1、<p>　　課程名稱： 電子設(shè)計(jì)制作與工藝實(shí)習(xí)</p><p>　　課題名稱： 電子密碼鎖 </p><p>　　學(xué) 院： 電氣與信息工程學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級(jí)： 建筑電氣與智能化11102班</p><p>　　學(xué)生姓名： <

2、/p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　完成時(shí)間： 2013年6月21日 </p><p>　　報(bào)告成績(jī)： </p><p><b>　　電</b></p><p><b&g

3、t;　　子</b></p><p><b>　　密</b></p><p><b>　　碼</b></p><p><b>　　鎖</b></p><p><b>　　的</b></p><p><b>　　設(shè)

4、</b></p><p><b>　　計(jì)</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　以往個(gè)人資料保存、部門(mén)文件檔案多用機(jī)械鎖，但隨著人們生活水平的提高，如何實(shí)現(xiàn)家庭防盜這一問(wèn)題也變的尤其的突出，傳統(tǒng)的機(jī)械鎖由于其構(gòu)造的簡(jiǎn)單，被撬的事件屢見(jiàn)不鮮，電子鎖由于其保密性高，使用靈活性好，安全

5、系數(shù)高，受到了廣大用戶的親呢。LCD液晶顯示和報(bào)警系統(tǒng)組成。系統(tǒng)能完成開(kāi)鎖、超時(shí)超次報(bào)警鎖定、修改用戶密碼基本的密碼鎖的功能。除上述基本的密碼鎖功能外，還具有調(diào)電存儲(chǔ)、聲光提示等功能。本系統(tǒng)成本低廉，功能實(shí)用。</p><p>　　關(guān)鍵詞： 電子密碼鎖 ; 矩陣鍵盤(pán) ; Protues</p><p><b>　　ABSTRACT</b>

6、</p><p>　　To save personal information in the past, departmental document file multi-purpose mechanical locks, but with the imp

7、rovement of people's living standards, how to achieve family security of this problem become particularly prominent, the traditiona

8、l mechanical locks because of its simple structure, was not uncommon events pry , electronic lock due to the confidential

9、0;nature of the high use of good flexibility and safety coefficient was low, the majority of users of intimacy. This sys

10、tem consists</p><p>　　Keywords:  Electronic Code Lock   ； Matrix Keyboard ； Protue</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要1</b>

11、;</p><p>　　ABSTRACT2</p><p><b>　　第一章 緒論1</b></p><p>　　第二章：設(shè)計(jì)調(diào)研1</p><p>　　第三章：總體方案設(shè)計(jì)2</p><p><b>　　1．設(shè)計(jì)思路2</b></p><p

12、><b>　　2．總體方框圖2</b></p><p>　　第四章：設(shè)計(jì)原理分析3</p><p>　　1．鍵盤(pán)輸入、密碼修改、密碼檢測(cè)、開(kāi)鎖及執(zhí)行電路 .3</p><p><b>　　2． 報(bào)警電路4</b></p><p>　　3．報(bào)警次數(shù)檢測(cè)及鎖定電路5</p>

13、<p>　　4．備用電源電路6</p><p><b>　　總結(jié)8</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)9</b></p><p><b>　　致謝10</b></p><p><b>　　第一章 緒論</b></p&g

14、t;<p>　　密碼鎖是一種通過(guò)密碼輸入來(lái)控制電路或是芯片工作，從而控制機(jī)械開(kāi)關(guān)的閉合，完成開(kāi)鎖、閉鎖任務(wù)的電子產(chǎn)品。它的種類很多，有簡(jiǎn)易的電路產(chǎn)品，也有基于芯片的性價(jià)比較高的產(chǎn)品?，F(xiàn)在應(yīng)用較廣的數(shù)字密碼鎖是以芯片為核心，通過(guò)編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其性能和安全性已大大超過(guò)了機(jī)械鎖。其特點(diǎn)是保密性好，隨機(jī)開(kāi)鎖成功率幾乎為零。密碼可變，用戶可以隨時(shí)更改密碼，防止密碼被盜，同時(shí)也可以避免因人員的更替而使鎖的密級(jí)下降。無(wú)活動(dòng)零件，不會(huì)磨損

15、，壽命長(zhǎng)。使用靈活性好，不像機(jī)械鎖必須佩帶鑰匙才能開(kāi)鎖。數(shù)字密碼鎖操作簡(jiǎn)單易行，一學(xué)就會(huì)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)使用軟件仿真，實(shí)現(xiàn)了既定的功能和要求，能使系統(tǒng)正確地開(kāi)啟密碼鎖和更改密碼，而數(shù)碼管能夠正確地顯示輸入密碼。本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了16個(gè)開(kāi)關(guān)按鍵，每次按下鍵需要檢驗(yàn)是否確實(shí)按下，若是則輸入密碼；否則，就等待按鍵按下。</p><p><b>　　第二章：設(shè)計(jì)調(diào)研</b&

