電子密碼鎖說明書

1、 西華大學(xué)電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書電子密碼鎖電子密碼鎖摘摘 要：要：電子密碼鎖自身有著很高的安全性并且成本低、功耗小、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)。在很多的安全領(lǐng)域內(nèi)具有技術(shù)和報(bào)警功能的的數(shù)字密碼鎖已經(jīng)逐漸取代了傳統(tǒng)的鑰匙式機(jī)械鎖并且克服了機(jī)械式密碼鎖的密碼數(shù)量少、修改不方便等劣，使密碼鎖在性能及技術(shù)上都有了很大程度上的提升。該電子密碼鎖由四部分組成，密碼設(shè)定及輸入電路、報(bào)警電路、計(jì)時(shí)電路和電源電路。也可以劃分為三大模塊即密碼設(shè)定及輸入模塊、計(jì)時(shí)報(bào)警模塊、電源模塊。其中密碼設(shè)定及輸入模塊是通過觸發(fā)器來設(shè)定密碼并且進(jìn)行輸入，計(jì)時(shí)報(bào)警模塊是用計(jì)數(shù)器來計(jì)用戶輸入密碼的時(shí)間若超時(shí)即通過 555來實(shí)現(xiàn)報(bào)警，最后電源電路

2、是用來給上述模塊供電。這就是該電子密碼鎖的主要結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：計(jì)數(shù)器，觸發(fā)器，555 定時(shí)器，密碼鎖AbstractAbstract：Electronic cipher lock with safety and low cost, low power consumption, simple operation and so on high. In the field of security many skilled and alarm functions of digital password lock has been gradually replaced the traditiona

3、l mechanical lock key and overcomes the number of mechanical cipher lock password less, it is not convenient to modify the bad, make the cipher lock in performance and technology have been improved greatly.The digital password lock is composed of four parts,the password settings and input circuit, a

4、larm circuit, a timing circuit and a power circuit. Also can be divided into three major modules: password setting and input module, alarm module, power module.The password setting and input module is the trigger to set a password and enter, timing alarm module is counter to the user to enter a pass

5、word if the timeout time by 555 to achieve the alarm, the power supply circuit is used to give the module power supply. This is the main structure of the digital password lock.KeywordsKeywords：Counter， trigger， 555 timer， password lock 西華大學(xué)電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書目目 錄錄1 1 前言前言.1 11.1 目的及意義.11.2 技術(shù)要求.11.3 國內(nèi)外概況.1

6、1.4 要解決的問題.12 2 總體方案設(shè)計(jì)總體方案設(shè)計(jì).2 22.1 方案比較 .22.2 方案論證 .32.3 方案選擇 .33 3 單元模塊設(shè)計(jì)單元模塊設(shè)計(jì).4 43.1 各單元模塊功能介紹及電路設(shè)計(jì).43.2 電路元件選擇和參數(shù)計(jì)算 .103.3 特殊器件的介紹.113.4 各單元模塊的聯(lián)接.134 4 系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試.14144.1 仿真電路總圖 .144.2 系統(tǒng)仿真參數(shù)設(shè)置 .144.3 功能調(diào)試.155 5 系統(tǒng)功能、指標(biāo)參數(shù)系統(tǒng)功能、指標(biāo)參數(shù).22225.1 系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)的功能.225.2 系統(tǒng)指標(biāo)參數(shù)測試.225.3 系統(tǒng)功能及指標(biāo)參數(shù)分析 .226 6 結(jié)論結(jié)論.2424

7、7 7 總結(jié)與體會(huì)總結(jié)與體會(huì).2525 西華大學(xué)電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書8 8 致謝致謝.26269 9 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).2727附錄附錄 .2828 第 1 頁西華大學(xué)電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書1 1 前言前言在人們的日常生活和工作中, 房屋住宅的安全防范、辦公室的文件檔案、財(cái)務(wù)報(bào)表以及其他一些個(gè)人資料的保存通常都會(huì)使用鎖來進(jìn)行保護(hù)。但是使用傳統(tǒng)的鑰匙式機(jī)械鎖來保護(hù)需要人們隨身攜帶鑰匙這樣非常的不方便且發(fā)生鑰匙丟失后會(huì)產(chǎn)生更大的安全隱患。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)日常生活 中的安全保險(xiǎn)器件的要求越來越高。人們對(duì)密碼鎖的要求也自然越來越高，所以為了為滿足人們對(duì)鎖的使用要求，增加其安全性和可靠性

