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文檔簡介
1、 電氣信息學(xué)院課 程 設(shè) 計 說 明 書題 目: 電子密碼鎖專 業(yè): 信息工程年 級: 2009級學(xué) 生: 學(xué) 號: 36xxxxxxxxxxxx7指導(dǎo)教師: 完成日期: 2011 年 6 月 26 日目錄1.前言32總體方案設(shè)計52.1 方案比較52.1.1 方案一52.1.2 方案二52.2 方案論證62.3 方案選擇63.單元模塊設(shè)計73.1密碼預(yù)設(shè)模塊設(shè)計73.2密碼輸入模塊設(shè)計93.3 555定時模塊設(shè)計113.4 密碼比較模塊設(shè)計153.5特殊器件的介紹193.6各單元模塊的連接194.軟件簡介205.系統(tǒng)調(diào)試215.1 硬件調(diào)試215.2 系統(tǒng)仿真參數(shù)設(shè)置215.3 功能調(diào)試21
2、6.系統(tǒng)功能、指標參數(shù)256.1系統(tǒng)能實現(xiàn)的功能256.2系統(tǒng)指標參數(shù)設(shè)置256.3系統(tǒng)功能指標參數(shù)及分析257.結(jié)論278.總結(jié)與體會289.謝詞2910.參考文獻30附錄:系統(tǒng)仿真總圖31電子密碼鎖摘 要:本設(shè)計的電子密碼鎖采用四位密碼解鎖。該電子密碼鎖通過555定時報警,通過報警即可判斷密碼正確與否。數(shù)字密碼輸入后采用編碼電路和鎖存器電路來實現(xiàn)保存密碼,以便進行密碼比較。密碼未在規(guī)定時間內(nèi)輸入正確,則進行自鎖和復(fù)位。密碼輸入正確后開鎖信號由led指示。文中列舉了兩種不同的方案,并進行了比較以及改進,對關(guān)鍵器件也進行了功能介紹和測試。關(guān)鍵詞:密碼鎖、74hc161、ne555、 prote
3、usabstract: the design for the traditional mechanical locks important shortcomings and modern security protection and design of digital electronic locks. the design of electronic locks use four-digit password to unlock. the electronic lock 555 timed by the alarm, the alarm can be determined by the p
4、assword is correct or not. password to be used after digital coding circuit and latch circuit to achieve to save passwords for password comparison. password is not entered correctly within the specified time, the self-locking and reset. after entering the correct password lock signal from the led. t
5、he article cited two different scenarios, and compared and the improvement of key functional components have also been introduced and tested.keywords: electronic lock;74hc161;ne555;proteus1. 前言1.1 設(shè)計背景隨著人們生活水平的提高和安全意識的加強,對安全的要求也就越來越高。鎖自古以來就是把守護門的鐵將軍,人們對它要求甚高,既要安全可靠的防盜,又要使用方便,這也是制鎖者長期以來研制的主題。隨著電子技術(shù)的發(fā)
