四位电子密码锁

沈阳

课程设计

（说明书）

四位电子密码锁的设计

班级/ 学号

学生姓名

指导教师

课程设计任务书

课程名称数字逻辑课程设计

课程设计题目四位电子密码的设计

课程设计的内容及要求：

一、设计说明与技术指标

设计一个四位电子密码锁电路，技术指标如下：

①通过键盘电路输入四位密码。初始密码0000设定。

②密码输入正确后，锁打开。在锁打开时，才可修改密码。

③密码输入错误有适当的提示。三次错误后，具有声、光报警功能。二、设计要求

1．在选择器件时，应考虑成本。

2．根据技术指标，通过分析计算确定电路和元器件参数。

3．画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）。

三、实验要求

1．根据技术指标制定实验方案；验证所设计的电路，用软件仿真。

2．进行实验数据处理和分析。

四、推荐参考资料

1. 彭介华.电子技术课程设计指导[M].北京：高等教育出版社

2. 孙梅生，李美莺，徐振英. 电子技术基础课程设计[M]. 北京：高等教育出版社

3. 梁宗善. 电子技术基础课程设计[M]. 武汉：华中理工大学出版社

4. 张玉璞，李庆常. 电子技术课程设计[M]. 北京：北京理工大学出版社

5. 谢自美.电子线路设计·实验·测试（第二版）[M].武汉：华中科技大学出版社

五、按照要求撰写课程设计报告

成绩指导教师日期

一、概述

随着人们生活水平的提高，传统的机械锁由于其构造的简单，被撬的事件屡见不鲜，因此电子密码锁在实现家庭防盗这一问题也变得尤其的突出，电子锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的青睐。这种锁是通过键盘输入一组密码来达到开锁的目的。本课程设计一个电子密码锁，要求是设定4位的密码锁，输入4位输入密码，然后与已设置好的密码相比较，密码输入正确后即可开锁，开锁后才可执行密码修改的功能，如果输入三次错误密码就不断报警（包括声音和光两种报警方式）。

二、方案论证

设计一个四位电子密码锁，通过输入四位密码，并且一位一位的进行比较，能够在输入正确的密码后打开锁，并且只有在打开锁之后判断是否修改密码，如果输入密码错误，则记录一次输入错误信息，如果输入三次错误密码，则有声音（蜂鸣）或者光（灯亮）报警。

方案一：

本方案通过控制开关键入密码，通过74LS148把相应的十进制数转化成相应的四位二进制码，与寄存在74LS195的原始密码通过数值比较器74LS85进行比较，如果四位密码都输入正确，则提示锁打开，然后提示可以修改密码；如果密码输入错误，则记录一次，当输入错误三次，则有报警提示。

图1 四位电子密码锁电路的原理框图

方案二：

本方案采用一种是用以AT89S51为核心的单片机控制方案。利用单片机灵活的编程设计和丰富的I/O端口，及控制的准确性，实现基本的密码锁功能，通过编代码可以实现：键盘输入、密码检测、开锁、密码修改、报警。

方案二原理框图如图2所示。

图2 单片机密码锁电路的原理框图

三、电路设计

1、键盘密码输入电路设计

电路主要构成：由开关组成的键盘、两片74LS148、3个与非门和1个非门构成。

工作原理：74LS148优先编码器管脚功能介绍:为16脚的集成芯片,电源是

VCC(16)，接地GND(8),I

0—I

7

为输入信号，A

2

,A

1

,A

为三位二进制编码输出信号，

EI（s）端上是使能端，作用是控制74LS148工作，低电平有效，即：若该端输入高电平，则74LS148不工作；若该端输入低电平，则74LS148正常工作。GS(yex)是用来判断74LS148输入端是否有输入，只要有输入，则输出低电平，的、若没有输入，则出书高电平。EO(ys)是用来74LS148之间的级联用的，拓展为16位或更高编码器。如高优先位没有输入，则EO输出低电平，接低优先位的EI端，就控制了低优先位工作，若高优先位有输入，那EO端输出高电平，使下一片74LS148的EI位高，不工作。

16线-4线8421 BCD码优先编码器74LS148的真值表见表1。从表1的的功

能表中可以得出，74LS148输入端优先级别的次序依次为I

7，I

6

，…，I

。当某

一输入端有低电平输入，且比它优先级别高的输入端没有低电平输入时，输出端

才输出相应该输入端的代码。例如：I

5=0且I

6

=I

7

=1(I

6

、I

7

优先级别高于I

5

) 则

此时输出代码010 (为(5)

10=(101)

2

的反码)这就是优先编码器的工作原理。

表 1 74LS148真值表

输入输出

EI I0I1I2I3I4I5I6I7A2A1A0GS EO

H ××××××××H H H H H

0 H H H H H H H H H H H H 0 0 ×××××××0 0 0 0 H H 0 ××××××0 H 0 0 H H 0 0 ×××××0 H H 0 H 0 H 0 0 ××××0 H H H 0 H H H 0 0 ×××0 H H H H H 0 0 H 0 0 ××0 H H H H H H 0 H H 0 0 ×0 H H H H H H H H 0 H 0 0 0 H H H H H H H H H H H 0

由于每片74LS148只有8个编码输入，所以需将16个输入信号分别接到两片上，在本课设中只需用到其中的10个，剩下的六个接为高电平即可，其接法

如图3所示。A

0’- A

15

’为十进制数字输入，Z

-Z

3

为十进制数相对应的四位二进

制码，例如，当输入端A

8

’有效时时，表示输入的十进制数为9，则输出相应的

二进制为1001，即Z

0=1，Z

1

=0，Z

2

=0，Z

3

=1。

图3 148接成16-4线连接图

工作过程：本次课设用开关作为密码输入键盘，如下图4所示，选用16-4线中的前10个，后面的6个直接接入5V高电平，使之处于无效状态。图4左方表示10个开关（下面6个接高电平处于无效状态），用于输入十进制的数字，即用于密码的输入。图4中间为74LS148编码器，用于把相应的十进制转化成相应