8、，數(shù)字密碼鎖就漸漸的進(jìn)入了人們的生活。電子密碼鎖自身有著很高的安全性并且成本低、功耗小、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)。在很多的安全領(lǐng)域內(nèi)具有技術(shù)和報(bào)警功能的的數(shù)字密碼鎖已經(jīng)逐漸取代了傳統(tǒng)的鑰匙式機(jī)械鎖并且克服了機(jī)械式密碼鎖的密碼數(shù)量少、修改不方便等劣，使密碼鎖在性能及技術(shù)上都有了很大程度上的提升。再后來隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字密碼鎖技術(shù)更是日新月異，出現(xiàn)了帶微處理器的智能密碼鎖，它 除具有電子密碼鎖的功能外， 還引入了智能化管理，從而使數(shù)字密碼鎖具有很高的安全性、可靠性以及廣泛的引用性。1.11.1 目的及意義目的及意義本設(shè)計(jì)的目的是要設(shè)計(jì)一個(gè)具有報(bào)警功能的電子密碼鎖，準(zhǔn)確地比較密碼的正確來開鎖。

9、防止非法開鎖。相對(duì)于其他鎖，電子密碼鎖體積小、功耗低、價(jià)格便宜、安全可靠,維護(hù)和升級(jí)都十分方便,具有較好的應(yīng)用前景并且更加適應(yīng)現(xiàn)代生活的需求。1.21.2 技術(shù)要求技術(shù)要求本設(shè)計(jì)的要求是設(shè)計(jì)一個(gè)通過輸入正確密碼來開鎖，對(duì)于錯(cuò)誤密碼有報(bào)警提示，密碼在規(guī)定時(shí)間內(nèi)未完成有自鎖復(fù)位，且不能再繼續(xù)輸入密碼。從而防止非法開鎖。1.31.3 國內(nèi)外概況國內(nèi)外概況隨著我國對(duì)外開放的不斷深入，高檔建筑發(fā)展很快，高檔密碼鎖具市場的前景樂觀。我國密碼鎖具行業(yè)對(duì)密碼鎖具高新技術(shù)的投入正逐年增大，高檔密碼鎖的市場需求也逐年增加。在安防工程中，鎖具產(chǎn)品是關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)安全性的重要設(shè)備，所以鎖具產(chǎn)品的優(yōu)劣也關(guān)系了整個(gè)安防工

10、程的質(zhì)量和驗(yàn)收。在國外，美國、日本、德國的電子密碼鎖保密性較好，并結(jié)合感應(yīng)卡技術(shù)，生物識(shí)別技術(shù)，使電子密碼鎖系統(tǒng)得到了飛躍式的發(fā)展。這幾個(gè)國家的密碼鎖識(shí)別的密碼更復(fù)雜，并且綜合性比較好，已經(jīng)進(jìn)入了成熟期，出現(xiàn)了感應(yīng)卡式密碼鎖，指紋式密碼鎖，虹膜密碼鎖，面部識(shí)別密碼鎖，序列混亂的鍵盤密碼鎖等各種技術(shù)的系統(tǒng)，它們?cè)诎踩?，方便性，易管理性等方面都各有特長，新型的電子密碼鎖系統(tǒng)的應(yīng)用也越來越廣。1.41.4 要解決的問題要解決的問題在許多電子密碼鎖的設(shè)計(jì)中都能夠正確地比較密碼然后開鎖，而沒有對(duì)錯(cuò)誤密碼的報(bào)警指示，不能有效地預(yù)防非法開鎖盜竊。所以本設(shè)計(jì)要解決的問題是判斷密碼正確與否，而且對(duì)錯(cuò)誤開鎖方式

11、的制止。 第 2 頁西華大學(xué)電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書2 2 總體方案設(shè)計(jì)總體方案設(shè)計(jì)通過查閱大量相關(guān)技術(shù)資料，并結(jié)合自己的實(shí)際知識(shí)，我主要提出了兩種技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。下面我將對(duì)這兩種方案的組成框圖和實(shí)現(xiàn)原理分進(jìn)行說明。 2.12.1 方案比較方案比較.1 方案一方案一輸入按鈕開關(guān)輸入鎖存電路 阿薩德密碼儲(chǔ)存電路 阿薩德開鎖控制電路5 S定時(shí)電路 阿薩德20 S定時(shí)電路 阿薩德報(bào)警電路鎖裝置自鎖圖 2.1 方案一的原理框圖原理：密碼存儲(chǔ)電路時(shí)先焊接固定的密碼電路，使其不能更改，在輸入按鈕開關(guān)處輸入密碼，第一個(gè)密碼按下時(shí)觸發(fā) 5s 定后自鎖住按鈕開關(guān)使其不能再輸入密碼，密碼輸入

