稳压到 5V 送往电子切换电路，由于本电路功耗较少，所以选用 10W 的小型变压器。图 3电源电路由 9 ，7 及 成电压比较器，正常情况下，V+出高电平，由 4 构成的达林顿管使继电器 J 开启，将其常开触电将蓄电池和电路相连，实现市电和蓄电池供电的切换，保证电子密码锁的正常工作（视电池容量而定持续时间） 。其电路图如下 3示：
9、5V 图 3电检测及电子开关切换电路2 构成的蓄电池自动充电电路，它在电池充满后自动停止充电，其中 为正在充电，工作指示。由 5， 成电压检测电路，蓄电池电压低，则 2 导通，实现对其充电；充满后，2 截止，停止充电，同时 灭，电路中 作用是滤除干扰信号。其电路图如 3示： 图 3蓄电池自动充电电路 五、总结与体会以上为实习期间所设计的电子密码锁电路，它经过多次修改和整理，以是一个比较不错的设计，可以满足人们的基本要求，但因为水平有限，此电路中也存在一定的问题，譬如说电路的密码不能遗忘，一旦遗忘，就很难打开，这可以通过增加电路解决，但过于复杂，本次设计未其中；用开关作 74 冲，不是很稳定，可
10、以调换其它高速开关或计数脉冲；电路密码只有 16 种可供修改，但由于他人不知道密码的位数，而且还要求在规定的时间内按一定的顺序开锁，所以他人开锁的几率很小；电路中未加显示电路，但可通过其它数字模块实现这一功能。这需要一段时间的进一步改进，如果有好的意见，希望老师给以支持。通过这三周的学习，我感觉有很大的收获：首先，通过学习使自己对课本上的知识可以应用于实际，使的理论与实际相结合，加深自己对课本知识的更好理解，同时实习也段练了我个人的动手能力：能够充分利用图书馆去查阅资料，增加了许多课本以外的知识。能对 9、和 仿真软件操作，能达到学以致用。对我们学生来说，理论与实际同样重要，这是我们以后在工作中说明自己能力的一个重要标准。在实习中，我感受到了老师对学生的那种悔人不卷的精神，每天的固定时间，老师都来给我们指导，使我们少走弯路，顺利完成实习任务，请允许我向你们致意崇高的敬意，感谢你们，老师！参考文献1