6、展,各類電子產(chǎn)品應(yīng)運而生,電子密碼鎖就是其中之一。據(jù)有關(guān)資料介紹,電子密碼鎖的研究從20世紀30年代就開始了,在一些特殊場所早就有所應(yīng)用。這種鎖是通過鍵盤輸入一組密碼完成開鎖過程。研究這種鎖的初衷,就是為提高鎖的安全性。由于電子鎖的密鑰量(密碼量)極大,可以與機械鎖配合使用,并且可以避免因鑰匙被仿制而留下安全隱患。電子鎖只需記住一組密碼,無需攜帶金屬鑰匙,免除了人們攜帶金屬鑰匙的煩惱,而被越來越多的人所欣賞。電子鎖的種類繁多,例如數(shù)碼鎖,指紋鎖,磁卡鎖,ic卡鎖,生物鎖等。但較實用的還是按鍵式電子密碼鎖。20世紀80年代后,隨著電子鎖專用集成電路的出現(xiàn),電子鎖的體積縮小,可靠性提高,成本較高,
7、是適合使用在安全性要求較高的場合,且需要有電源提供能量,使用還局限在一定范圍,難以普及,所以對它的研究一直沒有明顯進展。目前,在西方發(fā)達國家,電子密碼鎖技術(shù)相對先進,種類齊全,電子密碼鎖已被廣泛應(yīng)用于智能門禁系統(tǒng)中,通過多種更加安全,更加可靠的技術(shù)實現(xiàn)大門的管理。在我國電子鎖整體水平尚處于國際上70年代左右,電子密碼鎖的成本還很高,市場上仍以按鍵電子鎖為主,按鍵式和卡片鑰匙式電子鎖已引進國際先進水平,現(xiàn)國內(nèi)有幾個廠生產(chǎn)供應(yīng)市場。由于門電路也具有現(xiàn)場可編程功能,當設(shè)計需要更改時,只需更改門電路中的控制和接口電路,無需更改外部電路的設(shè)計,大大提高了設(shè)計的效率,傳統(tǒng)的機械鎖由于其構(gòu)造的簡單,被撬的事
8、件屢見不鮮,電子鎖由于其保密性高,使用靈活性好,安全系數(shù)高,受到了廣大用戶的歡迎。通常簡單的數(shù)字電路就可實現(xiàn)密碼不限次數(shù)重寫,也就是說現(xiàn)在的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計一樣靈活、方便。相對于基于單片機技術(shù)的電子密碼鎖,用簡單門電路來來構(gòu)成系統(tǒng),可靠性提高,并且價格便宜。1.2 設(shè)計概述通過本次設(shè)計掌握數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計的方法,熟悉電子密碼鎖設(shè)計相關(guān)硬件的使用,了解電子密碼鎖的系統(tǒng)構(gòu)成,利用數(shù)字門電路實現(xiàn)電子密碼鎖的設(shè)計與實現(xiàn),可以加深自己對所學(xué)專業(yè)的認識,關(guān)聯(lián)知識,增強自己的動手能力,積累實踐經(jīng)驗,為以后的工作打好基礎(chǔ)。1.2.1設(shè)計目標1.在鎖的控制電路中存儲一個可以修改的4位代碼,當開關(guān)鎖按鈕開關(guān)(可
9、設(shè)置成6位至8位,其中實際有效為4位,其余為虛設(shè))的輸入代碼等于存儲的代碼時,進入開鎖狀態(tài)而使鎖打開。2.從第一個按鈕觸動之后的5秒內(nèi)若未將鎖打開,則電路自動復(fù)位并進入自鎖狀態(tài),使之無法再打開(可按復(fù)位鍵重新輸入),并由揚聲器發(fā)出持續(xù)20s的報警信號。3.電子鎖也能作門鈴使用,但響聲已與報警聲做區(qū)別處理1.2.2技術(shù)路線要實現(xiàn)該設(shè)計,就應(yīng)把整個電路分為幾大模塊。分別是密碼預(yù)設(shè)模塊,密碼輸入模塊,密碼比較模塊,鎖存模塊,定時模塊,報警模塊。先通過對各個模塊進行設(shè)計、調(diào)試之后再將其組合起來進行整機調(diào)試。1.2.3實施計劃首先就是要理清實現(xiàn)設(shè)計的框圖,在總體框圖的指導(dǎo)下,作出具體的電路圖,由要設(shè)計實
