电子密码锁课程设计报告新编
数字密码锁课程设计报告

嵌入式系统课程设计报告数字密码锁摘要电子数字密码锁是一种通过密码输入来控制电路或是芯片工作,从而控制机械开关的闭合,我们采取的是单片机,它具有超大规模集成电路技术,有极强的数据处理功能,I/O口多。
以它为核心设计的密码锁,结构小,功能强,现在很多单位甚至家里的各个家用电器,还有保险箱都需要它。
目录1设计内容及要求 (3)2系统的设计 (3)2.1系统设计结构图 (3)2.2系统的工作原理说明 (4)3系统硬件设计 (4)3.1使用到的元器件列表 (5)3.2系统各模块简介 (5)4电路程序设计 (6)4.1软件总设计流程图 (6)4.2各模块具体实现 (7)附录1设计总体电路图 (12)附录2数字密码锁源程序 (13)1设计内容及要求1、任务设计一多位电子密码锁2、要求1)设计一多位电子密码锁,输入密码用“F”表示,输入密码正确,绿灯亮(或显示其他标志、蜂鸣器替代),输入密码错误,红灯亮(或显示其他标志、蜂鸣器替代)2)具有确定键和取消键,在未确定之前可以取消,重新输入3)连续输入三次错误密码,红灯闪烁,报警电路动作,键盘锁定4)具有密码重置功能5)具有等待操作时间限制功能,超过限定时间报警6)显示北京时间2系统的设计2.1系统设计结构图如下图所示,本设计的真题原理框图如下所示:图1 硬件系统的总体结构图2.2系统的工作原理说明本系统采用ADuc848单片机为核心的系统,加以4×4矩阵键盘、LED、蜂鸣器等。
矩阵键盘分别为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、Enter、Change、Conform、delete。
系统开始显示北京时间,按Enter后提示输入密码lcd显示“Enterplease”;输入密码过程中每输入一个密码屏幕上显示一个“*”,当密码输入完毕按下“confirm”键时,若输入密码与设定的密码相同,即密码正确,液晶屏显示为“OK!”提示锁打开,同时蜂鸣器响;若密码不正确,LED显示电路显示提示“wrong”,蜂鸣器响,若连续3次输入不正确,则发出警报声同时锁定键盘。
电子密码锁实验报告

课程设计(综合实验)报告( 2011 -- 2012 年度第 1 学期)名称:电子技术综合实验题目:数字电子钟院系:电气与电子工程学院班级:电气0903学号:**********学生姓名:**指导教师:**设计周数: 2成绩:日期:2012 年 1 月8 日一、课程设计(综合实验)的目的与要求钟表是人们生活中的常用物品。
本题要求用电子器件设计制作一个数字电子钟。
具体要求是:1、设计一个能直接显示时、分可以进行校“时”、校“分”的数字电子钟。
小时可采用十二进制也可采用二十四进制。
2、(1)设计24小时整点报时控制电路,要求每整点发出一声音响报时。
(2)要求只在6--22点之间每整点报时一次,23--5点之间整点不报时。
3、设计任意几点几分均可响铃的闹钟控制电路。
响铃1分钟,可提前终止。
4、根据规定的作息时间表,设计自动响铃控制电路。
(选做)2.设计思路数字式电子钟的基本功能是能够实现时、分、秒的正确计时,计时单位为1秒。
因此,一个简单的数字式电子钟,首先必须有计时显示电路和秒脉冲产生电路。
(为了避免重复电路,秒计时在本课题中省略,所以计时单位为1分钟,秒脉冲变为分脉冲,仿真中可用软件中已有的时钟信号发生器来实现。
)其次,当刚接通电源或时钟走时出现误差时,需要进行时间校准,否则就不能正确表示当前时间。
因此,数字式电子钟应有校时控制电路。
另外,若要求数字钟能够自动整点报时或按要求时间闹铃,还应有整点报时和闹铃控制电路。
若还需要其它功能,相应的还要有一些控制电路。
综上所述,数字式电子钟应由计时显示电路和控制电路组成。
二.方案设计与论证1、计时电路时间标准:“分”信号后,就可以根据60分为1小时,24小时为一天的计数周期,分别组成一个个60进制,一个24进制的计数器。
将这些计数器适当连接,就可以够成秒,分时的计数器,实现计时功能。