12、到鎖存電路中和已存儲(chǔ)的密碼進(jìn)行比較若密碼正確則開鎖，否則觸發(fā) 20s 定時(shí)報(bào)警。.2 方案二方案二復(fù)位輸入按鈕開關(guān)輸入鎖存電路 阿薩德密碼儲(chǔ)存電路 阿薩德開鎖控制電路5 S定時(shí)電路 阿薩德20 S定時(shí)電路 阿薩德報(bào)警電路mn鎖裝置自鎖設(shè)置按鈕開關(guān) 阿薩德確認(rèn)圖 2.2 方案二的原理框圖 第 3 頁西華大學(xué)電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書原理：首先設(shè)置密碼，通過鎖存器將密碼鎖存。然后輸入密碼，當(dāng)?shù)谝晃幻艽a輸入時(shí) 5s 定時(shí)開始，5s 定時(shí)結(jié)束后自鎖鍵盤，使其再不能輸入密碼。輸入的密碼通過密碼鎖存電路鎖存起來，將輸入密碼與設(shè)置的密碼進(jìn)行比較，再按確認(rèn)鍵，若密碼正確則開鎖，若密碼不正確則觸發(fā)

13、20s 定時(shí)報(bào)警。當(dāng)密碼不正確時(shí)按復(fù)位鍵則可以再次輸入密碼。.2 方案三方案三 圖 2.3 方案三的原理框圖2.22.2 方案論證方案論證經(jīng)論證兩種方案均可行，且大體相同。方案一中電子密碼鎖的基本功能能夠?qū)崿F(xiàn)功耗較低，但密碼不能修改，密碼為預(yù)先設(shè)置的初始密碼。另，當(dāng)輸入四次密碼輸入完后，立刻自動(dòng)開鎖，從安全性來說較低。方案二中設(shè)有復(fù)位，對(duì)于錯(cuò)誤密碼有修正功能，對(duì)于調(diào)試過程中能夠及時(shí)停止報(bào)警，但是功耗相對(duì)于一要大。方案二中有原始密碼修改功能。此方案中確認(rèn)鍵防止按鍵次數(shù)不對(duì)也開鎖。方案三它由四部分組成即輸入電路、編碼電路、執(zhí)行電路、報(bào)警電路組成。在這個(gè)設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于電路簡單易懂，而

14、且造價(jià)便宜。具有一定的保密性。2.32.3 方案選擇方案選擇基于功能的全面和安全性能的考慮選擇了方案二。密碼修改功能在日常中很重要。如懷疑密碼被盜，可以修改密碼保障安全。且，當(dāng)密碼輸入錯(cuò)誤時(shí)可以按復(fù)位來再次開鎖。數(shù)碼開關(guān)編碼寄存器 驅(qū)動(dòng)鎖數(shù)碼開關(guān)報(bào)警 第 4 頁西華大學(xué)電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書 3 3 單元模塊設(shè)計(jì)單元模塊設(shè)計(jì)該密碼鎖主要由密碼設(shè)置模塊、鍵盤模塊、密碼輸入鎖存模塊、密碼比較模塊、定時(shí)模塊以及開鎖和自鎖模塊模塊構(gòu)成。下面分模塊介紹。3.13.1 各單元模塊功能介紹及電路設(shè)計(jì)各單元模塊功能介紹及電路設(shè)計(jì).1 密碼設(shè)置模塊設(shè)計(jì)密碼設(shè)置模塊設(shè)計(jì)1.該模塊主要實(shí)現(xiàn)密碼的設(shè)置

15、以及所存的功能。2.該模塊的原理及其實(shí)現(xiàn)方式。本設(shè)計(jì)要求密碼為 4 位十進(jìn)制代碼。為實(shí)現(xiàn)密碼的設(shè)置采用了 74HC160 十進(jìn)制的計(jì)數(shù)器和按鈕按下給計(jì)數(shù)器一個(gè)脈沖，從而達(dá)到密碼設(shè)置的功能，考慮到密碼鎖空間有限，因此沒有用十個(gè)按鍵設(shè)置鍵盤。密碼設(shè)置后通過 CD4511 和 7 段數(shù)碼顯示器來實(shí)現(xiàn)譯碼顯示已設(shè)置的密碼。但在實(shí)際使用中這是不可見的。3.結(jié)構(gòu)框圖按鈕觸發(fā)脈沖計(jì)數(shù)存儲(chǔ)譯碼顯示圖 3.1 密碼設(shè)置模塊框圖4.protues 仿真電路圖及原理按鈕按下給一個(gè)脈沖，該脈沖提供 74HC160 的時(shí)鐘信號(hào)，從而 74HC160 計(jì)數(shù)一次并通過 74HC4511 和 7 段數(shù)碼顯示器顯示出設(shè)置的數(shù)字

