数字电路课程设计——电子锁的设计

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1、课程设计（说明书）电子锁电路的设计班级/学号学生姓名指导教师沈阳航空航天大学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电子锁电路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电子锁电路，其密码为8位二进制代码，开锁指令为串行输入码。1、当开锁输入码与密码一致时，锁被打开；2、当开锁输入码与密码不一致时，则报警，报警时间持续15秒，停3秒后再重复出现；3、设置一个系统复位开关，所有的时间数据均用数码管显示出来。二、设计原理本设计可以用8个数码开关设置密码，密码输入为串行输入，每次用拨码开关输入1位密码，

2、按单步脉冲把这个密码输入。输入8次后才与原始密码相比较。密码的串行输入可以由移位寄存器的左移或右移功能来实现。另外单步脉冲需要进行消抖处理。三、原理框图声响模块扬声器原始密码数码管串行输入模块比较模块计时模块扫描电路四、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）。五、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。六、推荐参考资料1.童诗白，华成英主编．模拟电子技术基础．[M]北

3、京：高等教育出版社，2006年七、按照要求撰写课程设计报告成绩指导教师日期一、概述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。现在应用较广的电子密码锁是以芯片为核心，通过编程来实现的。其性能和安全性已大大超过了机械锁。其特点如下：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；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；误码输入保护，当输入

4、密码多次错误时，报警系统自动启动；无活动零件，不会磨损，寿命长；使用灵活性好，不像机械锁必须佩带钥匙才能开锁；电子密码锁操作简单易行，一学即会。该电子锁利用数字电路的理论和知识进行设计，密码为8位二进制代码，当开锁输入码与密码一致时，锁被打开，当开锁输入码与密码不一致时，则报警。整体思路是：先用开关预置密码，当开关闭合时表示输入高电平，即本位对应的密码是1，否则对应的密码是0；然后利用串行密码输入模块进行输入，接着用密码比较模块进行原始密码与输入密码进行比较，若密码输入与预置密码相同（两次相等），则锁被打开，并驱动门铃产

5、生响声；若输入密码与预置密码不相同（大于或小于），则报警，并驱动报警系统产生响声，该响声响15秒，停3秒，并重复进行此动作。二、方案论证设计一个电子锁电路，其密码为8位二进制代码，开锁指令为串行输入码，满足一下要求当开锁输入码与密码一致时，锁被打开；当开锁输入码与密码不一致时，则报警，报警时间持续15秒，停3秒后再重复出现；设置一个系统复位开关，所有的时间数据均用数码管显示出来。方案一：采用两片7485（四位数字比较器）级联方式构成八位数据比较，即为数据比较模块；采用两片74194（四位双向通用移位寄存器）级联成八位数据

6、输入模块，即为串行输入模块；用八个波段开关构成密码输入模块；另外采用555定时器构成的多谐震荡器产生15秒高电平3秒低电平并驱动蜂鸣器发声的报警模块，用555定时器构成的单稳态触发器构成开锁门铃模块；用74160和数码管构成时间显示模块。最后将各个模块连接到一起构成电子锁电路。原理框图如下图1所示。计时系统数据比较模块报警系统开锁门铃系统输入密码预置密码图1电子锁电路的原理框图方案二：采用以单片机为核心的控制方案，一般来说在选取单片机时从下面几个方面考虑：性能、存储器、运行速度、I/O口、定时/计数器、串行接口、模拟电路

7、功能、工作电压、功耗、封装形式、抗干扰性、保密性。基于以上因素用单片机AT89S51作为本设计的核心元件，利用单片机灵活的编程设计和丰富的I/O端口，及其控制的准确性，实现基本的密码锁功能。在单片机的外围电路外接输入键盘用于密码的输入和一些功能的控制，外接AT24C02芯片用于密码的存储，外接LCD1602显示器用于显示作用。密码输完后按下确认键，如果密码输入正确则开锁，密码不正确则发出报警。本设计采用的是方案一，利用74系列芯片和555定时器以及数码管作为本次设计的主要电子元器件构成密码输入模块、串行输入模块、数据比较

8、模块、报警模块、开锁门铃模块和计时模块等。三、电路设计1.预置密码模块如图2所示，预置密码模块由八个波段开关构成，表示每一位的数据，分别接到高位7485和低位7485上。另一端接5V电源，当按键接通时表示“1”，当案件未接通时，表示“0”。2.串行输入模块如图3所示，串行输入模块采用两片74194（四位双向通用移位寄