本实验采用74ls160十进制加法计数器。
采用清零法和异步级联法构成60进制,24进制计数器。
课程设计电子密码锁

课程设计电子密码锁一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握电子密码锁的基本原理和制作方法,培养学生的电子技术应用能力和创新思维。
具体目标如下:1.知识目标:(1)了解电子密码锁的工作原理及其基本组成部分;(2)掌握常用电子元器件的识别、选用和应用;(3)学习编程和电路设计的基本方法。
2.技能目标:(1)能够独立完成电子密码锁的电路设计;(2)熟练使用编程软件进行程序设计;(3)具备团队协作能力和问题解决能力。
3.情感态度价值观目标:(1)培养学生对电子技术的兴趣和热情;(2)增强学生的创新意识和实践能力;(3)培养学生具备良好的团队精神和合作意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.电子密码锁的基本原理及其组成部分;2.常用电子元器件的识别、选用和应用;3.电路设计的基本方法;4.编程软件的使用和程序设计;5.电子密码锁的制作和调试。
三、教学方法为了提高教学效果,本课程将采用以下教学方法:1.讲授法:用于讲解基本原理和知识点;2.讨论法:引导学生探讨和解决问题;3.案例分析法:分析实际案例,加深学生对知识的理解;4.实验法:动手实践,培养学生的操作技能。
四、教学资源为了支持教学,我们将准备以下教学资源:1.教材:提供基本知识和理论学习;2.参考书:拓展学生的知识视野;3.多媒体资料:辅助讲解和展示实验过程;4.实验设备:用于学生的动手实践。
五、教学评估本课程的评估方式包括以下几个方面:1.平时表现:通过课堂参与、提问、讨论等环节,评估学生的学习态度和积极性;2.作业:布置适量的作业,评估学生的理解和掌握程度;3.考试成绩:通过期中和期末考试,全面评估学生的知识掌握和应用能力。
评估方式应客观、公正,能够全面反映学生的学习成果。
六、教学安排本课程的教学安排如下:1.教学进度:按照教材和大纲,合理安排每个章节的教学内容;2.教学时间:根据课程内容和学生的实际情况,合理分配课堂讲解、实验操作等时间;3.教学地点:选择适当的实验室和教室,确保教学顺利进行。
电子密码锁课程设计

电子密码锁课程设计一、实验目的1. 了解电子密码锁的工作原理和功能特点;2. 掌握单片机控制电子密码锁的方法;3. 实现简单的密码输入和密码验证功能;4. 提高学生的实际能力和动手能力。
二、实验原理电子密码锁系统是一种安全控制系统,能对进出某些区域的人员进行限制和管理。
它具有输入密码,验证密码和控制出入等功能。
电子密码锁通常由以下部分组成:键盘、单片机控制器、液晶显示器、声音提示器、锁芯以及供电电路等。
本实验设计采用AVR单片机实现电子密码锁的输入密码、验证密码和控制开锁等功能。
1. 输入密码:用户通过键盘输入密码,可输入4位数字密码。
各按键所代表的数字0~9的ASCII码值在程序中已定义好了。
单片机通过扫描键盘,在液晶显示器上实时显示输入的密码。
2. 验证密码:当用户输入4位数字密码完成后,单片机将输入的密码与预设密码进行比较,如果密码正确,则在液晶显示器上显示“Welcome”;如果密码错误,则在液晶显示器上显示“Wrong password”。
3. 控制开锁:在液晶显示器上显示“Welcome”后,单片机控制锁芯电机工作,并同时发出蜂鸣声,表示开锁。
开锁后,液晶显示器提示“Lock opened”;如果输入的密码错误,则不会开锁。
三、实验器材AVR开发板、电子密码锁电路板、1602液晶显示器、4*4矩阵键盘、蜂鸣器、12V电池、导线等。
