51电子密码锁课程设计报告

数字电子密码锁课程设计报告课程名称：数字电子技术基础设计题目：数字密码锁班级：08自动化（2）班姓名：钱璁指导教师：万军目录一、设计目的................................................................................................................1二、技术指标................................................................................................................11、基本功能...........................................................................................................12、增加功能...........................................................................................................1三、总体设计方案........................................................................................................11、第一方案...........................................................................................................12、第二方案...........................................................................................................13、第三方案...........................................................................................................24、设计思路...........................................................................................................2四、元件清单................................................................................................................2五、电路框图................................................................................................................2六、单元电路的设计....................................................................................................31.密码输入模块......................................................................................................32、密码修改模块...................................................................................................33、密码检验模块...................................................................................................44、开锁模块...........................................................................................................45、报警模块...........................................................................................................56、音频方波信号模块...........................................................................................67、系统总图...........................................................................................................7七、总结与体会............................................................................................................81、成品评测...........................................................................................................82、制作体会...........................................................................................................83、制作回顾...........................................................................................................8八、参考文献................................................................................................................81一、设计目的1、巩固和加深对电子电路基本知识的理解，提高综合运用本课程所学知识的能力。2、培养根据设计需要选学参考书籍，查阅相关手册、图表和文献资料的自学能力。3、通过电路方案的分析、论证和比较，设计计算和选取元器件、电路组装、调试和检测等环节，初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。4、学会简单电路的实验调试和性能指标的测试方法，提高学生动手能力和进行数字电子电路实验的基本技能。二、技术指标1、基本功能1）.设计一个数字锁，每把锁都有其预先设定好的（四位二进制数）开锁密码，在一个开锁控制信号作用下用该密码可以打开锁；2）.开锁时，其预先设定好的（四位二进制数）代码与（四位二进制代码）开锁密码信号相符，且开锁控制信号有效时，锁打开；3）.若不符，电路将发出声，光报警信号；4）.不开锁时，锁关闭。2、增加功能开锁密码位数，声报警信号扩音等。三、总体设计方案1、第一方案用JK触发器和双联开关组成，要按顺序输入密码，但其密码修改电路机械化，且开关过多，连线较多，操作较繁琐。2、第二方案用74HC573锁存器为密码设定电路和修改电路，这方案可以便捷地设定密码和修改密码，但密码的输入要用到8个控制开关且密码输入不分顺序。23、第三方案用74ls194芯片接成的移位寄存器，但用到脉冲信号。考虑到复杂程度、密码锁的精确性和器材配置，我们最终决定取第二个方案。4、设计思路密码输入，密码存储，密码比较，开锁，声光报警。通过对上述各方案的设计比较，并在Proteus仿真软件上的实行，最后我们选择用第三种方案。四、元件清单元件电阻芯片开关LED灯其他型号2k74LS194、74LS85、74LS08、74LS04、555、双向开关红色绿色蜂鸣器数量2分别4、2、1、1、1个4各一个1个五、电路框图注：1.密码输入模块，包括密码输入和CP1信号输入2.密码修改模块，包括密码输入和CP2信号输入3.密码检验模块，包括两个四位数据比较器4.开锁模块，有开锁，有开锁指示5.二极管开锁指示模块密码输入模块密码检验模块密码设定修改模块报警电路模块开锁模块12564声音模块二极管报警指示模块二极管开锁指示模块78336.报警电路模块，由声光报警两模块组成7.声音模块，由555产生一方波信号引入蜂鸣器产生声音8.二极管报警指示模块六、单元电路的设计1.密码输入模块原理：预置密码是八位二进制密码（高低电平控制），按下键为1，未按键为0，平时（输入端）均处于0状态。电路用一个开关按键SW1依此输入8位密码，用SW2控制次脉冲信号的产生，每来一个脉冲，就把SW1中代码（0和1）输入到移位寄存器74ls194由两片74ls194接成的8位移位寄存器会依此把密码记入电路，停止输入脉冲信号，改变开关设置不会影响密码的存入，表示密码输入完成。2、密码修改模块4原理：和密码输入模块同理，每输入一次脉冲信号，控键依此输入8位密码。3、密码检验模块原理：模块电路由两块一样的74LS85四位数据比较器组成。从U2的A0到A3和U3的A0到A3输入八位密码，从U2的B0到B3和U3的B0到B3接入原来设置的八位密码，对其进行比较，如果现时输入的密码与原来设定的密码一致，则在U3的第6管脚输出高电平，作为开锁信号，在开锁信号有效的情况下，实现开锁。如果不一致，则在I3第6管脚输出低电平，作为报警信号。4、开锁模块5原理：密码正确时，从U5:A的第2管脚中输入密码检验信号1,错误是为0；要开锁时，从U5A的第1管脚中输入开锁控制信号1，不开锁时，输入为0。当开锁开关打上（打上为1）且密码正确时U5:A的1、2管脚均为高电平，则U5:A的第3管脚输出为1,此时，绿灯D1亮，电磁锁在开锁信号下，实现开锁功能。平时不开锁，或密码不正确时，则U5:A的第3管脚输出为0,此时绿灯D1灭，电磁锁在无开锁信号下，关闭锁。5、报警模块原理：从四位比较器中传来密码校验的信号，若传来是密码错误则从U4:A的第1管脚中输入信号为0（若密码正确为1）。经过U4:A6反相器的变化变为1,并输入到U5:B与门的5管脚，加上从U5:B管脚4中输入的开锁信号1，使U5:B管脚6输出高电平，此时光报警信号红灯D2亮，从U5:B管脚6输出高电平和1KHz的方波分别从U5:C的管脚9和10输入，在U5:B管脚8中输出1KHz的音频信号，蜂鸣器ls1发出声音报警信号。6、音频方波信号模块工作原理：该模块为由555定时器构成的多谐振荡器。参数计算：T1=(R1+R2)Cln2、T2=R2Cln2，电路的振荡周期为T=(R1+2R2)Cln2。注：该模块是产生给报警模块的音频信号，产生的CP信号对占空比没什么要求，频率只要适当就可以，这里取为1KHz。由于实验板上有此模块，所以在接线的时候就省了此步，直接接上实验板上的1KHz方波信号即可。77、系统总图8七、总结与体会1、成品评测成品完全满足课题设计的要求，可以对密码进行精确的校验，并在密码正确和开锁的控制下实现开锁，而且，也满足扩展要求，对原来的四位密码扩展到了8位。各方面都达到标准，并可以在实验板上实现各部分功能。若做成成品，也不失为一款经济实用的电子数字密码锁。电路是纯数字化的，精确度比较高，只要正确连接这些芯片，所有的功能都可以稳定地实现。2、制作体会a)学以致用，实践后再