10、現(xiàn)的功能,計算出各個電路元件的值,并逐一對各個元件進行選擇。最后用仿真軟件對設(shè)計進行仿真操作,調(diào)試軟件,并對照出的設(shè)計有誤的地方進行必要的修正,確保設(shè)計的正確。1.2.4必備條件要實現(xiàn)該電路的設(shè)計,首要的就是要制定出設(shè)計的實現(xiàn)框圖,并在老師的指導(dǎo)和參照資料的條件下作出具體電路圖,選定實現(xiàn)實現(xiàn)該設(shè)計的各種元器件。另外,還應(yīng)由必要的軟件幫助設(shè)計的完成。2.總體方案設(shè)計本節(jié)將介紹具體電子鎖的設(shè)計方案2.1 方案比較2.1.1 方案一輸入按鈕開關(guān)輸入鎖存電路密碼存儲電路開鎖控制電路5s定時電路20s定時電路鎖裝置音響電路自鎖圖2.1 方案一的原理框圖方案一的原理框圖如圖2.1所示。本方案是用按鍵式的輸
11、入方式輸入密碼,然后預(yù)設(shè)密碼由74hc160和bcd數(shù)碼管顯示,而輸入密碼則由4508和bcd數(shù)碼管顯示,密碼比較由異或門器件來實現(xiàn),定時裝置由555定時器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器2.1.2 方案二輸入密碼密碼識別按下確認鍵密碼正確 綠燈亮開鎖密碼錯誤555電路工作紅燈亮蜂鳴器響十秒顯示十秒倒計時圖2.2 方案二的原理框圖方案二的原理框圖如圖2.2所示。本設(shè)計提供了一個 4位撥碼式按鍵輸入開關(guān) ,一個4位撥碼式按鍵密碼預(yù)設(shè)開關(guān)。用戶必須按下按下事確認按鈕后方可知用戶輸入的密碼是否與預(yù)置密碼一致,一致時密碼鎖可打開 ,本設(shè)計由綠色二極管亮代表密碼正確 ,鎖可以打開。密碼不正確時,紅色二極管
12、亮同時蜂鳴器響十秒,顯示十秒倒計時2.2 方案論證第一套方案和第二套方案都可行,但是第一套方案的思路更清晰,想到了用4508+bcd數(shù)碼管和74hc160+bcd數(shù)碼管的方式顯示密碼,是比較好的想法,而第二套方案用npn型三極管9013對555脈沖信號放大,從而驅(qū)動蜂鳴器報警,而第二套方案用npn型三極管9013對門電路信號放大,從而驅(qū)動繼電器工作比較難以實現(xiàn)2.3 方案選擇基于第一套方案思路更清晰,實現(xiàn)的難度更小,更能體現(xiàn)我們的思想,故選擇第一套方案。3. 單元模塊設(shè)計3.1密碼預(yù)設(shè)模塊設(shè)計 圖3.1 密碼預(yù)設(shè)模塊如圖3.1所示為密碼預(yù)設(shè)模塊,通過這個電路預(yù)設(shè)密碼,按鍵按下則給一個脈沖給74
13、hc160使其顯示所輸入的密碼 圖3.2 74hc160管腳圖74hc160芯片同步十進制計數(shù)器(異異步清零)用于快速計數(shù)的內(nèi)部超前進位用于n位級聯(lián)的進位輸出同步可編程序有置數(shù)控制線二極管位輸入異步清零同步置數(shù)本電路是由4個主從觸發(fā)器和用作除2計數(shù)器及計數(shù)周期長度為除5的3位2進制計數(shù)器所用的附加選通所組成,有選通的零復(fù)位和置9輸入。為了利用本計數(shù)器的最大計數(shù)長度(十進制),可將b輸入童qa輸出連接,輸入計數(shù)脈沖可加到輸入a上,此時輸出就如相應(yīng)的功能表上所要求的那樣。ls90可以獲得對稱的十分頻計數(shù),辦法是將qd輸出接到a輸入端,并把輸入計數(shù)脈沖加到b輸入端,在qa輸出端處產(chǎn)生對稱的十分頻方波
14、。 圖3.3 密碼按鍵輸入按鈕觸發(fā)脈沖bcd數(shù)碼管譯碼顯示 圖3.4 密碼預(yù)設(shè)輸入顯示3.2密碼輸入模塊設(shè)計 圖3.5 密碼輸入模塊如圖3.5所示為電子密碼鎖輸入密碼部分,輸入對則上面的燈亮,不對則報警,5秒內(nèi)未輸入完成也報警。 圖3.6 開鎖指示燈 圖3.7 密碼輸入鍵盤如圖3.7所示為密碼輸入鍵盤,該模塊主要實現(xiàn)給相應(yīng)功能端一個上升和下降脈沖沿,該模塊實現(xiàn)方式和原理按鈕按下之前輸出端為低,按下之后為高電平,按鈕升起來為低電平。protues仿真原理圖按鈕之后,r之前為輸出端。 圖3.8 優(yōu)先編碼器如圖3.8所示為cd4532組成的16線4線優(yōu)先編碼器,高六位為虛設(shè)優(yōu)先編碼器:允許同時輸入兩