16、。74HC160 有很多功能，在此模塊中只選用了它的十進(jìn)制加計(jì)數(shù)的功能。密碼設(shè)置原理電路如圖 3.1 所示。圖 3.2 密碼設(shè)置和顯示電路密碼設(shè)置總電路圖如圖 3.3 所示。 第 5 頁西華大學(xué)電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書圖 3.3 密碼設(shè)置總電路.2 矩陣鍵盤模塊設(shè)計(jì)矩陣鍵盤模塊設(shè)計(jì)1.該模塊主要實(shí)現(xiàn)給相應(yīng)功能端一個(gè)上升和下降脈沖沿。2.該模塊實(shí)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。3.protues 仿真原理圖按鈕之后，R 之前為輸出端。圖 3.4 按鍵電路圖 3.5 按鍵區(qū)總電路 第 6 頁西華大學(xué)電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書由于設(shè)計(jì)要求，鍵盤模塊

17、內(nèi)設(shè)置了確認(rèn)按鈕以及復(fù)位按鈕。.3 密碼輸入鎖存模塊密碼輸入鎖存模塊1.該模塊實(shí)現(xiàn)的功能是密碼輸入及鎖存。2.該模塊由兩部分構(gòu)成，一部分為密碼輸入編碼，一部分為密碼輸入鎖存顯示。3.結(jié)構(gòu)框圖：輸入密碼編碼鎖存顯示圖 3.6 密碼輸入模塊框圖4.protues 仿真原理及電路圖密碼輸入編碼由兩片 4532 構(gòu)成的 16 線-4 線優(yōu)先編碼器所構(gòu)成。由于實(shí)際使用的只有 10 個(gè)輸入端，則高六位接地。如下圖所示。Gs 端仍為整個(gè)編碼器的編碼指示信號(hào)。如圖 3.5 所示。圖 3.7 16 線-4 線優(yōu)先編碼器電路由于鍵盤為一組，而要輸入四位密碼，則需要片選，本設(shè)計(jì)中用到了 74HC19

18、4 構(gòu)成的右移的移位寄存器，從而控制了四個(gè)鎖存器和譯碼顯示器的工作（如下圖） 。圖中 2 分別控制 4 個(gè) 4508 的 STB 端和 4511 的 LE 端。 第 7 頁西華大學(xué)電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書圖 3.8 74HC194 構(gòu)成的片選電路圖 3.9 整個(gè)密碼輸入鎖存電路.4 密碼比較模塊設(shè)計(jì)密碼比較模塊設(shè)計(jì)1.該模塊主要實(shí)現(xiàn)的功能是比較密碼正確與否。2.該模塊主要四位數(shù)值比較器 74LS85、一片 2 輸入與門和一片 4 輸入與門來實(shí)現(xiàn)。3.結(jié)構(gòu)框圖：密碼比較與輸入次數(shù)相比結(jié)果圖 3.10 密碼比較模塊框圖4.protues 仿真電路，及其原理該模塊原理是

19、A0，A1,A1，A3,為輸入密碼的四位二進(jìn)制代碼的輸入端，B0,B1,B2,B3 為存儲(chǔ)密碼的輸入端。通過 74LS85 比較，若比較出正確，則 A=B 端輸出 第 8 頁西華大學(xué)電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書高電平，通過 4 片比較器比較后對(duì)結(jié)果進(jìn)行與，再通過四輸入與門確定四位密碼正確與否，二輸入與門輸入端分別接密碼輸入次數(shù)（輸入四次后 05 為高電平）和比較結(jié)果。圖 3.11 密碼比較電路.5 定時(shí)報(bào)警模塊定時(shí)報(bào)警模塊1.該模塊主要實(shí)現(xiàn)定時(shí)報(bào)警，具體有以下幾個(gè)功能：（1）5s 內(nèi)密碼輸入不正確則觸發(fā) 20s 報(bào)警指示。（2）5s 內(nèi)密碼未輸入完成則觸發(fā) 20s 報(bào)警指示并且自鎖復(fù)

20、位。（3）5s 內(nèi)密碼輸入正確則不報(bào)警。2.該模塊主要由 555 定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器來實(shí)現(xiàn)，其間為實(shí)現(xiàn)上面 4 個(gè)功能，用到了 D 觸發(fā)器，多個(gè)反相器和與門和與非門。3.結(jié)構(gòu)框圖：5S 定時(shí)20S 定時(shí)多諧振蕩器報(bào)警圖 3.12 定時(shí)報(bào)警模塊框圖4. 555 定時(shí)報(bào)警電路仿真 第 9 頁西華大學(xué)電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書圖 3.13 555 定時(shí)報(bào)警電路.6 開鎖自鎖模塊設(shè)計(jì)開鎖自鎖模塊設(shè)計(jì)1.該模塊功能是密碼正確時(shí)安確認(rèn)按鈕時(shí)開鎖，開鎖信號(hào)由 LED 燈指示。5s 后自鎖電路。2.該模塊由 D 觸發(fā)器和邏輯開關(guān)來實(shí)現(xiàn)。3.結(jié)構(gòu)框圖：確認(rèn)LED 指示5S 定時(shí)自鎖

