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1、我罹工/孝电气信息学院电气与电子线路CAD课程设计（学年论文）说明书课题名称 学生学号 专业班级 学生姓名 学生成绩 指导教师电子密码锁的设计130420111813电气1班谢潇坤易先军、曾丽2015年12月21日至12月27日填写说明:1 . 一、二、三项由指导教师在课程设计（学年论文）开始前填写并 交由学生保管；2 .第四项由学生在完成课程设计后填写，并将此表与课程设计说明 书一同装订成册交给指导教师；3 .成绩评定由指导教师按评定标准评分。4 .此表格填写好后与正文一同装订成册。一、课程设计任务和基本要求：1、设计任务功能：设计一种电子密码锁，该系统通过4X4的矩阵键盘输入 或设定开锁密
2、码，采用LED数码管或LCD显示。可扩展通过特殊按 键清除用户密码，按键输入时LCD只显示字符个数显示为*为。任务：该设计要求根据功能要求提出电子密码锁的设计方案，设 计出系统原理图，并进行参数计算和元器件选择，了解电路的工作原 理，绘出电子密码锁的原理图及PCB图。2、基本要求绘图设计要求：(1)画出电子密码锁完整的原理图。ERC电气规则检测。创建项目元件库文件，生产网络表及元件清单。(4)画出所设计电路的PCB图，包括规划PCB板子大小、元器件 布局以及布线，布线方法则可根据具体情况使用自动布线(手工调整) 或者手工布线两种不同方式，生成项目元件封装库。 原理图中至少有2个自建元件符号，P
3、CB中至少有2个自建 封装元件。设计报告要求： 纸质档设计报告，报告应包括以下内容：设计任务书、摘要、 目录、正文、参考文献。电子档，包括自建原理图元件库、原理图、ERC、网络表、元件清单、自建元件封装库、PCB图、DRC、项目元件封装库等。二、进度安排：12月21号：下达设计任务。12月21号12月22号：设计原理图。12月23号：确定PCB板参数和元件封装类型。12月23号12月24号：设计PCB版图。12月25号12月26号：撰写报告12月27号：答辩。三、主要参考资料及主要参考文献：1邵群涛.电气制图与电子线路CADM.北京：机械工业出版社， 20052老虎工作室.电路设计与制版-Pr
4、ot99入门与提高M.北京：人民 邮电出版社,20013老虎工作室.电路设计与制板-ProtN99SE高级应用M.北京：人 民邮电出版社,20014谷树忠，刘文洲，姜航.Altium Designer教程M.北京：电子工业 出版社,2012四、答辩记录：II1、在设计过程中遇到的问题及解决方案(至少2个)。(1) C1、C2 has no drive解决方案：将原理图和PCB放在同一工程和文件夹(2)部分元件生成不了 PCB解决方案：制作封装图，在原理图的器件上双击，在右下方添加封装图形2015年 月 日III课程设计评审标准（指导教师用）评价内容具 体 要 求权重调查论证能独立查阅文献和从事
5、其他调研；能提出并较好地论述课0.1题的实施方案；有收集、加工各种信息及获得新知识的能力。实践能力能正确选择研究（实验）方法，独立进行研究工作。如装置安装、调试、操作。0.2分析解决问题能力能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题；能正确处理实验数据；能对课题进行理论分析，得出有价值的结论。0.2工作量、工作态度按期圆满完成规定的任务，工作量饱满，难度较大，工作 努力，遵守纪律；工作作风严谨务实。0.2质量综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨 合理；实验正确，分析处理科学；文字通顺，技术用语准确， 符号统一，编号齐全，书写工整规范，图表完笛、整洁、止确； 论文结果有应用价值。0.