15、個或以上的有效編碼信號,當同時輸入幾個有效編碼信號時,優(yōu)先編碼器能按預(yù)先設(shè)定的優(yōu)先級別,只對其中優(yōu)先權(quán)最高的一個信號進行編碼。 圖3.9 cd4532管腳圖3.3 555定時模塊設(shè)計1、該模塊主要實現(xiàn)定時報警,具體有以下幾個功能: 1.5s內(nèi)密碼輸入不正確則觸發(fā)20s報警指示 2.5s內(nèi)密碼未輸入完成則觸發(fā)20s報警指示并且自鎖復(fù)位。 3.5s內(nèi)密碼輸入正確則不報警。 4.20s報警器同時可當門鈴使用2、該模塊主要由555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器來實現(xiàn),其間為實現(xiàn)上面4個功能,用到了d觸發(fā)器,多個反相器和與門和與非門。 圖3.10 555定時器組成的5秒和20秒報警裝置用555器件
16、及一些必不可少的元件來構(gòu)成多謝振蕩器,其電路圖如圖3.10所示。 圖 3.11 555單穩(wěn)態(tài)和555多諧振蕩器組成的20秒報警裝置如圖3.11所示,其報警的頻率計算式為f=1/0.7(r1+2r2)c1獲得脈沖信號以后,多諧振蕩器得電工作,從4腳和8腳輸入電源,由3腳輸出正弦波頻率脈沖。外部元件的穩(wěn)定性決定了多諧振蕩器的穩(wěn)定性,可以通過調(diào)節(jié)外部元件的r和c來得到穩(wěn)定的脈沖信號。由555定時器和外接元件r1、r2、c構(gòu)成多諧振蕩器,腳2與腳6直接相接。電路沒有穩(wěn)態(tài),僅存在兩個暫穩(wěn)態(tài),電路亦不需要外加觸發(fā)信號,利用電源通過r1、r2向c充電,以及c通過r2向放電端ct 放電,如圖3.3使電路產(chǎn)生振
17、蕩。圖3.2所示是由555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器的內(nèi)部框圖及引腳排列情況,表3.1是它的引腳功能。 圖3.12 555定時器引腳排列表3.1 555功能圖接通接通關(guān)斷 表3.2 555的引腳功能引腳功能1接地2觸發(fā)輸入端3輸出端4復(fù)位端5電壓控制端6閾值輸入端7放電端8電源 555電路的內(nèi)部電路含有兩個電壓比較器,一個基本rs觸發(fā)器,一個放電開關(guān)管t,比較器的參考電壓由三只5k的電阻器構(gòu)成的分壓器提供。它們分別使高電平比較器a1的同相輸入端和低電平比較器a2的反相輸入端的參考電平為2/3 vcc電和1/3vcc。a1與a2的輸出端控制rs觸發(fā)器狀態(tài)和放電管開關(guān)狀態(tài)。當輸入信號自6腳,即高電平觸
18、發(fā)輸入并超過參考電平2/3vcc時,觸發(fā)器復(fù)位,555的輸出端3腳輸出低電平,同時放電開關(guān)管導(dǎo)通;當輸入信號自2腳輸入并低于1/3vcc時,觸發(fā)器置位,555的3腳輸出高電平,同時放電開關(guān)管截止。rd是復(fù)位端(4腳),當rd=0,555輸出低電平。平時rd端開路或接vcc。vc是控制電壓端(5腳),平時輸出2/3vcc作為比較器a1的參考電壓,當5腳外接一個輸入電壓,即改變了比較器的參考電壓,從而實現(xiàn)對輸出的另一種控制,在不接外加電壓時,通常接一個0.01uf的電容器到地,起濾波作用,以消除外來的干擾,以確保參考電平的穩(wěn)定。t為放電管,當t導(dǎo)通時,將給接于腳7的電容器提供低阻放電通路。555定
19、時器主要是與電阻、電容構(gòu)成充放電電路,并由兩個比較器來檢測電容器上的電壓,以確保輸出電平的高低和放電開關(guān)管的通斷。這就很方便地構(gòu)成從微秒到數(shù)十分鐘的延時電路,可以方便地構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、多諧振蕩器、施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生或波形變換電路。 圖3.14 5秒超時報警裝置 圖 3.15 5秒555定時裝置如圖所示為5秒555定時裝置,5秒計時期間d2燈亮直到5秒計時結(jié)束3.4 密碼比較模塊設(shè)計一、該模塊功能是密碼正確時安確認按鈕時開鎖,開鎖信號由led燈指示。5s后自鎖電路。二、該模塊由d觸發(fā)器和邏輯開關(guān)來實現(xiàn)三、protues原理及原理圖該模塊原理為確認按鈕給d觸發(fā)器一個有效脈沖,密碼正確后led
