带报警器的电子密码锁全解

简要说明:74LS160为可预置的十进制计数器，共有74160和54/74LS160两种线路结构型式,其主要电器特性的典型值如表(不同厂家具体值有差别):上表是74LS160的主要电器特性异步清零端CR为低电平时，不管时钟端CP信号状态如何，都可以完成清零功能。160的预置是同步的。当置入控制器DE为低电平时，在CP上升沿作用下，输出端Q0-Q3与数据输入端D0-D3一致。对于74160，当CP由低至高跳变或跳变前，如果计数器控制端EP、ET为高电平，则DE应避免由低至高电平的跳变，而74LS160无此种限制。160的计数是同步的，靠CP同时加在四个触发器上而实现的。当EP、ET均为高电平时，在CP上升沿作用下Q0-Q3同时变化，从而消除了异步计数器中出现的计数尖峰。对于4LS160的EP、ET跳变与CP无关。160有超前进位功能。当计数溢出时，进位输出端（TC）输出一个高电平脉冲，其宽度为Q0的高电平部分。在不外加门电路的情况下，可级联成N位同步计数器。对于74LS160，在CP出现前，即使EP、ET、CR发生变化，电路的功能也不受影响。
555定时是美国Signetics公司1972年研制的用于取代机械式定时器的中规模集成电路，因输入端设计有三个5kΩ的电阻而得名。此电路后来竟风靡世界。目前，流行的产品主要有4个：BJT两个：555，556（含有两个555）；CMOS两个：7555，7556（含有两个7555）。
555定时器可以说是模拟电路与数字电路结合的典范。
逻辑图如图3-6所示：
图3-5 74LS160管脚图
表 3-3 74LS160真值表
输入
输出
CL
K
CL
R
LO
AD
EP
ET
A
B
C
D
QA
QB
QC
QD
X
0
X
X
X
X
X
X
X
0
0
0
0
1
0
X
X
A
B
C
D
A
B
C
D
X
1
1
0
X
X
X
X
X
保持
X
1
1
X
0
X
X
X
X
保持
1
1
1
1
X
X
X
X
加法计数
1
0
X
X
0
0
0
0
0
0
0
0
图3-6 74LS160的逻辑图
【Key word】Electronic combination lock555 monostable circuit74LS160trigge
and 74LS02AND OR GATE INVERTER。
第
1.1
目前，最常用的锁是20世纪50年代意大利人设计的机械锁，其机构简单、使用方便、价格便宜。但在使用中暴露了很多缺点：一是机械锁是靠金属制成的钥匙上的不同齿形与锁芯的配合来工作的。据统计，每4000把锁中就有两把锁的钥匙齿牙相同或类似，故安全性低。二是钥匙一旦丢失，无论谁捡到都可以将锁打开。三是机械锁的材料大多为黄铜，质地较软，容易损坏。四是机械锁钥匙易于复制，不适于诸如宾馆等公共场所使用。由于人们对锁的安全性，方便性等性能有更高的要求，许多智能锁（如指纹辨别、IC卡识别）也相继问世，但这类产品的特点是针对特定指纹或有效卡，但能适用于保密要求高且仅供个别人使用的箱、柜、房间，其成本一般较高，在一定程度上限制了这类产品的普及和推广。
2.4
首先利用555定时器接成一个多谢振荡器，根据所需要求接成用户所需要的频率。利用一个计数器计数，用户可自行选择，比如选用一个74LS160,可记录10进制的数。
2.5
用户输入密码正确情况下，电路中的正确的灯亮;
如果用户密码输入错误或者在一定时间范围内未能解开电路，电路将发生报警信号，在一段时间内未解锁可利用D触发器还原进入再次开锁状态，输入密码重新开锁。
1.2
①.超级密码设置（组合键＋8位密码），此密码只有管理员使用；
②.用户密码4位：密码通过键盘输入，输入两次有效，输出锁死信号；
③.开锁：输入密码正确，确认后，输出开锁信号；
④.现场报警功能：密码输入连续错误3次，给出声音报警。
1.3
设计一个电子密码锁控制电路，当按密码的规定的顺序按下按钮时，输出端为高电平，电子锁动作。
两个比较器C1和C2各有一个输入端连接到三个电阻R组成的分压器上，比较器的输出接到RS触发器上。此外还有输出级和放电管。输出级的驱动电流可达200mA。
比较器C1和C2的参考电压分别为UA和UB，根据C1和C2的另一个输入端——触发输入和阈值输入，可判断出RS触发器的输出状态。当复位端为低电平时，RS触发器被强制复位。若无需复位操作，复位端应接高电平。
This design has altogether supposed10user input key， only then 4 are the effective password pressed keys， other disturbs the pressed key， if presses down disturbs the key， the keyboard entry electric circuit resets automatically， inputs originally the password is invalid， needs the resume load; If the user inputabove three times(in ordinary circumstances， user will notabove three times， if user will think inconveniently， but may also revision) the electric circuit report to the police .
