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1、淮安信息职业技术学院综合毕业实践说明书（论文）2007 学年 信息与通信工程 系 通信工程 专业综合毕业实践题目： 数 字 密 码 锁 设 计 学生姓名： 班级： 120410 学号： 22起讫日期： 2006年10月2007年6月 实践地点： 南京市政府 指导老师： 教研室主任： 班主任： 目 录引 言第一章 硬件设计 11.1 电路的组成与工作过程11.2 单元电路的分析3第二章 整机的装配与调试212.1 电路的焊接212.2 调试23第三章心得体会24致 谢25参考文献26附 表 28摘 要随着电子工业的发展，数字电子技术已经深入到了人们生活的各个层面，而且各种各样的电子产品也正在日新
2、月异地向着高精尖技术发展。由于电子产品的功能不断增加，使用也越来越方便，有些产品已经成为了人们日常生活中不可缺少的必备物品。发展历史悠久的机械式门锁，因其功能单一，安全性能较差等缺点，必将被新一代的电子门锁所代替。新颖的多功能电子门锁，集电子门锁、防盗报警器，门铃等功能于一身，而且还具有定时器呼唤，断电自动报知，显示屋内有无人和自动留言等诸多附加功能。本次课题设计中，我们的基本目的是实现按预先设定的密码，按下相应的按键可通过继电器将锁打开。SummaryAlong with the electronics industry development, the numeral electronic
3、 technology already penetrated arrived each stratification plane which the people lived, moreover various electronic products were also turning towards the precise and advanced technological development. Because the electronic products function increases unceasingly, the use more and more is also co
4、nvenient, some products have already become in the people daily life the essential necessary goods. Development history glorious mechanical type door lock, because its function is unitary, the safety performance inferior shortcoming, will certainly to replace by the new generation of electronic door
5、 lock. Novel multi-purpose electronic door lock, collection electron door lock, burglar alarm, functions and so on doorbell in a body, moreover also has the timer summon, power failure automatic telling, whether there is in the demonstration room the human and the automatic message and so on many ad
6、ditional functions. In this topic design, our basic goal is the realization according to the password which establishes in advance, presses down the corresponding pressed key to adopt the electric appliance to open passable the lock.Key关键词：密码锁 数据选择器 单稳态触发器 计数器/分配电路 讯响器word : password lock data acqui
7、red trigger counter-selection device / distribution circuits hearing ringers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睐。设计本课题时构思了两种方案：一种是用以AT89C2051为核心的单片机控制方案；另一种是用以CD4013双主从D触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。第一章 硬件设计 1.1电路的组成与工作过