21、鍵盤圖 3.14 自鎖開鎖模塊框圖4.protues 仿真電路及原理。該模塊原理為確認(rèn)按鈕給 D 觸發(fā)器一個(gè)有效脈沖，密碼正確后 LED 燈亮，否則不亮。5s 定時(shí)結(jié)束通過反相器給另一個(gè) D 觸發(fā)器，使其斷開鍵盤電源達(dá)到自鎖。 第 10 頁西華大學(xué)電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書圖 3.15 開鎖和自鎖電路3.23.2 電路元件選擇和參數(shù)計(jì)算電路元件選擇和參數(shù)計(jì)算.1 元件參數(shù)計(jì)算元件參數(shù)計(jì)算設(shè)計(jì)中有 5s 和 20s 定時(shí)，選擇了 555 定時(shí)器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器來完成。其中 5s 定時(shí)電路中 R 為 455k，C 為 10u。具體公式如下：TW=1.1RC20s 定時(shí)電路的 R 為

22、1818k,C 為 10u。公式同上。報(bào)警頻率設(shè)置為 1Hz，則采用 555 定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器來完成，其中多諧振蕩 第 11 頁西華大學(xué)電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書器公式為：由上述公式計(jì)算得 R1 為 100k，R2 為 21.4k，C 為 10u。.2 元件選擇元件選擇元件選擇見表 3.1 所示表 3.1 元件表電阻 R電容 C型號(hào)個(gè)數(shù)型號(hào)個(gè)數(shù)1818k210u1036040.01u5455k121.4k23.3k410k103.33.3 特殊器件的介紹特殊器件的介紹本系統(tǒng)中主要使用了 555 定時(shí)器芯片。下面就該器件的功能特點(diǎn)、主要參數(shù)和使用方法作相應(yīng)說明。

23、.1 555555 定時(shí)器的介紹定時(shí)器的介紹555 定時(shí)器是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī)模集成器件。一般用雙極性工藝制作的稱為 555,用 CMOS 工藝制作的稱為 7555,除單定時(shí)器外,還有對(duì)應(yīng)的雙定時(shí)器 556 /7556。555 定時(shí)器的電源電壓范圍寬 ,可在 4. 5V 16V 工作,7555 可在 318V 工作,輸出驅(qū)動(dòng)電流約為 200mA,因而其輸出可與 TTL、CMOS 或者模擬電路電平兼容。 第 12 頁西華大學(xué)電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書圖 3.16 555 定時(shí)器的引腳圖555 定時(shí)器的功能主要由兩個(gè)比較器決定。兩個(gè)比較器的輸出電壓控制 RS 觸發(fā)器和放電管的狀態(tài)。若觸發(fā)輸

24、入端 TR 的電壓小于 VCC/3,則比較器 A2 的輸出為 1,可使 RS 觸發(fā)器置 1,使輸出端 OUT = 1。如果閾值輸入端 TH 的電壓大于 2VCC/3,同時(shí) TR 端的電壓大于 VCC/3,則 A1 的輸出為 1,A2 的輸出為 0,可將 RS 觸發(fā)器置 0,使輸出為 0 電平。555 定時(shí)器功能表和參數(shù)表如表 3.2 和表 3.3 所示。表 3.2 555 定時(shí)器功能表輸 入輸 出閾值輸入觸發(fā)輸入復(fù)位輸出放電管*00導(dǎo)通32VCC31VCC11截止32VCC31VCC10導(dǎo)通32VCC31VCC1不變不變表 3.3 555 定時(shí)器的參數(shù)表參數(shù)符號(hào)值單位電源電壓Vcc16V導(dǎo)致溫

25、度（焊接 10 秒）TLEAD300C功耗PD600mW工作溫度范圍LM555/NE555 TOPR0 +70-40 +85C儲(chǔ)存溫度范圍TSTG-65 +150C.2 74HC16174HC161 器件介紹器件介紹時(shí)鐘 CP 和四個(gè)數(shù)據(jù)輸入端 P0P3 清零/MR使能 CEP，CET置數(shù) PE數(shù)據(jù)輸出端 Q0Q3以及進(jìn)位輸出 TC (TC=Q0Q1Q2Q3CET)74HC161 功能表如表 3.4 所示。 第 13 頁西華大學(xué)電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書表 3.4 74HC161 功能表輸 入 輸 出 CR CPCPLD EPEPETETD3 D2 D1 D0 Q3 Q2 Q1 Q