20、燈亮,否則不亮。5s定時結(jié)束通過反相器給另一個d觸發(fā)器,使其斷開鍵盤電源達到自鎖。 圖3.16 異或門密碼比較裝置如圖3.16所示為異或門組成的密碼比較裝置,當密碼輸入正確時輸出一個高電平,開鎖指示燈亮。 圖3.17 555定時器組成的電子門鈴如圖3.17所示為555定時器構(gòu)成的電子門鈴裝置,當按鍵按下時使門鈴裝置發(fā)聲。 圖3.18 5秒超時自鎖和報警裝置如圖3.18所示為5秒超時自鎖和報警部分,06端密碼輸錯輸入一個低電平,當5秒輸入密碼的時間用完14端給一個脈沖觸發(fā)d觸發(fā)器,使得報警器報警的同時上面的d觸發(fā)器也被觸發(fā),鍵盤被切斷電源,從而達到自鎖的目的。 圖3.19 rc微分電路如圖3.1
21、9所示為一個rc微分電路,提供后面20秒報警器一個脈沖 圖3.20 74hc194移位寄存器模塊如圖3.21所示為74hc194移位寄存器模塊,使bcd數(shù)碼管分別顯示輸入的密碼74hc194的特點為:并行輸入和并行輸出四種操作方式:同步并行寄存,右移,左移,保持正沿時鐘觸發(fā)無條件直接清除典型參數(shù):f(工作頻率)=36mhz,pd=75mw 圖3.21 74hc194管腳圖說明: 本電路有46個等效門,有并行輸入,并行輸出,右移和左移串行輸入,操作模式控制輸入和一個直接無條件清零,設(shè)計者實際上組合了系統(tǒng)設(shè)計者在一個移位寄存器上所要的全部特點,電路有4哥不同的操作方式,為: 并行(并排)寄存(置數(shù)
22、) 右移(方向qa到qd) 左移(方向qd到qa) 禁止時鐘(不動) 同步的并行置數(shù)是通過加4個數(shù)據(jù)位,并使模式控制輸入端s0和s1為高電平而完成的,在時鐘輸入的正躍變之后,可把數(shù)據(jù)存入到相應(yīng)的觸發(fā)器上并在輸出端輸出,當置數(shù)時,串行數(shù)據(jù)流唄禁止。 右移是在s0為高和s1為低時,用時鐘的脈沖上沿去同步地完成。這種方式的串行數(shù)據(jù)是在右移數(shù)據(jù)輸入端上進行。當s0為低和s1為高時,可同步地在左移數(shù)據(jù),而數(shù)據(jù)被送入左移串行輸入端。 當兩個模式控制輸入端都為低時,觸發(fā)器的時鐘脈沖便被禁止。3.5特殊器件的介紹3.5.1 74hc161器件介紹時鐘cp和四個數(shù)據(jù)輸入端p0p3清零/mr使能cep,cet置數(shù)
23、pe數(shù)據(jù)輸出端q0q3以及進位輸出tc. (tc=q0q1q2q3cet) 表3.3 74ls161功能表輸 入 輸 出 cr cpld epetd3 d2 d1 d0 q3 q2 q1 q0 0 0 0 0 0 1 0 d c b a d c b a 1 1 0 q3 q2 q1 q0 1 1 0 q3 q2 q1 q0 1 1 1 1 狀態(tài)碼加1 圖3.22 74ls161管腳圖如圖3.22 所示為74ls161的管腳圖,從74ls161功能表3.3中可以知道,當清零端cr=“0”,計數(shù)器輸出q3、q2、q1、q0立即為全“0”,這個時候為異步復(fù)位功能。當cr=“1”且ld=“0”時,在c
24、p信號上升沿作用后,74ls161輸出端q3、q2、q1、q0的狀態(tài)分別與并行數(shù)據(jù)輸入端d3,d2,d1,d0的狀態(tài)一樣,為同步置數(shù)功能。而只有當cr=ld=ep=et=“1”、cp脈沖上升沿作用后,計數(shù)器加1。74ls161還有一個進位輸出端co,其邏輯關(guān)系是co= q0q1q2q3cet。合理應(yīng)用計數(shù)器的清零功能和置數(shù)功能,一片74ls161可以組成16進制以下的任意進制分頻器。3.6 各單元模塊的聯(lián)接詳見附錄所示。4. 軟件簡介proteus軟件是來自英國labcenter electronics公司的eda工具軟件,proteus軟件除了其具有和其它eda工具一樣的原理布圖,pcb自動