8、程一、 电路组成1 编码电路：按键开关S0S9与二极管VD1VD12构成三位BCD码编码电路，S1S7对应的BCD码分别为001111，S0，S8，S9起作用，且具有复位功能。2 数字选择器：数字选择器是从多个数据中选择出一个选择，也叫多路转换器。数据选择器的功能类似一个多投开关，是一个多输入，单输出的逻辑组合电路。CD4512为8选1数字选择器，其选择端CBA输入的是编码电路产生的三位BCD码，D0D7为数据输入端，14脚为输出端如按下按扭S3时，编码电路产生的BCD码为001。CD4512的选择端CBA=001。这时将数据输出端D3输入的信号送到输出端14脚。即14脚的输出信号电平与D3输
9、入信号电平一致。3 单稳态触发器单稳态电路只有一个稳定状态。在外界触发脉冲的作用下，电路从稳态翻转到暂态，在暂态维持一段时间之后，又返回稳态，并在输出端产生一个矩形脉冲。它的工作特点：电路只有一个稳定状态；当外界触发脉冲来后，电路从稳态翻转到暂态，并在暂态停留一段时间，而且在输出端产生一个宽度为TW的矩形脉冲。 单稳态的电路是由CC7555定时电路构成，电路图为下图所示：CD4013为双D触发器，将其中两个触发上器分别连接成单稳态触发电路主要目的是为了防止触点抖动而产生失误IC3A，IC3B构成的单稳态为Q=0，当Q=1，则经电阻向电容充电，产生复位电压使Q段置0，当S0S9中任一按键被按下时
10、，电源电压经过VD22VD24加到VT1的基极，使VT1导通，VT2截止（按键按下前，VT1截止，VT2导通），IC3A的 时钟输入端有上升沿作用，使得Q=D=1为高点平，Q非=0。经过一段时间充电后电容器C2上端变为高电平，复位端R作用使Q变为0。则Q非由0变成1，作为上升沿时钟信号控制IC3B及CD4017工作。4. 十数/分配器电路CD4017为十进制计数器，在记数脉冲作用下Q0Q9逐位输出高电平，RST为高电平有效的复为端。正常记数时RST应接低电平。若RST为高点平，则复位后为Q0为高电平，Q1Q9构成低电平。5. 讯响电路：VT5VT8构成讯响电路，每按一下按键，讯响器HA都发出“
11、嘟”的一声提示音。二、电路的工作过程该装置电路（见附图一）该电路的密码由S0S7组成的九位数构成，如密码为112225555，当按下S1即密码为1时，电源电压经S1加到编码电路，其编码输出为001送到IC2的选择端，即CBA为001，IC2的14脚输出电平与D1一致，由于IC1的初始状态为Q0=1，Q1Q9均为0，所以IC2的14脚输出高电平，使VT3饱和导通，IC3的9脚为低电平。同时高电平亦经S1，VS1，VD24加到IC3A的时钟端3脚，经延迟后IC3A2脚Q非由0变1，作为时钟信号加到IC3B的11脚和IC1的14脚，并使IC1记数结果进1，即Q=1，Q0，Q2Q9均为0，这时再按下S
12、1，S2，S2，S2，S5，S5，S5，S5，IC1Q2，Q3，Q4，Q5，Q6，Q7，Q8，Q9依次出现高电平时，VT4导通，继电器K吸合，将锁打开。若其中某一位按错，如输入密码时将S6按下，则编码输出为110，IC2的14脚输出与D6电平一致，由于D6经电阻R2接地，故为低电平，所以IC2上午14脚输出低电平，加到VT3的基极，使VT3截止，IG3B的9脚为高电平，输出13脚Q也为高电平，加到IC1的15脚复位端，使IC1复位，即Q0=1，Q1Q9均为0，必须重新输入正确的密码方能把锁打开。1.2设计思路分析共设了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
13、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。此设计用到了双D触发器制作的开关，首先应了解D触发器，D触发器只有在CP的上开沿到来时才按照输入信号的状态进行翻转，除此以外，在CP的其他任何时候。D触发器都将保持状态不变。特征方程： Qn+1=Da.CD4013器件分析 CD4013是由一个双D触发器构成的IC芯片。根据不同的需要连接其不同的引脚可实现不同功能。图1图1 双D触发器构成图下图为CD4013的管脚
14、图：下图为CD4012逻辑功能表：D触发器的内部原理图及工作原理：作用，使得Q=D=1为高点原理：当CP=0（低电平）时，G3，G4被封锁，输出均为高电平，触发器的状态保持不变，G5和G6门的输出由输入信号D决定。这时触发器处于等待状态，一旦CP的上升沿到来后，触发器就按G5，G6的输出状态翻转。 若D=0，则Q6=1，Q5=0，当CP上升沿到来后，G3被打开，输出低电平，G4仍被封锁，输出高电平，经G1，G2将触发器置伐1状态，即Qn+1=1;同时由于Q3=0，一方面通过置1维持线1将G5封锁，用于保持Q5=1，Q3=0，从而维持了触发器置伐的1状态，另一方面，为了保证在CP=1期间D端信号的变化不影响触发器的状态，又通过置0阻塞伐3将Q3=0的状态引回到G4的输入端，将G4封锁，以阻止G4。因输入信号D变为0，而出现0状态，亦即阻止触发器置0。 若D=1，则Q6=0，Q5=1，当CP上升沿到来后，G4被打开，输出低电平经G1，G2将触发器置成0状态，即Qn+1=0，同时G4=0，又通过置1维持线2将G6封锁，Q6=1又通过置
