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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