四、实验步骤1. 按照电路图进行电路连接;2. 用AVR Studio或Keil等软件创建一个AVR单片机工程,编写以下程序:#include <avr/io.h>#include <avr/delay.h>#include <string.h>#include "lcd.h"#define true 1#define false 0unsigned char password[5] = "1234"; unsigned char buffer[6];unsigned char cursor = 0;unsigned char locked = false;unsigned char getKeyCode(){unsigned char i, j, k, key;for(i=0; i<4; i++){PORTB = 0x10 << i;_delay_us(10);k = PINB & 0b00001111;if(k == 0b00001111)continue;for(j=0; j<4; j++)if(k & (1 << j))return i*4+j;}return 0xFF;}void getPassword(){memset(buffer, 0x00, sizeof(buffer));cursor = 0;LCD_gotoxy(0, 1);LCD_puts("Enter password:");while(true){unsigned char key = getKeyCode();_delay_ms(50);if(key == 0xFF)continue;else if(key <= 9){if(cursor < 4){buffer[cursor++] = key + '0';LCD_gotoxy(cursor, 0);LCD_putchar('*');}}else if(key == 10){if(cursor == 4){if(strcmp(buffer, password) == 0){LCD_clrscr();LCD_puts("Welcome");locked = false;_delay_ms(3000);LCD_clrscr();}else{LCD_clrscr();LCD_puts("Wrong password");_delay_ms(3000);LCD_clrscr();}}getPassword();break;}else if(key == 11){if(cursor > 0){LCD_gotoxy(cursor--, 0);LCD_putchar(' ');buffer[cursor] = 0;}}}}void main(){DDRB = 0xF0;PORTB = 0x0F;LCD_init();LCD_puts("Please enter");LCD_gotoxy(0, 1);LCD_puts("password");while(true){if(!locked){PORTD |= 0b00000001;_delay_ms(1000);PORTD &= 0b11111110;_delay_ms(1000);}else{getPassword();}}}3. 编译、下载程序到AVR开发板中,连接电子密码锁电路板和单片机开发板上的接口电缆,接上12V电池;4. 按下电子密码锁电路板上的“reset”按键,程序开始运行,1602液晶显示器上提示“Please enter password”;5. 输入4位数字密码,按“#”键确认,系统进行密码比较,如果密码正确,则在液晶显示器上提示“Welcome”;如果密码错误,则在液晶显示器上提示“Wrong password”;6. 如果密码正确,则系统控制锁芯电机工作,并同时发出蜂鸣声,表示开锁。
电子密码锁-课程设计报告

1、总体方案设计设计本课题时构思了两种方案:一种是用以A T89C2051为核心的单片机控制方案;另一种是用CMOS数字集成电路控制方案。
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。
1:采用数字电路控制。
其原理方框图如图数字电路控制方案采用数字密码锁电路的好处就是设计简单。
用以CMOS构成的数字逻辑电路作为密码锁的核心控制,共设了8个用户输入键;如果用户输入密码的时间超过5秒(一般情况下,用户不会超过5秒,若用户觉得不便,还可以修改)电路将报警20秒。
