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1、个人资料整理仅限学习使用电子密码锁1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AT89C2051 为核心的单片机控制方案；另一种是用以 74LS112 双 JK 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。2 总体方案设计2.1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
2、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，其中设置UPS 电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。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 8 页个人资料整理仅限学习使用密码锁电路包含：键盘输入、密码修改、密码检测、开锁电路、执行电路、报警电路、键盘输入次数锁定电路。3.1 键盘输入、密码修改、密码检测、开锁及执行电路 . 其电路如下图1 所示：CLK1J3K2CD15SD4Q5Q6IC2ACLK1J3K2CD15SD4Q5Q6IC3ACLK1J3K2CD15SD4Q5Q6IC1AR26R2
3、5R24R2R20VCCCLK1J3K2CD15SD4Q5Q6IC4AK1K2S1K3K4S2K5K6S3K7K8S4S?TRIG2Q3R4CVolt5THR6DIS7VCC8GND1V3C1320UC12.T10T11D510C140.01UC150.01UC160.01UC170.01UC180.01UC190.01UC200.01UC210.01UTC131MR213.3K电磁锁清零信号 RD12456IC5A123IC6A锁定信号 E11K X 4 清零信号 RD74LS112消除报警信号74ls0874ls22k974LS11274LS11374LS114555T129018C254
4、7uR2020kR272.2k来自报警电路的清零信号C24500u图 1 键盘输入、密码修改、密码检测、开锁、执行电路开关K1K9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IC1IC4 清零，由报警电路送来的清零信号经C25 送到 T11 基极，使T11 导通，其集电极输出低电平，送往IC1IC4 ，实现清零。密码修改电路由双刀双掷开关S1S4组成 如图 2 所示） , 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S1 向左， S2 向右， S3 向左， S4 向右，即可实现密码的修改，由于输入的密码要经过S
5、1S4 的选择，也就实现了密码的校验。本电路有16 组的密码可供修改。图 2 密码修改电路由两块 74LS112双 JK 触发器，包含IC1IC4 ）组成密码检测电路。由于IC1 处于计数状态，当用户按下第一个正确的密码后，CLK 端出现了一个负的下降沿，IC1 计数， Q 端输出为高电平，用户依次按下有效的密码，IC2IC3 也依次输出高电平，送入与门IC5，使其输出开锁的高电平信号送往 IC13 的 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 IC13 ），以及由T10、T11 组成的达林顿管构成。若IC13的 2 脚输入一高电平，则3 脚输出高电平，使T10 导通，
6、 T11 导通，电磁阀开启，实现开门，同时T10 集电极上接的D5绿色发光二极管）发亮，表示开门，20 秒后， 555 电路状态翻转，电磁阀停精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 8 页个人资料整理仅限学习使用止工作，以节电。其中电磁阀并联的电容C24 使为了提高电磁阀的力矩。3.2 报警电路报警电路实现的功能是：当输入密码的时间超过40 秒，由于人体自身带的电，使IC10 的 2 脚出现低电平，使IC10 的状态发生翻转，其3 脚输出高电平，T5 导通 ( 可以通过R12 控制 T1 的基极电流 ，其集电极接的黄色发光二极管
7、 D3发光，表示现在电子锁处于待命状态,T6 截止， C4开始通过R14充电 ( 充电时间是40 秒, 此时为用户输入密码的时间，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，IC2 开始进入延时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， IC11 的 2 脚电位随着C4的充电而下降 , 当电位下降到1/3Vcc时 ( 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 R15使 (R15 的作用是为了限制T7 的导通电流防止电流过大烧毁三极管T7 导通
8、 , 其集电极上面接的红色发光二极管D4 发亮 , 表示当前处于报警状态,T8 也随之而导通, 使蜂鸣器发声 , 令贼人生怯 ,实现报警 .停止报警 : 当达到了80 秒的报警时间，IC10 的 6,7 脚接的电容C5放电结束 ,IC10 的 3 脚变成低电平 ,T5 截止 ,T6 导通 , 强制使强制电路处于稳态，IC11 的 3 脚输出低电平, 使 T7,T8 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T10 集电极输出清除报警信号，送至T12PNP ）， T12 导通，强制使T7 基极至低电位，解除报警信号。3.3 报警次数检测及锁定电路若用户操作连续失误超过3