16、gt;</p><p>　　密碼鎖電路包含：鍵盤(pán)輸入、密碼修改、密碼檢測(cè)、開(kāi)鎖電路、執(zhí)行電路、報(bào)警電路、鍵盤(pán)輸入次數(shù)鎖定電路。主要研究以上各個(gè)步驟的主要內(nèi)容。</p><p>　　研究目標(biāo)：隨著人們生活水平的提高，如何實(shí)現(xiàn)家庭防盜這一問(wèn)題也變的尤其的突出，傳統(tǒng)的機(jī)械鎖由于其構(gòu)造的簡(jiǎn)單，被撬的事件屢見(jiàn)不鮮，而電子鎖由于其保密性高，使用靈活性好，安全系數(shù)高，所以研究個(gè)安全穩(wěn)定的數(shù)字安全鎖是現(xiàn)在

17、社會(huì)必不可少的防盜工具。 </p><p><b>　　解決的關(guān)鍵問(wèn)題： </b></p><p>　　密碼鎖電路和備用電源(UPS)，其中設(shè)置UPS電源是為了防止因?yàn)橥ｋ娫斐傻拿艽a鎖電路失效，使用戶免遭麻煩。 </p><p>　　鍵盤(pán)輸入、密碼修改、密碼檢測(cè)、開(kāi)鎖電路、執(zhí)行電路、報(bào)警電路、鍵盤(pán)輸入次數(shù)鎖定電路。

18、 系統(tǒng)原理 </p><p><b>　　鍵盤(pán)電路</b></p><p>　　密碼鎖要輸入密碼就肯定要使用鍵盤(pán)。設(shè)計(jì)的是4×4的鍵盤(pán)，除了0～9這10個(gè)數(shù)字鍵之外，還有“確定”、“取消”、“密碼修改”、“關(guān)鎖”、“用戶切換”、和“顯示關(guān)開(kāi)”。4×4矩陣排列能有效的節(jié)約端口資源，避免使用端口擴(kuò)展模塊。鍵盤(pán)安裝時(shí)，按鍵按照4

19、15;4格式進(jìn)行矩陣排列。</p><p>　　電路主要使用七段數(shù)碼管。</p><p>　　第三章：總體方案設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1．設(shè)計(jì)思路</b></p><p>　　共設(shè)了9個(gè)用戶輸入鍵，其中只有4個(gè)是有效的密碼按鍵，其它的都是干擾按鍵，若按下干擾鍵，鍵盤(pán)輸入電路自動(dòng)清零，原先輸入的密碼無(wú)效，需要重新

20、輸入；如果用戶輸入密碼的時(shí)間超過(guò)40秒（一般情況下，用戶不會(huì)超過(guò)40秒，若用戶覺(jué)得不便，還可以修改）電路將報(bào)警80秒，若電路連續(xù)報(bào)警三次，電路將鎖定鍵盤(pán)5分鐘，防止他人的非法操作。</p><p><b>　　2．總體方框圖</b></p><p><b>　　見(jiàn)圖3.1</b></p><p>　　第四章：設(shè)計(jì)原理分析&

21、lt;/p><p>　　電路由兩大部分組成：密碼鎖電路和備用電源(UPS)，其中設(shè)置UPS電源是為了防止因?yàn)橥ｋ娫斐傻拿艽a鎖電路失效，使用戶免遭麻煩。</p><p>　　密碼鎖電路包含：鍵盤(pán)輸入、密碼修改、密碼檢測(cè)、開(kāi)鎖電路、執(zhí)行電路、報(bào)警電路、鍵盤(pán)輸入、次數(shù)鎖定電路。</p><p>　　1．鍵盤(pán)輸入、密碼修改、密碼檢測(cè)、開(kāi)鎖及執(zhí)行電路 . </p>

22、<p>　　其電路如下圖4.1所示：</p><p>　　開(kāi)關(guān)K1~K9是用戶的輸入密碼的鍵盤(pán)，用戶可以通過(guò)開(kāi)關(guān)輸入密碼，開(kāi)關(guān)兩端的電容是為了提高開(kāi)關(guān)速度，電路先自動(dòng)將IC1~IC4清零，由報(bào)警電路送來(lái)的清零信號(hào)經(jīng)C25送到T11基極，使T11導(dǎo)通，其集電極輸出低電平，送往IC1~IC4，實(shí)現(xiàn)清零。