通过比较以上两种方案,单片机方案有较大的活动空间,但是成本昂贵;采用数字密码锁电路只要设计合理,仍然能够满足保密性要求。
所以我们采用后一种方案。
2.1设计说明要求用电子器件设计制作密码锁的控制电路,使之在输入正确的代码时输出信号,以启动执行机构动作,并用红,绿LED灯指示开锁、关锁状态。
设计完成的要求:(1)密码锁控制器中存储一个八位代码(二进制),当开锁按钮开关(共设置了11位,其中只有8位有效密码键,其余三位为干扰位和密码更改位)的输入代码等于存储代码时启动开锁控制电路,并且绿灯亮,红灯灭表示开锁状态。
(2)从第一个按钮触动后的5秒内若未能将锁打开,则电路自动复位并有扬声器发出报警信号,报警信号持续时间20秒,同时绿灯灭,红灯亮表示关锁状态。
(3)本设计完成了发挥部分的要求即密码修改电路,通过按钮开关(space 键)控制,用户可以自行修改八位密码,修改后的密码将进入电路锁存。
2.2设计思路根据题目要求,我们设计了这款实用稳定的数字电子密码锁,由密码按钮键、预置密码锁存器、密码比较识别电路、5s计时电路和20s计时电路等组成。
整机采用CMOS数字集成电路,电路新颖,线路简单,保密性强,性能可靠,误码报警等特点。
2.3总体方框图3、设计原理分析电路组成:键盘输入、密码修改、密码检测、开锁电路、执行电路、报警电路、键盘输入锁定电路3.1 密码输入和修改电路:电路总共设计了11个用户输入键,其中有8位是有效的密码按键,其余的分别是M键(仿真电路中采用此按键表示开始输入密码,但是实际电路中可以用灵敏度较高的端口来代替,当人走近门时,触摸了敏感端,由于人自身带电,端口变成高电平,黄色指示灯亮表示电子锁处于待命状态,当然这在仿真电路中通过按键也可以实现),L键(输入密码结束,按下确认键即L键),space键(这个按键装在电路内部,是密码修改键,修改前后分别按space 按键表示修改密码和密码修改结束)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5s(一般情况下用户输入不会超过)或者密码输入错误,电路报警20s,防止他人恶意开锁。
电子指纹密码锁课程设计

电子指纹密码锁课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解电子指纹密码锁的基本原理,掌握其组成部分及功能。
2. 学生能够掌握指纹识别技术的基本概念,了解其在生活中的应用。
3. 学生能够了解电子指纹密码锁的安全性及优缺点。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,分析并设计简单的电子指纹密码锁电路。
2. 学生能够运用指纹识别技术,进行简单的指纹录入、识别和删除操作。
3. 学生能够通过实际操作,掌握电子指纹密码锁的安装和使用方法。
情感态度价值观目标:1. 学生对电子指纹密码锁产生兴趣,提高学习科学技术的积极性。
2. 学生能够认识到电子指纹密码锁在生活中的重要作用,增强安全意识。
3. 学生通过合作学习,培养团队协作能力和沟通表达能力。
4. 学生在了解电子指纹密码锁的过程中,培养创新精神和实践能力。
课程性质:本课程为科技类课程,结合物理、信息技术等学科知识,以培养学生的实践操作能力和创新精神为主。
学生特点:六年级学生具有一定的逻辑思维能力和动手操作能力,对新鲜事物充满好奇。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,提高学生的动手能力和解决问题的能力。
在教学过程中,关注学生的个体差异,鼓励学生积极参与,培养他们的自信心和成就感。