26、0 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從 74LS161 功能表功能表中可以知道，當(dāng)清零端 CR=“0” ，計(jì)數(shù)器輸出Q3、Q2、Q1、Q0 立即為全“0” ，這個(gè)時(shí)候?yàn)楫惒綇?fù)位功能。當(dāng) CR=“1”且 LD=“0”時(shí)，在 CP 信號(hào)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(dāng) CR=LD=EP=ET=“1” 、CP脈沖上升沿作用后，計(jì)數(shù)器加 1。74LS161 還

27、有一個(gè)進(jìn)位輸出端 CO，其邏輯關(guān)系是 CO= Q0Q1Q2Q3CET。合理應(yīng)用計(jì)數(shù)器的清零功能和置數(shù)功能，一片 74LS161 可以組成 16 進(jìn)制以下的任意進(jìn)制分頻器。3.43.4 各單元模塊的聯(lián)接各單元模塊的聯(lián)接本設(shè)計(jì)中共有 6 個(gè)模塊，各個(gè)模塊之間的聯(lián)接關(guān)系如下：（1）鍵盤模塊和密碼鎖存模塊的聯(lián)接關(guān)系是將鍵盤編號(hào)對(duì)應(yīng)的按鈕接在密碼編碼電路中 4532 對(duì)應(yīng)的輸入端。（2）密碼鎖存模塊、密碼設(shè)置模塊及密碼比較模塊的聯(lián)接關(guān)系系是密碼鎖存器4508 的輸出端和對(duì)應(yīng)的密碼設(shè)置中的 74HC160 的輸出端接到相應(yīng)的比較器 74LS85 的輸入端。（3）定時(shí)報(bào)警模塊、開鎖自鎖模塊及鍵盤模塊的聯(lián)接關(guān)

28、系是定時(shí)模塊中 D 觸發(fā)器的 CLK 端接相應(yīng)的脈沖信號(hào)（在 3.1.5 中有闡述） ，通過定時(shí)模塊中 5s 定時(shí)電路鎖住鍵盤模塊電源，從而達(dá)到自鎖。鍵盤模塊中有復(fù)位按鈕，復(fù)位按鈕是接在所有 D 觸發(fā)器的 R 端，達(dá)到復(fù)位的功能。（4）開鎖自鎖模塊和密碼比較模塊的聯(lián)接關(guān)系是密碼比較模塊中輸出結(jié)果端 06接在 D 觸發(fā)器的 D 輸入端，作為開鎖信號(hào)的判斷依據(jù)。具體聯(lián)接關(guān)系見附錄。 第 14 頁西華大學(xué)電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書4 4 系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試簡單說明對(duì)系統(tǒng)的一些模塊用仿真軟件進(jìn)行了具體的調(diào)試。4.14.1 仿真電路總圖仿真電路總圖見附錄。4.24.2 系統(tǒng)仿真參數(shù)設(shè)置系統(tǒng)仿真參數(shù)設(shè)置在系統(tǒng)調(diào)

29、試之前，我們需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，如表 4.1 所示。表 4.1 系統(tǒng)仿真參數(shù)序號(hào)編號(hào)參數(shù)序號(hào)編號(hào)參數(shù)序號(hào)編號(hào)參數(shù)1R110K22R243.3K45U27-3074HC1602R210K23R2536046U16:A74LS043R310K24R263.3K47U22:B40134R410K25R2736048U9:A74LS045R510K26R283.3K49U18-21OR6R610K27C110u50U32:A74087R710K28C20.01u51U4-774HC45118R810K29C310u52U23-2674HC45119R910K30C40.01u53U34-3774L

30、S8510R1010K31C510u54U39:A450811R1510K32C60.01u55U2;A450812R1710K33C1110u56U2:B450811R2910K34C120.01u57U3:A450812R121818K35C1310u58U33:A74LS2113R13100K36C140.01u59U10-14NE55514R1421.4K37C1510u60LS1SOUNDER15R181818K38C2110u61LS2SOUNDER16R19100K39C2210u62D1LED-BIRY17R2021.4K40C2310u63D2LED-BIRY18R11455

