数字式电子锁的设计与制作

《数字电子技术基础》课程 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 任务书 学生姓名：            专业班级：                    指导教师：             工作单位：                  题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题     目:           数字式电子锁的设计与实现          初始条件： 本设计既可以使用集成电路和必要的元器件等，也可以使用单片机系统构建数字密码电子锁。自行设计所需工作电源。电路组成原理框图如图1，数字密码锁的实际锁体一般由电磁线圈、锁栓、弹簧和锁柜构成。当线圈有电流时，产生磁力，吸动锁栓，即可开锁。反之则不开锁。 图1 数字式电子锁原理框图 要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及技术要求，以及 说明书 房屋状态说明书下载罗氏说明书下载焊机说明书下载罗氏说明书下载GGD说明书下载 撰写等具体要求） 1、课程设计工作量：1周。 2、技术要求： 1）课程设计中，锁体用LED代替（如“绿灯亮”表示开锁，“红灯亮”表示闭锁）。 2）其密码为4位二进制代码，密码可以通过密码设定电路自行设定。 3）开锁指令为串行输入码，当开锁密码与存储密码一致时，锁被打开。当开锁密码与存储密码不一致时，可重复进行，若连续三次未将锁打开，电路则报警并实现自锁。（报警动作为响1分钟，停10秒） 4）选择电路 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ，完成对确定方案电路的设计。计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路原理图，阐述基本原理。安装调试设计电路。 3、查阅至少5篇参考文献。按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 书。全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规范。 时间安排： 1、    年  月  日，布置课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求说明。 2、    年  月  日至    年  月  日，方案选择和电路设计。 3、    年  月  日至    年  月  日，电路调试和设计说明书撰写。 4、    年  月  日，上交课程设计成果及报告，同时进行答辩。 指导教师签名：                          年    月    日 系主任（或责任教师）签名：              年    月    日 数字式电子锁的设计与实现 摘要 本数字式电子锁设计由74芯片构成，由密码输入部分、密码设定部分、开锁部分和报警部分组成。本设计电路简单，并能实现要求中的所有功能。在实际生活中也有运用。 关键词：数字式电子锁  74芯片 目录 1 绪论    1 数字式密码锁简介    1 2  方案设计    1 3 芯片介绍    2 3.1  74ls194    2 3.2  74ls175    3 3.3  74ls161    4 3.4  74ls85    5 3.5  74ls00    6 3.6  74ls08    7 3.7 NE555    7 3.7.1  NE555引脚图    7 3.7.2  NE555相关应用    8 4  电路设计    10 4.1  密码输入电路    10 4.2 密码预置电路和开锁电路    10 4.3  报警电路    11 4.4  自锁电路    12 4.5  总电路图    13 5 仿真与调试    14 5.1  密码预置与输入的仿真    14 5.2  报警电路的仿真    15 5.3  蜂鸣器工作时间的仿真    15 6 实物图    16 7  小结与体会    16 8 参考文献    17 1 绪论 数字式密码锁简介 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。现在有的电子密码锁是以芯片为核心，通过连接电路来实现的，也有的是以单片机为核心以编程来实现的。不管是哪一种，其性能和安全性已大大超过了机械锁。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。 6) 电子密码锁操作简单易行，一学即会。 2  方案设计 方案一：由两片74HC151八选一数据选择器连接成十六选一数据选择器，数据选择器的通道信号由人工预置，数据选择器的输入端接寄存器的4个输出端，从而由数据选择器的输出端判断是否输入的密码和预置的密码相同。 