3.2.2 555
555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。一般用双极性工艺制作的称为555，用CMOS工艺制作的称为7555，除单定时器外，还有对应的双定时器556/7556。555定时器的电源电压范围宽，可在4.5V~16V工作，7555可在3~18V工作，输出驱动电流约为200mA，因而其输出可与TTL、CMOS或者模拟电路电平兼容。
若不按此顺序或其他按钮时，输出端为低电平，电子锁不动作。此外，若操作时间超过一定时间,电路输出报警信号。若在此时间内完成，报警信号关闭。
1.4
密码可自行设置的串行电子密码锁，开锁代码为4位二进制数。
以灯泡作为指示灯，当输入密码的与密码锁内的密码一致时，指示灯亮，电子密码锁打开。
当输入的密码与锁内的密码不一致时另一个灯泡亮，不能开锁，系统进入“错误”状态，并发出报警信号，直到按下复位开关，警报才停止。
0
X
X
UOL
导通
1
0
UOL
导通
不变
不变
X
UOH
截止
1
>VCO
UOL
导通
<VCO
UOL
不变
X
不变
截止
图3-4设计的555多谐振荡器
振荡周期为：
振荡频率为：
3.2.3
四组2输入端或非门（正逻辑）
功能：实现2输入或非门功能，常用于各种数字电路中。
3.2.4 74LS160
74LS160的管脚图如图3-5所示，真值表如表3所示：
随着人们生活水平的提高，电子密码防盗锁作为防盗卫士的作用日趋重要。电子密码防盗锁用密码代替钥匙，不但省去了佩戴钥匙的烦恼，也从根本上解决了普通门锁保密性差的缺点。根据国外的统计资料显示,装有电子防盗装置的商业区或居民区盗窃犯罪率平均下降30%左右。目前西方发达国家已经大量地应用这种智能门禁系统，但在我国的应用还不广泛，成本还很高。
第
3.1
图3-1带报警器的密码锁电路图
3.2
表3-1：
LM555
1块
74LS74
1块
74LS160
1块
DCD_HEX
1块
7408
3块
7404
2块
74LS02
1块
50kΩ
2块
10kΩ
5块
100nF
1块
150nF
1块
4V∕0.5W灯泡
2块
单掷开关
5块
3.2.1 DCD-HEX
DCD_HEX是七段数码显像管，以数字形式输出结果。
3.2.5 74LS74
负跳沿触发的主从触发器工作时，必须在正跳沿前加入输入信号。如果在CP高电平期间输入端出现干扰信号，那么就有可能使触发器的状态出错。而边沿触发器允许在CP触发沿来到前一瞬间加入输入信号。这样，输入端受干扰的时间大大缩短，受干扰的可能性就降低了。边沿D触发器也称为维持-阻塞边沿D触发器。
第
设计框图如图2-1所示
图2-1 设计框图
2.1
可根据电源接电阻，可利用开关设置以及非门来取得高低电平，实现下一步的要求。
2.2
根据用户输出的4位2进制数，利用高低电平的转换，通过利用与门之间的联系，如果开锁正确，则开锁灯泡发光。
2.3
利用几个非门的结合，用户有16种密码设置，在密码的修改中，用户可将密码自行设置。
555定时器的集成电路外形、引脚、内部结构，如图3-2所示，特性如表2所示，以及本设计的电路如图3-3所示：
图3-2 外引线排列
图3-3内部结构图
GND：接地端 ：低触发端OUT：输出端 ：复位端
CO：控制电压端TH：高触发端D：放电端VCC：电源端
表3-2 特性表
CO
UTH
UTR