多用途电子密码锁

学院《数字电子技术》课程设计题目多用途电子密码锁学生姓名专业班级学号院（系）指导教师完成时间目录1绪论..............................................11.1电子密码锁简介.................................11.2电子密码锁的发展趋势..........................22电路相关说明部分..................................32.1功能简介......................................32.2电路所需器件介绍..............................3参考文献............................................8附录一..............................................9附录二.............................................1011绪论1.1电子密码锁简介在日常的生活和工作中,住宅与部门的安全防范、单位的文件档案、财务报表以及一些个人资料的保存多以加锁的办法来解决。若使用传统的机械式钥匙开锁，人们常需携带多把钥匙,使用极不方便,且钥匙丢失后安全性即大打折扣。在安全技术防范领域，具有防盗报警功能的电子密码锁逐渐代替了传统的机械式密码锁，电子密码锁具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等优点。这种电子密码锁的电路设计具有防试探按键输入、智能控制上锁、开锁、报警、修改密码等多种功能。密码长度可变、保密性强、灵活性高、应用日益广泛。电子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，完成开锁、闭锁任务的电子产品。它的种类很多，有简易的电路产品，也有基于芯片的性价比较高的产品。其特点如下：（1)保密性好，编码量多，远远大于弹子锁。随机开锁成功率几乎为零。（2)密码可变，用户可以随时更改密码，防止密码被盗，同时也可以避免因人员的更替而使锁的密级下降。（3)误码输入保护，当输入密码多次错误时，报警系统自动启动。（4)无活动零件，不会磨损，寿命长。（5)使用灵活性好，不像机械锁必须佩带钥匙才能开锁。21.2电子密码锁的发展趋势日常生活和工作中，住宅与部门的安全防范、单位的文件档案、财务报表以及一些个人资料的保存多以加锁的办法来解决。目前门锁主要用弹子锁，其钥匙容易丢失；保险箱主要用机械密码锁，其结构较为复杂，制造精度要求高，成本高，且易出现故障，人们常需携带多把钥匙，使用极不方便，且钥匙丢失后安全性即大打折扣。针对这些锁具给人们带来的不便若使用机械式钥匙开锁，为满足人们对锁的使用要求，增加其安全性，用密码代替钥匙的密码锁应运而生。由于电子器件所限，以前开发的电子密码锁，其种类不多，保密性差，最基本的就是只依靠最简单的模拟电子开关来实现的，制作简单但很不安全，在后为多是基于EDA来实现的，其电路结构复杂，电子元件繁多，也有使用早先的20引角的2051系列单片机来实现的，但密码简单，易破解。随着电子元件的进一步发展，电子密码锁也出现了很多的种类，功能日益强大，使用更加方便，安全保密性更强，由以前的单密码输入发展到现在的，密码加感应元件，实现了真真的电子加密，用户只有密码或电子钥匙中的一样，是打不开锁的，随着电子元件的发展及人们对保密性需求的提高出现了越来越多的电子密码锁。出于安全、方便等方面的需要许多电子密码锁已相继问世。但这类产品的特点是针对特定有效卡、指纹或声音有效，且不能实现远程控制，只能适用于保密要求高且供个人使用的箱、柜、房间等。由于数字、字符、图形图像、人体生物特征和时间等要素均可成为钥匙的电子信息，组合使用这些信息能够使电子防盗锁获得高度的保密性，如防范森严的金库，需要使用复合信息密3码的电子防盗锁，组合使用信息也能够使电子防盗锁获得无穷扩展的可能，使产品多样化，对用户而言是“千挑百选、自得其所”。可以看出组合使用电子信息是电子密码锁以后发展的趋势。2电路相关说明部分2.1功能简介多功能密码系统只有输入正确的密码后（即按要求按下按键），NE555电路才能正常工作，继电器吸合，发光二极管发光。它的组成原理图如图6所示。通过对电路的理解，需要完成以下任务：（1）完成电路板的装配和调试工作（2）分析电路原理，找到正确密码（3）完成绘制电路图和设计PCB板2.2电路所需器件介绍2.2.1十进制计数器/脉冲分配器CD4017CD4017是5位Johnson计数器，具有10个译码输出端，CP、CR、INH输入端。时钟输入端的斯密特触发器具有脉冲整形功能，对输入时钟脉冲上升和下降时间无限制。