方案二：用74ls85数据比较器。数据比较器的A0到A3连接寄存器的4个输出，B0到B3由人工预置。根据A0到A3和B0到B3的数值比较输出端来判断输入的密码和预置的密码是否相同。 方案一用到了两块74HC151芯片，跟方案二相比较，用的芯片较多，方案二较为简洁，故选择方案二。 3 芯片介绍 3.1 74ls194 194为4位双向移位寄存器，其逻辑图如下： 图3.1.1  74ls194逻辑图 引出端符号 CLOCK  时钟输入端 CLEAR 清除端（低电平有效） A－D 并行数据输入端 DSL 左移串行数据输入端 DSR 右移串行数据输入端 S0、S1 工作方式控制端 QA－QD输出端 当清除端（CLEAR）为低电平时，输出端（QA－QD） 均为低电平。 当工作方式控制端（S0、S1）均为高电平时，在时钟（CLOCK）上升沿作用下，并行数据（A－D）被送入相应的输出端QA－QD。此时串行数据（DSR、DSL）被禁止。  当S0为高电平、S1为低电平时，在CLOCK上升沿作用下进行右移操作，数据由DSR送入。 当S0为低电平、S1为高电平时，在CLOCK上升沿作用下进行左移操作，数据由DSL送入。  当S0和S1均为低电平时，CLOCK被禁止。只有当CLOCK为高电平时S0和S1才可改变。 其真值表如下： 图3.1.2  74ls194真值表 3.2 74ls175 74ls175是用维持阻塞触发器组成的4位寄存器，其引脚图如下： 图3.2.1  74ls175引脚图 其功能表如下： 清零 时钟 输入 输出 工作模式 CP Q0 Q1 Q2 Q3 Q0 Q1 Q2 Q3 0 × × × × × 0 0 0 0 异步清零 1 ↑ Q0 Q1 Q2 Q3 Q0 Q1 Q2 Q3 数码保存 1 1 × × × × 保持 数据保持 1 0 × × × × 保持 数据保持                       图3.2.2  74ls175功能表 3.3 74ls161 74LS161是常用的四位二进制可预置的同步加法计数器，他可以灵活的运用 在各种数字电路，以及单片机系统种实现分频器等很多重要的功能，其引脚图如下： 图3.3.1 74LS161引脚图 管脚图介绍： 时钟CP和四个数据输入端P0~P3 清零/MR 使能CEP，CET 置数PE  数据输出端Q0~Q3  以及进位输出TC. (TC=Q0·Q1·Q2·Q3·CET) 其功能表如下： 图3.3.2  74LS161功能表 从74LS161功能表功能表中可以知道，当清零端CR=“0”，计数器输出Q3、Q2、Q1、Q0立即为全“0”，这个时候为异步复位功能。当CR=“1”且LD=“0”时，在CP信号上升沿作用后74LS161输出端Q3、Q2、Q1、Q0的状态分别与并行数据输入端D3，D2，D1，D0的状态一样，为同步置数功能。而只有当CR=LD=EP=ET=“1”、CP脉冲上升沿作用后，计数器加1。74LS161还有一个进位输出端CO，其逻辑关系是CO= Q0·Q1·Q2·Q3·CET。合理应用计数器的清零功能和置数功能，一片74LS161可以组成16进制以下的任意进制分频器。 3.4  74ls85 74ls85为4位数值比较器，引脚图如下： 图3.4.1  74ls85引脚图 85可进行二进制码和BCD码的比较，对两个4位字的比较结果由三个输出端（FA＞B，FA＝B，FA＜B＝输出。  将若干85级联可比较较长的字，此时低级位的FA＞B，FA＝B，FA＜B连接到高位级相应的输入A＞B、A＝B、A＜B，并使低位级的A＝B为高电平。  引出端符号  A0－A3  字A输入端 B0－B3 字B输入端 A＞B  A＞B级联输入端  A＝B  A＝B级联输入端 A＜B  A＜B级联输入端 A等于B输出端 A大于B输出端 A小于B输出端 其功能表如下： 图3.4.2  74ls85功能表 3.5  74ls00 74ls00 为四组 2 输入端与非门（正逻辑），其逻辑图如下： 图3.5.1  74ls00逻辑图 引出端符号： 1A－4A，1B－4B 输入端 1Y－4Y 输出端 其真值表如下： 输入A 输入B 输出 H H L H L H L H H L L H       图3.5.2  74ls00真值表 3.6  74ls08 74ls08 为四组 2 输入端与门（正逻辑），其逻辑图如下： 图3.6.1  74ls08逻辑图 引出端符号： 1A－4A，1B－4B 输入端 1Y－4Y 输出端 其真值表如下： 输入A 输入B 输出 H H H H L L L H L L L L       图3.6.2  74ls08真值表 3.7 NE555 3.7.1  NE555引脚图 图3.7.1  NE555引脚图 Pin 1 -地线(或共同接地) ，通常被连接到电路共同接地。