通过课程目标的具体分解,使学生在学习过程中达到预期的学习成果,为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 电子指纹密码锁原理及结构- 指纹识别技术的基本原理- 电子指纹密码锁的组成与功能- 指纹识别模块、控制模块、锁体等部件的作用2. 指纹识别技术应用- 指纹录入、识别和删除的基本操作- 指纹模板的存储与匹配- 指纹识别技术在生活中的应用案例3. 电子指纹密码锁安全性与优缺点- 分析电子指纹密码锁的安全性- 对比电子指纹密码锁与传统锁具的优缺点- 探讨电子指纹密码锁在未来的发展趋势4. 实践操作- 设计简单的电子指纹密码锁电路- 指纹录入、识别和删除操作实践- 电子指纹密码锁的安装与使用方法5. 创新设计与展示- 鼓励学生进行电子指纹密码锁的创新设计- 指导学生制作展示作品,并进行课堂分享- 评选优秀作品,给予表扬和奖励教材章节关联:- 《信息技术》六年级下册:第四章“信息安全”,涉及密码学、指纹识别等知识点。
电子密码锁课程设计报告最终版 2

课程设计(综合实验)报告( 2012 -- 2013 年度第 1 学期)名称:电子技术综合实验题目:电子密码锁院系:电气与电子工程学院班级:实验电10学号:学生姓名:指导教师:设计周数:一周成绩:日期:2013年1 月13日一、目的与要求1.目的1.1课程设计是教学中必不可少的重要环节,通过课程设计巩固、深化和扩展学生的理论知识与初步的专业技能,提高综合运用知识的能力,逐步增强实际工程训练。
1.2注重培养学生正确的设计思想,掌握课程设计的主要内容、步骤和方法。
1.3培养学生获取信息和综合处理信息的能力、文字和语言表达能力以及协作工作能力。
1.4提高学生运用所学的理论知识和技能解决实际问题的能力及其基本工程素质。
2.要求2.1 能够根据设计任务和指标要求,综合运用电子技术课程中所学到的理论知识与实践技能独立完成一个设计课题。
2.2根据课题需要选择参考书籍,查阅手册、图表等有关文献资料。
要求通过独立思考、深入钻研课程设计中所遇到的问题,培养自己分析、解决问题的能力。
2.3进一步熟悉常用电子器件的类型和特性,掌握合理选用的原则。
2.4学会电子电路的安装与调试技能,掌握常用仪器设备的正确使用方法。
利用“观察、判断、实验、再判断”的基本方法,解决实验中出现的问题。
2.5学会撰写课程设计总结报告。
2.6通过课程设计,逐步形成严肃认真、一丝不苟、实事求是的工作作风和科学态度,培养学生树立一定的生产观点、经济观点和全局观点。
要求学生在设计过程中,坚持勤俭节约的原则,从现有条件出发,力争少损坏元件。
2.7在课程设计过程中,要做到爱护公物、遵守纪律、团结协作、注意安全。
二、主要内容共有8个既有学习价值又有一定的实用性和趣味性的设计课题,学生根据自身情况自由选择其中之一。
1.移位寄存器型彩灯控制器2.智力竞赛抢答器3.电子拔河游戏机4.交通信号灯控制器5.数字电子钟6.电子密码锁7.电子秒表8. 数字电子钟(硬件)三、进度计划四、设计(实验)成果要求1.学生根据所选课题的任务、要求和条件进行总体方案的设计,通过论证与选择,确定总体方案;然后对方案中单元电路进行选择和设计计算;最后画出总体电路图。
电子技术课程设计报告 电子密码锁_图文【完整版】

电子技术课程设计报告电子密码锁_图文【完整版】(文档可以直接使用,也可根据实际需要修订后使用,可编辑放心下载)电子技术课程设计报告设计课题:电子密码锁电子密码锁一、引言随着人们生活水平的提高,人们对自己的生活有了越来越高的要求,贵重物品也越来越多,而传统的机械平安锁由于其构造的简单,被撬被盗事件在我们身边经常发生,使我们的财产以及人身平安存在很大的平安隐患,这致使我们寻求更好的平安措施。
电子锁由于其保密性高,使用灵活性好,平安系数高,受到了广阔用户的喜爱。
而且密码锁的形式多样,有声控密码锁,电子密码锁等,社会上大多使用电子按键密码锁。
本文的电子密码锁利用数字逻辑电路,实现对门的电子控制,并且有各种附加电路保证电路能够平安工作,具有较高的平安系数。
要求电子器件设计制作密码锁的控制电路,使之在规定的时间内输入正确的密码时,输出信号以开启密码锁,否那么报警电路报警。
本设计用红、绿LED指示关锁、开锁状态和报警状态。
二、设计任务1、密码锁控制器中存储一个4位代码,当锁按钮开关设置8位〔其中只有4位有效〕的输入代码等于存储代码时启动开锁控制电路,并且用绿灯亮表示开锁状态。