23、 </p><p>　　密碼修改電路由雙刀雙擲開(kāi)關(guān)S1~S4組成（如圖4.2所示）, 它是利用開(kāi)關(guān)切換的原理實(shí)現(xiàn)密碼的修改。例如要設(shè)定密碼為1458，可以撥動(dòng)開(kāi)關(guān)S1向左，S2向右，S3向左，S4向右，即可實(shí)現(xiàn)密碼的修改，由于輸入的密碼要經(jīng)過(guò)S1~S4的選擇，也就實(shí)現(xiàn)了密碼的校驗(yàn)。本電路有16組的密碼可供修改。</p><

24、p>　　由兩塊74LS112（雙JK觸發(fā)器，包含IC1~IC4）組成密碼檢測(cè)電路。由于IC1處于計(jì)數(shù)狀態(tài)，當(dāng)用戶按下第一個(gè)正確的密碼后，CLK端出現(xiàn)了一個(gè)負(fù)的下降沿，IC1計(jì)數(shù)，Q端輸出為高電平，用戶依次按下有效的密碼，IC2~IC3也依次輸出高電平，送入與門(mén)IC5，使其輸出開(kāi)鎖的高電平信號(hào)送往TC13的2腳，執(zhí)行電路動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)開(kāi)鎖。</p><p>　　執(zhí)行電路是由一塊555單穩(wěn)態(tài)電路（IC13），以及由

25、T10,T11組成的達(dá)林頓管構(gòu)成。若IC13的2腳輸入一高電平，則3腳輸出高電平，使T10導(dǎo)通，T11導(dǎo)通，電磁閥開(kāi)啟，實(shí)現(xiàn)開(kāi)門(mén)，同時(shí)T10集電極上接的D5（綠色發(fā)光二極管）發(fā)亮，表示開(kāi)門(mén)，20秒后，555電路狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，電磁閥停止工作，以節(jié)電。其中電磁閥并聯(lián)的電容C24使為了提高電磁閥的力矩。</p><p><b>　　2． 報(bào)警電路</b></p><p>　　報(bào)

26、警電路實(shí)現(xiàn)的功能是：當(dāng)輸入密碼的時(shí)間超過(guò)40秒（一般情況下用戶輸入不會(huì)超過(guò)），電路報(bào)警80秒，防止他人惡意開(kāi)鎖。</p><p>　　電路包含兩大部分，2分鐘延時(shí)和40秒延時(shí)電路。其工作原理是當(dāng)用戶開(kāi)始輸入密碼時(shí)，電路開(kāi)始2分鐘計(jì)時(shí)，超出40秒，電路開(kāi)始80秒的報(bào)警。圖如下4.3所示有人走近門(mén)時(shí)，觸摸了TP端(TP端固定在鍵盤(pán)上，其靈敏度非常高，保證電路可靠的觸發(fā))，由于人體自身帶的電，使IC10的2腳出現(xiàn)低電平

27、，使IC10的狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)，其3腳輸出高電平，T5導(dǎo)通(可以通過(guò)R12控制T1的基極電流)，其集電極接的黃色發(fā)光二極管D3發(fā)光，表示現(xiàn)在電子鎖處于待命狀態(tài),T6截止，C4開(kāi)始通過(guò)R14充電(充電時(shí)間是40秒,此時(shí)為用戶輸入密碼的時(shí)間，即用戶輸入密碼的時(shí)間不能超過(guò)40秒，否則電路就開(kāi)始報(bào)警, 由于用戶經(jīng)常輸入密碼，而且知道密碼，一般輸入密碼的時(shí)間不會(huì)超過(guò)40秒)，IC2開(kāi)始進(jìn)入延時(shí)40秒的狀態(tài)。</p><p>　

28、　開(kāi)始報(bào)警:當(dāng)用戶輸入的密碼不正確或輸入密碼的時(shí)間超過(guò)40秒，IC11的2腳電位隨著C4的充電而下降,當(dāng)電位下降到1/3Vcc時(shí)(即40秒延時(shí)結(jié)束時(shí)候),3腳變成高電位(延時(shí)時(shí)是低電平),通過(guò)R15使(R15的作用是為了限制T7的導(dǎo)通電流防止電流過(guò)大燒毀三極管)T7導(dǎo)通,其集電極上面接的紅色發(fā)光二極管D4發(fā)亮,表示當(dāng)前處于報(bào)警狀態(tài),T8也隨之而導(dǎo)通,使蜂鳴器發(fā)聲,令賊人生怯,實(shí)現(xiàn)報(bào)警.</p><p>　　停止報(bào)