9、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IC974161 ）构成的3 位计数器将产生进位，通过IC7，输出清零信号送往74161 的清零端，以实现重新计数。经过IC8与门），送到IC12555）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=1.1RC 计算得出），经T9 倒相，送IC6 输入端，使IC6 输出低电平，使 IC13 不能开锁，到锁定的目的。电路图如下图4所示：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 8 页个人资料整理仅限学习使用TRIG2Q3R4CVolt5TH
10、R6DIS7VCC8GND1IC12555P03P14P25P36Q014Q113Q212Q311TC15EP7ET10CP2LD9RCO1RDIC974LS161T99018R193.3KC1068uC110.1UR185.2M锁定键盘信号 E1来自报警电路的信号B1VCCVCC555123IC8A74ALS00图 4 报警次数检测及锁定电路3.4 备用电源电路为了防止停电情况的发生，本电路后备了UPS 电源，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。其电路图如下图5 所示：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,780
11、5 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 5 电源电路由 R8，R9， R6，R7 及 IC14 构成电压比较器，正常情况下，V+V- IC14 输出高电平，由T3，T4 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）。其电路图如下图6 所示：图 6 停电检测及电子开关切换电路精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 8 页个人资料整理仅限学习使用T1，T2 构成的蓄电池自动充电电路，它
12、在电池充满后自动停止充电，其中D1 亮为正在充电，D2 为工作指示。由R4，R5，T1 构成电压检测电路，蓄电池电压低，则T1， T2 导通，实现对其充电；充满后，T1，T2 截止，停止充电，同时D1 熄灭，电路中C4 的作用是滤除干扰信号。其电路图如图 7 所示：图 7 蓄电池自动充电电路4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74LS112 的 CLK 脉冲，不是
13、很稳定，可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protel 99、和EWB 等仿真软件操作，能达到学以致用。对我们学生来说，理论与实际
14、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 康华光 . 电子技术基础 第四版） M . 北京 : 高等教育出版社 ,1998 1 梁宗善 . 新型集成块应用 M. 武汉 : 华中理工大出版社,2004 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 8 页个人资料整理仅限学习使用电子信息专业毕业设计 论文）任务书 - 数字密码锁的设计- 许艳老师
15、center毕 业 设 计论文）任 务 书/center 信息学部电子信息专业级 届） 班 学生毕业设计 论文）题目：数字密码锁的设计毕业设计 论文）内容：设计一种由 AT89C2051编程实现的控制电路，具有按键有效指示、输入错误指示、解码有效指示、控制开锁电平、定时中断、控制报警、密码修改等功能，可在意外泄密的情况下及时修改密码。8位十进制密码共一亿组不重复，保密性强，灵活性高，适用范围广，特别适合家庭、宾馆等场所。毕业设计 论文）专题部分：指导教师： 签名）年 月 日教研室主任： 签名）年 月 日学部主任： 签名）年 月 日：left江西理工大学信息学院 01 级 2005 届）/lef
16、t center学生毕业设计 论文）开题报告/center 设计 论文）题目 数字密码锁的设计专业 电子信息工程学生姓名指导教师center本课题研究的现状/center 出于安全、方便等方面的需要，许多智能锁管理员红楼UID 4 精华 0 积分 443 帖子 443 威望 0 点应科币 10 元阅读权限 200 注册 2005-10-8 来自 甘肃状态 离线#2发表于 2005-12-14 13:42 资料 主页 个人空间 短消息主要参考文献1 余永权 . ATMEL89 系列 7 陈爱第 . Protel99实用培训教程 . 人民邮电出版社 . 20008 阎石. 数字电子技术基础 . 高等教育出版社 . 1998(29 童诗白 . 模拟电子技术基础 . 高等教育出版社 . 1998(4精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 8 页