2、从第一个按钮触动后的15秒内假设未能将锁翻开,那么报警电路发报警信号,同时用绿灯灭表示关锁状态。
3、要求性能可靠、操作简便。
4、密码锁控制器中存储的4位密码可以修改。
5、分析部件见工作原理,绘制电路图,进行仿真制作实物并撰写设计报告。
三、设计方案方案一:用开关控制可控硅整端口的电压变化即导通,按依次按下四个开关,其功能相当于给可控硅一个高电平触发,四个可控硅整流器依次导通,整条回路导通,发光二极管亮,而发光二极管亮即表示输入的密码为正确密码,电路到达密码锁开锁功能。
设计8位按键只有4位是正确的,如果按下4位伪码的其中一位即按下的其中一个或几个,控制报警电路可控硅导通。
此时开锁局部悬空,报警报警方案二;采用STC89C52单片机为芯片主体,采用AT24C08为掉电存储器的芯片,用单片机的P1口作为接4 ×4 键盘按键的检测按键,P0口实现数码管的按键显示,以及错误信息,单片可以进行位操作,P2口组成报警电路,密码修改电路和AT24C08的掉电保护等其他相关功能。
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电子密码锁设计任务书1、设计目的(1)掌握电子密码锁工作原理。
(2)熟悉数字集成电路的设计和使用方法。
(3)熟悉Protel/multisim软件的使用。
2、设计任务(1)用电子器件设计制作一个密码锁,使之在输入正确的代码时开锁。
(2)在锁的控制电路中设一个可以修改的8位代码,当输入的代码和控制电路的代码一致时锁打开。
(3)用红灯亮、绿灯灭表示关锁,绿灯亮、红灯灭表示开锁。
(4)当开锁输入码与密码不一致时发出报警信号。
连续3次输入错误则进入自锁状态。
(5)其他功能可以自行扩展。
3、设计要求(1)合理的设计硬件电路,说明工作原理及设计过程,画出相关的电路原理图;(2)选择常用的电器元件(说明电器元件选择的过程和依据);(3)进行数字电路仿真;(4)按照规范要求,按时提交课程设计报告(打印或手写),并完成相应答辩。
4、参考资料(1)毕满清主编.电子技术实验与课程设计.北京:机械工业出版社,2005(2)胡奕涛主编.电子技术实践教程.北京:北京邮电大学出版社,2007(3)苏文平,等编着.电子技术实践与制作教程.北京:国防工业出版社,2007(4)康华光主编.电子技术基础:模拟部分.北京:高等教育出版社,1988电子密码锁设计报告目录一.设计任务和要求 (3)二.设计的方案的选择与论证 (3)电路设计的多种方案 (3)方案论证 (4)方案选择 (4)三.电路设计计算与分析 (5)开关编码电路 (5)密码存储及显示电路 (7)密码验证电路 (10)开关锁报警电路 (10)密码锁定电路 (12)四.总结及心得 (13)五.附录 (16)电路原理图 (16)元器件明细表 (17)六.参考文献 (18)一.设计任务和要求用电子器件设计制作一个数字密码锁,红灯亮、绿灯灭表示关锁,绿灯亮、红灯灭表示开锁。
具体要求如下:(1)在锁的控制电路中设一个可以修改的8位数字密码;(2)设置密码时指示灯不亮,也不会发出报警信号;设置完密码后密码锁处于关锁状态(即红灯亮,绿灯灭),此后输入正确密码时密码锁开锁且不报警,输入错误时密码锁保持关锁状态并报警;(3)连续3次输入错误时,密码锁立刻自动锁定30秒钟,即在30秒内输不进去密码,因此也开不了锁;30秒之后密码锁自动退出锁定状态,此时可以正常输入密码;(4)输入密码的过程中不会报警,只有在输入完成后,密码锁才会判断密码是否正确以及执行开/关锁和是否报警的操作。
二.设计的方案的选择与论证电路设计的多种方案设计制作数字电子密码锁,可以使用各种集成(译码器,555定时器,触发器),也可以采用单片机(如89C51)。
方案一:选用单片机作为核心元件,利用其灵活的编程设计和丰富的I/O端口,以及控制的准确性,实现丰富的密码锁功能。
在单片机的外围电路外接输入键盘用于密码的输入和一些功能的控制,外接芯片用于密码的存储,外接LCD显示器用于显示作用。