31、K41C2410u19R2136042U24:A4016 第 15 頁西華大學(xué)電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書20R223.3K43U36:B401321R2336044U22:A40134.34.3 功能調(diào)試功能調(diào)試.1 定時(shí)報(bào)警模塊的仿真調(diào)試定時(shí)報(bào)警模塊的仿真調(diào)試 調(diào)試目的調(diào)試 5s 定時(shí)和 20s 的時(shí)間準(zhǔn)確度。 調(diào)試內(nèi)容用示波器觀察 555 定時(shí)器中 5s 和 20s 定時(shí)。 調(diào)試電路如圖 4.1 所示。圖 4.1 定時(shí)模塊調(diào)試電路 調(diào)試結(jié)果如圖 4.2 和圖 4.3 所示。 第 16 頁西華大學(xué)電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書圖

32、4.2 5s 定時(shí)電路示波器觀察圖 4.3 20s 定時(shí)電路示波器觀察.2 密碼設(shè)置模塊的仿真調(diào)試密碼設(shè)置模塊的仿真調(diào)試 調(diào)試目的調(diào)試密碼設(shè)置模塊的密碼設(shè)置功能。 調(diào)試內(nèi)容設(shè)置密碼為 2014。 調(diào)試電路如圖 4.4 所示 第 17 頁西華大學(xué)電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書圖 4.4 密碼輸入模塊調(diào)試電路 調(diào)試結(jié)果 如圖 4.5 所示。 第 18 頁西華大學(xué)電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書圖 4.5 密碼設(shè)置電路仿真.3 密碼輸入鎖存模塊的仿真調(diào)試密碼輸入鎖存模塊的仿真調(diào)試 調(diào)試目的調(diào)試密碼輸入模塊的密碼輸入功

33、能。 調(diào)試內(nèi)容密碼輸入為 1411。 調(diào)試電路 如圖 4.6 所示。 第 19 頁西華大學(xué)電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書圖 4.6 密碼輸入模塊調(diào)試電路 調(diào)試結(jié)果如圖 4.7 所示圖 4.7 密碼輸入鎖存電路仿真.4 密碼比較模塊調(diào)試密碼比較模塊調(diào)試 調(diào)試目的 第 20 頁西華大學(xué)電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書調(diào)試密碼比較模塊的比較功能 調(diào)試內(nèi)容輸入正確密碼和錯(cuò)誤密碼時(shí)的輸出結(jié)果 調(diào)試電路如圖 4.8 所示圖 4.8 密碼比較模塊調(diào)試電路 調(diào)試結(jié)果密碼正確時(shí)如圖 4.9 所示。圖 4.9 密碼正確

34、時(shí)比較結(jié)果 第 21 頁西華大學(xué)電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書密碼錯(cuò)誤時(shí)如圖 4.10 所示。圖 4.10 密碼錯(cuò)誤時(shí)比較結(jié)果.5 開鎖模塊調(diào)試開鎖模塊調(diào)試 調(diào)試目的驗(yàn)證開鎖模塊的指示功能。 調(diào)試內(nèi)容輸入正確和錯(cuò)誤密碼分別觀察指示燈的工作狀態(tài)。 調(diào)試電路如圖 4.11 所示圖 4.11 開鎖模塊調(diào)試電路 第 22 頁西華大學(xué)電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書 調(diào)試結(jié)果正確密碼輸入時(shí)如圖 4.12 所示。圖 4.12 密碼正確時(shí)調(diào)試結(jié)果密碼錯(cuò)誤時(shí)如圖 4.13 所示。圖 4.13 密碼錯(cuò)誤時(shí)調(diào)試結(jié)果 第 23 頁西華大學(xué)電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書5

35、 5 系統(tǒng)功能、指標(biāo)參數(shù)系統(tǒng)功能、指標(biāo)參數(shù)本節(jié)主要從報(bào)警器的實(shí)現(xiàn)的功能、開鎖信號(hào)參數(shù)測試兩個(gè)方面進(jìn)行介紹。5.15.1 系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)的功能系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)的功能在家庭防盜中各種情況實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)功能。主要有以下幾個(gè)功能：一、密碼可以通過內(nèi)部人員修改，在實(shí)際生活中密碼不顯示，為測試方便則有密碼顯示。二、密碼在 5s 內(nèi)錯(cuò)誤輸入且按確認(rèn)開鎖，按確認(rèn)的同時(shí)報(bào)警器就報(bào)警。三、密碼在 5s 內(nèi)未輸入完時(shí)，5s 后就報(bào)警。四、5s 內(nèi)密碼正確按確認(rèn)后開鎖，開鎖指示燈，僅在這種情況下亮。5.25.2 系統(tǒng)指標(biāo)參數(shù)測試系統(tǒng)指標(biāo)參數(shù)測試對(duì)于本設(shè)計(jì)系統(tǒng)的參數(shù)測試，就是將我們的電路的各部分分開進(jìn)行仿真。對(duì)此仿真可用到仿真軟件 p