25、或人工布線及電路仿真的功能外, 其革命性的功能是,他的電路仿真是互動的,針對微處理器的應(yīng)用,還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程,并實現(xiàn)軟件源碼級的實時調(diào)試,如有顯示及輸出, 還能看到運行后輸入輸出的效果,配合系統(tǒng)配置的虛擬儀器如示波器,邏輯分析儀等,不需要別的,proteus為建立了完備的電子設(shè)計開發(fā)環(huán)境。具有4大功能模塊u 智能原理圖設(shè)計(isis)豐富的器件庫超過27000種元器件,可方便地創(chuàng)建新元件;智能的器件搜索:通過模糊搜索可以快速定位所需要的器件;智能化的連線功能:自動連線功能使連接導(dǎo)線簡單快捷,大大縮短繪圖時間;支持總線結(jié)構(gòu):使用總線器件和總線布線使電路設(shè)計簡明清晰;可輸出高
26、質(zhì)量圖紙。u prospice混合仿真:基于工業(yè)標準spice3f5,實現(xiàn)數(shù)字/模擬電路的混合仿真;超過27000個仿真器件:可以通過內(nèi)部原型或使用廠家的spice文件自行設(shè)計仿真器件,labcenter也在不斷地發(fā)布新的仿真器件,還可導(dǎo)入第三方發(fā)布的仿真器件。 u 獨特的單片機協(xié)同仿真功能支持主流的cpu類型:如arm7、8051/52、avr、pic10/12、pic16、pic18、pic24、dspic33、hc11、等。u 實用的pcb設(shè)計平臺 先進的自動布局/布線功能;支持器件的自動/人工布局;支持無網(wǎng)格自動布線或人工布線;支持引腳交換/門交換功能使pcb設(shè)計更為合理;完整的pcb
27、設(shè)計功能;可以輸出多種格式文件。 5. 系統(tǒng)調(diào)試本節(jié)將介紹系統(tǒng)功能及調(diào)試5.1 系統(tǒng)仿真總圖見附錄所示。5.2 系統(tǒng)仿真參數(shù)設(shè)置在系統(tǒng)調(diào)試之前,我們需要對系統(tǒng)進行參數(shù)設(shè)置,如表5.1所示。表5.1 元件參數(shù)表 序號編號參數(shù)序號編號參數(shù)序號編號參數(shù)1r05.1k10c01uf19u1ne5552r130m11c11uf20u2ne5553r21k12c20.01uf21u3lm3864r32.4k13c30.1uf22ls1speaker5r48k14c40.01uf23d1red-led6r51.2k15c5250uf24q12n-23697r610k16c60.05uf8r71k17c710
28、uf9r81k18c81uf5.3 功能調(diào)試通過幾天的的理論設(shè)計, 為了驗證對理論應(yīng)用的正確性,選用protues進行仿真,驗證所設(shè)計的電路能否實現(xiàn)密碼輸入,密碼預(yù)設(shè)比較且報警時間是否與理論時間相同。5.3.1 555定時模塊電路5.3.1.1 調(diào)試目的測試輸入密碼開始時555定時器是否開始計時,計時是否為5秒,報警時間是否為20秒,報警頻率是否與門鈴聲有區(qū)別。5.3.1.2 調(diào)試電路調(diào)試電路如圖5.1所示。 圖5.1 5秒計時電路20秒報警電路調(diào)試5.3.1.3 調(diào)試結(jié)果圖5.2為5秒555定時器5秒計時的調(diào)試圖,圖5.3為22秒報警電路的調(diào)試結(jié)果。 圖5.2 5秒計時仿真調(diào)試圖 圖5.3
