[课程设计][数字密码锁]

——————————————————————————————————————————-1-电子技术课程设计数字密码锁班级：指导老师：学生：学号：——————————————————————————————————————————-2-目录一内容提要………………………………………………………………………3二设计内容及要求………………………………………………………………3三设计思路及原理………………………………………………………………4四设计分析………………………………………………………………………51、输入控制电路……………………………………………………………6附174HC76…………………………………………………………7附274HC74…………………………………………………………8附374LS08…………………………………………………………9附474LS04…………………………………………………………10附574LS32…………………………………………………………112、显示电路………………………………………………………………12附674LS164………………………………………………………133、报警复位电路…………………………………………………………15五原件清单………………………………………………………………………17六仿真……………………………………………………………………………18七设计总结………………………………………………………………………20八致谢……………………………………………………………………………21九参考文献………………………………………………………………………21——————————————————————————————————————————-3-随着人们生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一问题也变得尤其突出，传统的机械锁由于其构造的简单，被撬的事件屡见不鲜，电子锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的亲呢。一内容提要:数字密码锁是现代锁具，它具有更高的安全性和使用的方便性。它的基本功能是只有按正确的顺序输入正确的密码方能输入开锁信号，实现开锁。本文粗略讲述了我在本次实习中的整个设计过程及收获。讲述了数字密码锁的工作原理以及其各个组成部分，记述了我在整个设计过程中对各个部分的设计思路、对各部分电路设计方案的选择、元器件的筛选、以及对它们的调试、对调试结果的分析，到最后得到比较满意的实验结果的方方面面。二设计内容及要求:要求设计一个简易的数字密码锁，其信号是给定的脉冲信号，是比较稳定的。1.设置三个正确的密码键，实现按密码顺序输入的电路。密码只有按顺序输入后才能输出密码的正确信号2.设置若干个伪键，任何伪键按下后，密码锁都无法打开。3.每次只能接受四个按键信号，且第四个键只能是“确认”键，其它无效。4.能显示已输入键的个数（例如显示*号）。5.第一次密码输错后，可以输入第二次。但连续输入错码，密码锁将被锁住，必——————————————————————————————————————————-4-须系统操作员解除（复位）。三设计思路及原理:数字密码锁由三个部分组成：输入控制电路、显示电路、报警复位电路。由JK触发器进行输入控制，当按下一次密码键即输入一个方波脉冲。方波的下降沿触发JK触发器及计数器置数。每按一个键，计数器向显示灯输出高电平，显示一盏位数指示灯，按下确认键计数器清零，位数指示灯全灭。当且仅当按对密码键时输出高电平，使正确指示灯亮，否则不亮。输入一次密码进行一次计数，若连续输入三次错误密码，报警灯亮、蜂鸣器响且输入无效。按下内置复位键，计数器清零，报警电路复位。因此,可得出数字密码锁的原理图如下：输入控制伪码键密码键确认键按键个数计数复位返回键复位键值锁存密码顺序判别显示输出控制声光报警密码正确——————————————————————————————————————————-5-四设计分析概念设计图最终设计图——————————————————————————————————————————-6-1、输入控制电路第一部分为JK触发器组成的密码键，前三个JK触发器连接的是密码键，第四个为确认键，左侧的一个为伪码键，由开关控制产生的产生单脉冲信号被送入JK触发器时钟脉冲端，只有依次按密码键，送入脉冲信号，最后按确认键，确认键端的JK触发器输出端才为高电平，其他任何时候都为低电平。第二部分为D触发器组成的清零电路，当电路处于常态时清零端连接的是高电平。但电路发生如下改变时清零：1.密码输入正确，确认键端的JK触发器输出端为高电平，经过非门变为低电平，经过两个与门输出低电平，清零；2.按下的第四个键不是确认键（还是密码键），计数器6端输出高电平，经过非门变为低电平，经过两个与门输出低电平，清零；3.按下确认键后，D触发器输出端变为高电平，当下次按下密码键，或门输出端输出高电平，经过与门、非门、与门，清零（D触发器为上升沿触发，JK触发器下降沿触发，故下次按密码键时先清零再输入，不会导致输入无效。该设计思路是老师指导的，解决了一个大问题，在这里感谢老师的帮助。）——————————————————————————————————————————-7-附174HC76(JK触发器)：——————————————————————————————————————————-8-附274HC74(D触发器)：——————————————————————————————————————————-9-附374LS08(与门)：——————————————————————————————————————————-10-附474LS04（非门)：——————————————————————————————————————————-11-附574LS32(或门)：——————————————————————————————————————————-12-2、显示电路在输入控制电路部分中，每按下一个密码键（包括伪码）经过或门输入一个高电平脉冲，经过与门触发74LS164时钟端计数，输出端输出高电平，灯亮。