当用户需要开锁时,先按键盘开锁键之后按键盘的数字键0-9输入密码。
密码输完后按下确认键,如果密码输入正确则开锁,不正确显示密码错误重新输入密码,当三次密码错误则发出报警信号。
除上述基本的密码锁功能外,还可以添加遥控功能。
方案二:选用各种集成芯片作为本设计的核心元件。
用逻辑开关及编码器组成密码输入部分;D触发器存储输入的密码和控制电路里设置好的密码;接成8进制计数器来对输入密码时密码的个数计数;接成3进制计数器,对重置密码的次数计数,在第3次重置密码时产生高电位的进位信号,触发555定时器构成的单稳态触发器,触发器产生30秒的触发信号控制密码锁输入部分一直置零,这时就输不进去密码了(即从第四次开始输不进去密码),从而实现了连续3次输入密码错误就锁定的功能。
方案论证采用单片机来设计,其优点是硬件电路简单,功能很多,拓展方便,编程设计灵活多样以及I/O端口丰富,控制准确。
但是单片机要求知识广泛,需要对硬件有较好的认识,也要有一定的编程能力。
再者,用单片机设计时需要用到的外围设备多,密码锁制作费用比较大。
用各种集成芯片及门电路来设计,优点是电路理解轻松,设计比较顺畅,用已有的知识就可以设计。
但是电路连线比较繁杂,需要一些逻辑器件,智能化大大降低,很容易出现故障,并且能拓展的功能也比较少。
方案选择论证完方案后反观自身,知识面不够广,电路设计经验不太多,专业基础也不是很扎实,这样的话采用单片机来设计电路可行性不是很高,短时间内有很大难度。
所以,为了进一步巩固理论基础、熟练掌握和运用数字电子技术的基本知识以及丰富电路设计制作的经验,在此次课程设计中,通过两种方案的比较,结合自身实际情况,在满足设计要求的基础上,我采用方案二来设计制作电子密码锁,并适当扩展了其功能。
其系统框图如下:/显示电路、密9低电位,用来控制编经过四输入的与非门后变成脉冲输出端的低电位。
当按下某一个数字键时,相应的开关下面两个端连接导通,编码器输出4个相应的的高低电位(而且至少有一个低电位),经过与非门之后形成脉冲输出端的高电位。
当松开数字键时编码器的输入端和输出端又都变成高电位,经过与非门之后脉冲输出端又恢复成低电位。
所以每次输入一个数字时(按相应的数字键,按下又松开),该电路脉冲输出端还产生一个脉冲,将此脉冲发送给密码存储单元,可触发其状态发生改变,进行密码存储。
表1二---十进制优先编码器74HC147特性表由于需要存储由8个数字组成的一串密码,所以此电路由8个D触发器和8个七段数码管构成,每个触发器负责存储和输出一个数字,每个数码管负责显示一个数字。
数码管显示的数字由对应的D触发器输出。
电路图如下:图3密码存储及显示电路图图中的触发器都是74HC175,其功能特性和普通的单输入触发器类似,唯一的不同就是74HC175有4个D输入端和4个Q输出端。
所以理论上每个触发器都可以存储十进制数0—15之内的任何一个数。
8个触发器的脉冲输入端互相连在一起,置零端(低位有效)也互相连在一起,脉冲输入端和置零端分别受统一的脉冲信号和置零触发信号控制。
8个触发器依次级联,前一个触发器的输出端接后一个触发器的输入端,构成一个四位串行输入的移位寄存器。
表2单输入D触发器特性表器输出,由第一个数码管显示出来,并存储在第二个触发器中;输入的第二个数字还是由第一个触发器输出,由第一个数码管显示出来,并存储在第二个触发器中;之前存储在第二个触发器中的数字此时已经输出,由第二个数码管显示出来,并存储在第三个触发器中。
输入过程中第一个数码管总是显示最后输入的数字,第二个数码管显示输入的前一个数字。
以此类推,输入完8个数字后,数码管依次显示每个数字,从左往右看时,最后一个数码管显示输入的第一个数字,第一个数码管显示输入的最后一个数字。
这样在效果上就形成了一个串行输入的移位寄存器。
当需要重置密码时,让触发器的置零端有效即可(即使置零端为低电位),此时触发器的输出端Q端均为0。
在密码锁电路设计过程中两次用到此单元电路,分别用来存储设置的密码和输入的密码。