29、20秒報警仿真調(diào)試圖5.3.2 密碼部分電路5.3.2.1 調(diào)試目的測試密碼輸入正確時是否進入開鎖狀態(tài),密碼輸錯時是否進入自鎖狀態(tài)。5.3.1.2 調(diào)試電路調(diào)試電路如圖5.4所示。 圖5.4 密碼正確調(diào)試電路 圖5.5 密碼錯誤調(diào)試電路5.3.1.3 調(diào)試結(jié)果如圖5.4所示預(yù)設(shè)密碼為1111,而在5秒輸入的密碼也為1111,密碼輸入正確,開鎖指示燈亮,電路開鎖;如圖5.5所示預(yù)設(shè)密碼也為1111,而在5秒內(nèi)輸入的密碼為2222,密碼輸入錯誤,電路進入自鎖狀態(tài),報警20秒。6 系統(tǒng)功能、指標參數(shù)本節(jié)將介紹系統(tǒng)參數(shù)6.1系統(tǒng)能實現(xiàn)的功能本設(shè)計是用電子器件設(shè)計制作一個密碼鎖的控制電路,使之在輸入正確
30、的密碼時進入開鎖狀態(tài),若5秒內(nèi)未輸入正確則自鎖并發(fā)出20秒的警報。6.2系統(tǒng)指標參數(shù)設(shè)置對于本設(shè)計系統(tǒng)的參數(shù)測試,總共分兩步。第一步就是將自己設(shè)計的電路用軟件protel作出具體的線路圖,用protel自帶的檢測功能檢測線路是否連接有誤,直到修改線路至無誤為止。第二步就是將我們的電路的各部分分開進行仿真。對此部分仿真可用到仿真軟件proteus。在對每個部分仿真達到正確結(jié)果后,然后將各個模塊連接起來進行整體測試。經(jīng)過仿真證明我設(shè)計的觸摸式報警器電路工作正常。6.3系統(tǒng)功能指標參數(shù)及分析電源輸出的電壓測試 用proteus進行了仿真模擬測試,測試的數(shù)據(jù)結(jié)果表明基本符合要求。表6.1 參數(shù)記錄表輸
31、入輸出誤差220v市電12.10.8%報警時間的長短、頻率測試用proteus進行了仿真模擬測試,測試的數(shù)據(jù)結(jié)果表明基本符合要求。 表6.2 參數(shù)記錄表來電/停電報警時間蜂鳴頻率誤差來電3399710%,0.3%停電289966.7%,0.4%通過前面的參數(shù)計算和仿真的系統(tǒng)各元件的參數(shù)表如表6.3所示。 表6.3 仿真參數(shù)7 結(jié)論本設(shè)計通過比較器、鎖存器、計數(shù)器、編碼器、譯碼器的應(yīng)用實現(xiàn)了電子密碼鎖的技術(shù)要求,具體功能如下:通過輸入正確原密碼執(zhí)行開鎖并綠色二極管亮5.5秒,錯誤則報警并自鎖20秒,自鎖過程中不能再進行操作;同時還對輸入時間進行限制,如果輸入超時,系統(tǒng)會將其等同于輸入錯誤處理;另
32、外,在輸入正確原始密碼后可以設(shè)置新密碼;在輸入過程中,可以復(fù)位清零,重新輸入。具體實現(xiàn)途徑為:輸入端采用兩片4532編碼,輸出和密碼儲存分別采用4片4508鎖存器;密碼比較電路通過4片4063實現(xiàn);綠燈亮和報警自鎖電路通過幾組555單穩(wěn)態(tài)電路及相應(yīng)組件構(gòu)成;5秒限時功能通過兩個555單穩(wěn)態(tài)組合實現(xiàn)。經(jīng)過測試,順利實現(xiàn)了各項預(yù)計功能本次設(shè)計的電子密碼鎖,功能多樣、使用、比較人性,同時具有極高的可靠性;在輸入錯誤和輸入超時會通過蜂蜜器報警、并自鎖,具有較強的安保功能在日常生活和安全領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用前景。8總結(jié)與體會8.1 設(shè)計的收獲體會電子密碼鎖的設(shè)計是在數(shù)字電路、模擬電路課程后,自己設(shè)計的課外科技活動。是教學(xué)計劃中實踐方面的重要組成部分,也是落實本科學(xué)生科研訓(xùn)練計劃的要求。在著重基礎(chǔ)、注重前沿的前提下,促進電子信息類專業(yè)和課程的建設(shè),促進教學(xué)改革,在教學(xué)中注重培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力、動手能力;加強科學(xué)研究和工程實踐素質(zhì)的訓(xùn)練,提高自己對實際問題進行設(shè)
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