芯片74LS164，其功能是8位移位寄存器，9端口为时钟脉冲控制端，3、4、5、6、10、11、12、13端口为输出端，当9端输入一个高电平，3端口为高电平，其他端口为低电平，在输入一个高电平，3、4端口为高电平，其他输出端口为低电平，每输入一个时钟脉冲信号，移位一次，所以称为移位寄存器。9端口的时钟脉冲信号3个密码键和一个伪码键的按钮发出的，每输入一个密码或伪码键，都会产生一个时钟信号送入74LS164的时钟脉冲端。其功能是，每来一个时钟信号亮一盏灯，最后按下确认键，确认键信号经过清零电路送入清零端，因此三盏灯都清零。当按下的第四个键非确认键时，6端口输出高电平，经过非门、与门，清零。——————————————————————————————————————————-13-附674LS164：＜74LS164引脚图＞＜74LS164内部功能图＞74LS1648位移位寄存器（串行输入，并行输出）简要说明:型号fmPn54/7416436MHz185mW54/74LS16436MHz80mW当清除端（CLEAR）为低电平时，输出端（QA－QH）均为低电平。——————————————————————————————————————————-14-串行数据输入端（A，B）可控制数据。当A、B任意一个为低电平，则禁止新数据输入，在时钟端（CLOCK）脉冲上升沿作用下Q0为低电平。当A、B有一个为高电平，则另一个就允许输入数据，并在CLOCK上升沿作用下决定Q0的状态。引出端符号:CLOCK时钟输入端CLEAR同步清除输入端（低电平有效）A，B串行数据输入端QA－QH输出端极限值电源电压…………………………………7V输入电压…………………………………5.5V工作环境温度54164……………………………………-55～125℃74164……………………………………-0～70℃储存温度……………………………………-65℃～150℃——————————————————————————————————————————-15-3.报警复位电路当密码输入正确时，按下确认键时，此时确认键端的JK触发器输出端为高电平，因此右侧的灯亮，代表密码正确，开锁。当密码不正确时，确认键端的JK触发器输出端为低电平，灯不亮，不开锁。图中的74LS164时钟信号端经过与门、非门与确认键及第三个正确密码键的JK触发器输出端相连接，当输出端为低电平且按下确认键时输入单脉冲，触发移位，灯亮。上侧的报警灯与芯片的5引脚连接，每输错一次密码灯亮一盏，当连续三次密码输入错误时，5引脚变为高电平，报警灯亮、蜂鸣器响。输出的高电平经非门后，变为低电平信号，此时无论按下任何密码及确认键，确认灯都不亮，不开锁。当密码输入完后按下确认键，显示灯清零，确认键为显示灯复位键。当输入——————————————————————————————————————————-16-正确密码时，经过非门，与门反馈至清零端，清零。图中右侧一个开关为报警灯清零键，开关经过与门与图中间部位的74LS164清零端引脚相连接，当开关拨到低电平，清零端变为低电平，清零、报警灯灭、蜂鸣器停止。注:电路满足以下内容：1.第一次密码正确，开锁2.第二次密码正确，开锁，错误次数清零3.第三次密码正确，开锁，错误次数清零4.按下四次密码键（包括伪键），无效，清零5.三次密码不正确报警，复位键按下，报警停止建议：1.伪键可以增设，原理类似，开关的接线与图示类似，输出端可以连接在一起2.由于JK触发器刚接通电路时Q端输出高电平，灯亮，开锁。故安装后第一次使用要复位。同时存在破解风险，因此必须配有备用电源，保证密码锁的安全。——————————————————————————————————————————-17-五原件清单原件清单：序号数量描述参考标示封装1274LS,74LS164DU1,U2IPC-7351\DO1427SWITCH,PB_DPSTJ8,J1,J3,J4,J6,J2,J5Ultiboard\DIGTAS13474HC_2V,74HC76D_2VU3,U4,U5,U6IPC-7351\DO164374ALS,74ALS32NU14,U15,U16IPC-2221A/2222\N14A51BUZZER,BUZZER10kHzU8Generic\BUZZER6874ALS,74ALS04BMU9,U29,U13,U7,U19,U21,U22,U25IPC-7351\M14A7974ALS,74ALS08MU17,U11,U12,U28,U10,U18,U20,U23,U24IPC-7351\M14A8174ALS，74ALS74NU27IPC-7351\M14A98PROBE,PROBE_DIGX1，X2,X3,X4,X5,X6,X7,X8——————————————————————————————————————————-18-六仿真1）开始1小时2）开始2小时——————————————————————————————————————————-19-3）最终图在实际仿真中，我们按实际电路图接线，但总有这样或那样的问题，所以始终无法完成所有功能。前事不忘后事之师，在此我提出一些注意事项：1、开始接线前，请检查所有的电源，开关，面包板，灯泡等电路板上的额定器件。特别是面包板与芯片是否接触良好。（处理好这条你会事半功倍）。2、接线时，接好一部分线路就检查一遍。3、注意开关的防抖问题，可以使用74HC14，最好使用555，但由于线路及芯片过多，本次接线只使用了74HC14。——————————————————————————————————————————-20-七设计总结以上为我们所设计的电子密码锁电路，它经过多次修改和整理，以是一个比较不错的设计，可以满足人们的