6、2创新工作中有创新息识；对前人工作有改进或独特见解。0.1摘 要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得尤其的突出, 传统的机械锁由于其构造的简单，被撬的事件也屡见不鲜，因此，人们在日常生 活中越来越越离不开密码的使用。在人们对安全的重视和科技的发展的同时，许 多电子智能锁（指纹识别、1C卡辨认）已相继问世，但这类产品是针对特定指 纹或有效卡。另外，卡片式的1C卡易丢失和损坏，加上其成本较高，在一定程 度上限制了这类产品的普及和推广。鉴于目前的技术水平和市场的接收程度，电 子密码锁是这类电子防盗产品的主流。据51单片机之间的串行通信原理，这便 于对密码信息的随机加密和保护。反应速
7、度快、传输效率高、工作稳定可靠。测 试结杲表明，本系统各项功能已达到本设计的所有要求关键词：单片机； 电于密码顿；安全； 成本AbstractWith the development of living standard, how to ensure guard against theft become a particular problem. Traditional machinery locks being pried-out is not a unusual events. Thus, people get more and more rely on the use of passwo
8、rd. Maliy electronic technological locks (fingerprint identifier, IC identification) have appeared in succession. These machine is aim on special fingerprint or card. What s more, the IC might get lose or destroyed easily with its high cost, which greatly limit the popularity of these machine in som
9、e aspect For the standard of technology and marketplace reception, electronic password lock is popular during this electronic coded lock. According to the principle of serial communication between 51 singe-chip microcomputer, this is easy to encrypt and protect the password information. With its fas
10、t response, high transmission efficiency, stable and reliable, Test results show that all the functions of this svstem haveKeywords single chip SCM ; electronic coded lock ; safe; cost计.91 方案论证1.1 电气电子线路 CAP 设计步骤、 要点 .11.2 方案论证选择.213 方案设计.32 项目元件库2.1 元件库42.2 封装元件庠, 53 原理图设计3.1 时钟电跖设计 73.2 指示信号控制电略 .
11、73.3 按键控制电踣设计 83.4 显示电跖设3.5 ERC电气规则检测93.6 网络表及器件清单104 PCB图设计4.1 规戈 IPCB板 .114.2 装入网络表及元件. 114.3 布局及布线 . 125 结论5.1 设计优劣 135.2 感想启发 13参考文献 . 14附录1系统原理图 15附录2系统PCB图 16附录3自建库图形 17附录4生成网络表 191方案论证1.1电气电子线路CAD设计步骤、要点1、新建一个 workspace新建一个Project新建一个文件(schdoc、pcbdoc)2、schdoc工作环境设置：图纸图样、背景网梏、网梏属性3、元件犀的加载(syst
12、em, desigen/Browse Lib)4、原理图基本操作(元件放置、连线等，报表建立)5、原理图元件库的编辑(新建Filc/Ncw/SCH.-Lib.)6、原理图到PCB (原理图环境下:Dcsign/Updaia PCB, ,)7、PCB工作环境Dcsigti/Board OptionDcsign/Board shapeVicw/Toclbar/utili -.sct Origin8、元器件封装库：新建库(Filc/Ncw/Lib./PCB Ub.)进入 PCB 库编辑环境(Filc/Opcn/*.PcbLib)9、元件封装的制作(Tools/Comp.Wizard- )10、PCB
13、 设计规则(Dcsign/Riils)11、布局、布线、后处理(敷铜等)12、检查核对1.2方案论证选择方案一：采用数字电路控制采用74LS112双JK触发器构成的数字逻辑电路作为密码锁的核心控制，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； 如杲用户输入密码的时间超过3秒（一般情况下，用户不会超过3秒，若用户觉 得不便，还可以修改）电路将报警60秒，若电路连续报警三次，电路将锁定键 盘2分钟，防止他人的非法操作。采用数字电路设计的方案好处就是设计简单但 控制的准确性和灵活性差。故不采用。方
14、案二：采用一种是用以AT89c51为核心的单片机控制方案采用一种是用以AT89c51为核心的单片机控制方案选用单片机AT89c51作为本设计的核心元件，利用单片机灵活的编程设计 和丰富的I。端口，及其控制的准确性，实现基本的密码锁功能。在单片机的外 围电路外接输入键盘用于密码的输入和一些功能的控制，外接LED显示器用于 显示作用，外接蜂呜器用于输错三次密码报警，发光二级管用于提示作用。因为此方案灵活多变，灵活性好，内容丰富且保密性强、还具有扩展功能。因此选择者二方案。13方案设计(1)硬件方案根据设计的要求可知，系统的硬件原理框图如图2.1所示。继电器 驱动电路图1.1硬件程序设计图LCD显示电路单片机可选用AT89c51,它与8051系列单片机全兼容，但其内部带有4KB的FLASH ROM,设计时无需外接程序存储器,南北向和东西向各采用2个数码管计时，同时需要对该方向的指示灯的点亮时间进行倒计时。键盘系统可以根据系统的需要设置不同的键的个数，可以选择线式键盘或矩阵式键盘。(2)软件方案为设计和调试带来极大的方便o软件可由汇编语言完成，也可由C根据设计要求，程序框图如