下图就是由开关编码电路和密码存储/显示电路连接而成的密码输入及设置电路,并显示有仿真结果。
图4密码输入及设置电路图中上边的电路用来存储和显示输入的密码,下边的电路负责存储和显示设置的密码,而左边部分是开关编码电路。
另外此图中由空格键控制的开关负责使输入密码存储电路置零,因为按下空格键时,此开关下方导通,接低电位到密码存储电路中D触发器的置零端(低电位有效),则D触发器都置零。
开关B负责控制电路进入密码设置状态和输入密码状态。
当B打开时接高电位,此时可以开始设置密码,在开关编码电路中按下相应的数字键后触发的脉冲经过与门传送给设置密码存储电路的脉冲输入端,这时电路就可以存储设置的密码了。
当B闭合时接低电位,经过与门后必然也输出低电位,此时开关编码电路产生的脉冲传输不到设置密码存储电路的脉冲输入端,因此设置密码存储电路将保持状态不变,即电路退出了设置密码的状态。
此时应该注意的是,开关B输出端的电位还接到一个三态门的控制端上,而此三态门又可以控制开关编码电路产生的脉冲是否输入到输入密码存储电路的脉冲触发端。
也就是在B闭合时,电路退出了设置密码的状态,此时三态门导通,脉冲可以传到输入密码存储电路中,则此时电路进入了输入密码的状态;而当B 打开时,电路进入设置密码的状态,此时三态门截止,脉冲传输不到输入密码存储电路中,将保持状态不变,也即不能存储输入密码,电路退出了输入密码的状态。
而开关A和空格键控制的开关类似,它是负责使设置密码存储电路置零,因为其输出端与设置密码存储电路中的置零端相连。
密码验证电路此电路由8个4位数值比较器组成,它们相互级联,用来比较输入的密码和设置的密码,只有两者完全一致时电路输出端才会产生高电位。
其中每个比较器负责比较一对数字,所以此电路可验证8位数字密码是否正确。
图5密码验证电路开关锁报警电路此电路主要由计数器、开关锁指示灯、报警装置以及控制开关和一些门电路组成。
电路如图5所示。
图中绿灯模拟开锁状态,红灯模拟关锁状态,而蜂鸣器用来报警。
当输入密码正确时,密码验证电路输出高电位,电路进入开锁状态;不正确时密码验证电路输出低电位,电路保持关锁状态,并报警。
图6开关锁报警电路打开开关B可控制密码锁进入密码设置状态,此时开关锁指示灯不亮,也不会报警(实际上此状态下密码锁也不需要报警)。
密码设置完成后退出此状态(即闭合开关B)。
此时密码验证电路必然输出低电位,经过非门后又变为高电位。
然后可通过闭合开关D来控制密码锁进入关锁状态(绿灯亮、红灯灭)。
此时只有输入8位正确的数字密码后,才能进入开锁状态(红灯亮、绿灯灭)。
因此需要在密码输入过程中对输入的数字进行计数。
又因为输入的是8位密码,所以只需要8进制的计数器即可。
此电路是通过置数法将同步十进制计数器74LS160接成8进制计数器。
表3同步十进制计数器74LS160的特性表可知,每输入一个数字,电路均会产生一个脉冲。
在此脉冲触发下,计数器开始计数。
但需要注意的是,计数器开始计数时的初始状态应该是输出0000,如果不是的话需要通过空格键或逻辑开关C使计数器置零。
此外空格键也用来控制输入密码存储电路置零。
等到输入完8位密码以后,计数器也进行了8次计数,并且产生了进位信号。
它和密码验证电路的输出信号共同控制密码锁开锁和报警,而在开关B 和D 都闭合的情况下,密码验证电路的输出信号单独控制密码锁是否退出关锁状态。
密码锁定电路此电路主要采用同步十进制计数器74LS160和555定时器。
分别把十进制计数器接成四进制,把555定时器接成单稳态触发器。
图7密码锁定电路根据设计要求,电路需要实现连续3次输入错误时密码锁自锁30秒钟的功能,因此必然要使用计数器进行计数。
本设计电路中计数器是对重置输入密码的操作次数计数(即按空格键的次数),当输入密码连续错误三次时重置密码的次数也为三次,此时计数器产生高电位的进位信号,触发555定时器构成的单稳态触发器,触发器产生30秒的高电位触发信号,经过非门后变为低电位,控制密码输入部分一直置零,因此从这时开始就输不进去密码了(即从第4次开始就输不进去密码了),实现了3次密码错误就锁定的功能。