INH为低电平时，计数器在时钟上升沿计数；反之，计数功能无效。CR为高电平时，计数器清零。Johnson计数器，提供了快速操作输入译码选通和无毛刺译码输出。防锁选通，保证了正确的计数顺序。译码输出一般为低电平，只有在对应时钟周期内保持高电平。在每10个时钟输入周期CO信号完成一次进位，并用作多级计数链的下级脉动时钟。CD4017提供了16引线多层陶瓷双列直插（D）熔封陶瓷双列直插(J)塑料双列直插(P)和陶瓷片状载体（C）4种4封装形式。其内部框图和引脚图如下。图2-1CD4017内部结构图图2-2CD4017真值表CD4017各脚功能和真值表如下：12脚：CO进位脉冲输出14脚：CP时钟输入端15脚：CR清除端13脚：INH禁止端1~7、10脚、11脚：Q0~Q9计数脉冲输5出端16脚：VDD正电源8脚：VSS地2.2.2集成电路LM567LM567是一块锁相环音频译码器，工作频率＜500KHZ。其内部框图和引脚图如图3所示。图2-3LM567内部框图LM567各引脚功能如下：1脚：滤波，所接电容应大于2脚电容的两倍。2脚：进行高电平载波调节时，音频信号由该脚输出；进行解调时，音频信号由该脚输出。3脚：载波输入，Vi＞25mV。4脚：电源脚。工作电压范围+5V~+9V。5脚：振荡输出。若2脚输入音频信号，则该脚输出受音频调制的调频载波信号。6脚：定时电容7脚：接地。68脚：当3脚收到与本机振荡频率一致的载波时，8脚变为低电平。该脚为集电极开路输出，最大灌电流100mA。2.2.3集成电路NE555NE555是一块时基集成电路，它可以构成多谐振荡器、单稳态触发器、施密特触发器等，是一块用途广泛的集成电路。NE555集成电路管脚如图4，内部等效电路如图5。图2-4集成逻辑门电路管脚图图2-5NE555引脚功能简介图1脚：公共地端为负极。2脚：低触发端TRIG，低于1／3电源电压时即导通。3脚：输出端OUT，电流可达200mA。74脚：强制复位端RESET，不用时可与电源正极相连或悬空。5脚：用来调节比较器的基准电压，简称控制端CONT，不用时可悬空，或通过0.01μF电容器接地。6脚：高触发端THRES，也称阈值端，高于2/3电源电压时即截止。7脚：放电端DISCH。8脚：电源正极VDD。Q51Q12Q03Q24Q65Q76Q37VSS8Q89Q410Q911CO121NH13CP14CR15VDD16U1CD4017VD11N4148VD21N4148X7VD3VD4VD5VD6VD7VD8S1S2S3S4S5S6S7S8S9S01uFC11MR210KR110KR310KR410KR6100KR510KR810KR7Q2MCR100-612345678NE555U2LED1红色LED2绿色2KR91KR101KR1110KR1410KR1310KR152KR16RP110KRP2100KRP320K0.01uFC120.01uFC110.1uFC60.1uFC7100uFC210uFC4TP10.47uFC52.2uFC91uFC812345678LM567U32KR120.10uFC10TP4TP3TP29V9VQ38050Q490132.2KR171KR18R194.7KRP410KR2010K10uFC14220uFC15220uFC30.1uFC130.1uFC16D52.2VVD91N4007VD111N4007VD101N4007VD121N40079V12JP1Q190139VK1A113322K1B图2-6多用途密码系统原理图8参考文献[1]阎石.数字电子技术基础（第五版）[M].北京：高等教育出版社,2006[2]彭介华.电子技术课程设计指导[M].北京：高等教育出版社,2008[3]陈先龙.电子技术基础实验[M].北京：国防工业出版社,2006[4]陈光明.电子技术课程设计与综合实训[M].北京：北京航空航天大学出版社,2007[5]谢自美.电子线路设计·实验·测试（第三版）[M].武汉：华中科技大学出版社,2006[6]吴友宇.数字电子技术基础：清华大学出版社，2009[7]张克农。数字电子技术基础：北京高等教育出版社，2003[8]陆坤.电子设计技术.成都电子科技大学出版社，20039附录一元件名称型号数量主要参数主要器件CD4017BE1LM5671KIA1KIB1NE5551JP11滑动变阻器210K1100K120K电阻14.7K1100K32K11M21K122K710K开关四脚开关10S0~S9二极管1N41488VD1~VD81N40074VD9~VD12震荡分频器UICD4017BE1电容21uF1100uF2220uF210uF10.47uF50.1uF12.2uF20.01uF三极管90132MCR100-6180501LED红色绿色各一个表1元器件清单10附录二图2-7实物图