36、roteus。在對(duì)每個(gè)部分仿真達(dá)到正確結(jié)果后，然后將各個(gè)模塊連接起來進(jìn)行整體測試。經(jīng)過仿真證明我設(shè)計(jì)的電子密碼鎖電路工作正常。5.35.3 系統(tǒng)功能及指標(biāo)參數(shù)分析系統(tǒng)功能及指標(biāo)參數(shù)分析通過前面的參數(shù)計(jì)算和仿真的如系統(tǒng)各元件的參數(shù)表如表 5.1 所示。表 5.1 系統(tǒng)各元件的參數(shù)表序號(hào)編號(hào)參數(shù)序號(hào)編號(hào)參數(shù)序號(hào)編號(hào)參數(shù)1R110K22R243.3K45U27-3074HC1602R210K23R2536046U16:A74LS043R310K24R263.3K47U22:B40134R410K25R2736048U9:A74LS045R510K26R283.3K49U18-21OR6R610K27

37、C110u50U32:A74087R710K28C20.01u51U4-774HC45118R810K29C310u52U23-2674HC45119R910K30C40.01u53U34-3774LS8510R1010K31C510u54U39:A450811R1510K32C60.01u55U2;A450812R1710K33C1110u56U2:B450811R2910K34C120.01u57U3:A450812R121818K35C1310u58U33:A74LS2113R13100K36C140.01u59U10-14NE555 第 24 頁西華大學(xué)電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書14R14

38、21.4K37C1510u60LS1SOUNDER15R181818K38C2110u61LS2SOUNDER16R19100K39C2210u62D1LED-BIRY17R2021.4K40C2310u63D2LED-BIRY18R11455K41C2410u19R2136042U24:A401620R223.3K43U36:B401321R2336044U22:A4013 第 25 頁西華大學(xué)電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書6 6 結(jié)論結(jié)論 本電子密碼鎖的設(shè)計(jì)主要由雙四位鎖存 D 型觸發(fā)器 4508 組成密碼預(yù)設(shè)電路，由555 定時(shí)器組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器驅(qū)動(dòng)繼電器開鎖電路，由十進(jìn)制計(jì)數(shù)/分配器 4017

39、，二輸入與非門 4011，信號(hào)發(fā)生器，蜂鳴器組成報(bào)警電路。本次設(shè)計(jì)中能夠?qū)崿F(xiàn)密碼鎖的基本功能，并且設(shè)有復(fù)位鍵，能夠在普通的，安全性要求不是太高的設(shè)備中投入使用。還有本設(shè)計(jì)的定時(shí)工作中兩片 555 定時(shí)器構(gòu)成的 20s 定時(shí)電路有重復(fù)工作區(qū)，造成了能源浪費(fèi)，這是一個(gè)缺點(diǎn)。通過分析與設(shè)計(jì)原理圖，且利用電子電路計(jì)算機(jī)進(jìn)行仿真使得學(xué)習(xí)研究電子技術(shù)變得更加簡單、直觀，學(xué)習(xí)效果進(jìn)一步提高，帶動(dòng)了學(xué)習(xí)的積極性。 第 26 頁西華大學(xué)電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書7 7 總結(jié)與體會(huì)總結(jié)與體會(huì)通過了這學(xué)期的數(shù)字邏輯的理論學(xué)習(xí)，終于迎來了為期兩周的數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)。兩周周緊張而忙碌的課程設(shè)計(jì)，我們最終成功完成了密碼鎖的設(shè)計(jì)，并且從中受益匪淺。 在這兩周周里我深深地體會(huì)到?jīng)]有付出就沒有成功，成功的背后都是由汗水鋪成的。雖然我在設(shè)計(jì)方面遇到了很多困難，但是通過不斷的查閱資料，我最終還是找到了答案。 為完成這次課程設(shè)計(jì)我們確實(shí)很辛苦，但苦中仍有樂。在這個(gè)過程中，我也曾經(jīng)因?yàn)閷?shí)踐經(jīng)驗(yàn)的缺乏失落過，也曾經(jīng)仿真成功而熱情高漲過。生活就是這樣，汗水預(yù)示著結(jié)果也見證著收獲。在這兩周周里，我雖然苦，雖然累，但是有了老師的指導(dǎo)，同學(xué)的幫助，再苦再累都算不了什么。 通過這次課程設(shè)計(jì)我覺得鍛煉了我對(duì)于所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用，尤其是在數(shù)電方面的知識(shí)，學(xué)習(xí)完之后進(jìn)行應(yīng)用，增加了我對(duì)數(shù)字電路的認(rèn)