29、警:當(dāng)達(dá)到了80秒的報(bào)警時(shí)間，IC10的6,7腳接的電容C5放電結(jié)束,IC10的3腳變成低電平,T5截止,T6導(dǎo)通,強(qiáng)制使強(qiáng)制電路處于穩(wěn)態(tài)，IC11的3腳輸出低電平,使T7,T8截止,蜂鳴器停止報(bào)警；或者用戶輸入的密碼正確，則有開(kāi)鎖電路中的T10集電極輸出清除報(bào)警信號(hào)，送至T12（PNP），T12導(dǎo)通，強(qiáng)制使T7基極至低電位，解除報(bào)警信號(hào)。</p><p>　　3．報(bào)警次數(shù)檢測(cè)及鎖定電路</p>&

30、lt;p>　　若用戶操作連續(xù)失誤超過(guò)3次，電路將鎖定5分鐘。其工作原理如下：當(dāng)電路報(bào)警的次數(shù)超過(guò)3次，由IC9（74161）構(gòu)成的3位計(jì)數(shù)器將產(chǎn)生進(jìn)位，通過(guò)IC7，輸出清零信號(hào)送往74161的清零端，以實(shí)現(xiàn)重新計(jì)數(shù)。經(jīng)過(guò)IC8（與門(mén)），送到IC12（555）的2腳，使3腳產(chǎn)生5分鐘的高電平鎖定脈沖（其脈沖可由公式T=1.1RC計(jì)算得出），經(jīng)T9倒相，送IC6輸入端，使IC6輸出低電平，使IC13不能開(kāi)鎖，到鎖定的目的。電路圖如下4

31、.4所示：</p><p><b>　　4．備用電源電路</b></p><p>　　為了防止停電情況的發(fā)生，本電路后備了UPS電源，它包括市電供電電路，停電檢測(cè)電路，電子開(kāi)關(guān)切換電路，蓄電池充電電路和蓄電池組成。其電路圖如下4.5所示：</p><p>　　220V市電通過(guò)變壓器B降壓成12V的交流電,再經(jīng)過(guò)整流橋整流,7805穩(wěn)壓到5V送&

32、lt;/p><p>　　往電子切換電路，由于本電路功耗較少，所以選用10W的小型變壓器。</p><p>　　由R8，R9，R6，R7及IC14構(gòu)成電壓比較器，正常情況下，V+<V- IC14輸出高電平，繼電器的常閉觸點(diǎn)和市電相連；當(dāng)市電斷開(kāi)，V+>V- IC14輸出高電平，由T3，T4構(gòu)成的達(dá)林頓管使繼電器J開(kāi)啟，將其常開(kāi)觸電將蓄電池和電路相連，實(shí)現(xiàn)市電和蓄電池供電的切換，保證電

33、子密碼鎖的正常工作（視電池容量而定持續(xù)時(shí)間）。其電路圖如下4.6所示：</p><p>　　T1，T2構(gòu)成的蓄電池自動(dòng)充電電路，它在電池充滿后自動(dòng)停止充電，其中D1亮為正在充電，D2為工作指示。由R4，R5，T1構(gòu)成電壓檢測(cè)電路，蓄電池電壓低，則T1，T2導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)對(duì)其充電；充滿后，T1，T2截止，停止充電，同時(shí)D1熄滅，電路中C4的作用是濾除干擾信號(hào)。其電路圖如4.7所示：</p><p&g

34、t;<b>　　總結(jié)</b></p><p>　　以上為實(shí)習(xí)期間所設(shè)計(jì)的電子密碼鎖電路，它經(jīng)過(guò)多次修改和整理，以是一個(gè)比較不錯(cuò)的設(shè)計(jì)，可以滿足人們的基本要求，但因?yàn)樗接邢蓿穗娐分幸泊嬖谝欢ǖ膯?wèn)題，譬如說(shuō)電路的密碼不能遺忘，一旦遺忘，就很難打開(kāi)，這可以通過(guò)增加電路解決，但過(guò)于復(fù)雜，本次設(shè)計(jì)未其中；用開(kāi)關(guān)作74LS112的CLK脈沖，不是很穩(wěn)定，可以調(diào)換其它高速開(kāi)關(guān)或計(jì)數(shù)脈沖；電路密碼只有1

35、6種可供修改，但由于他人不知道密碼的位數(shù)，而且還要求在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)按一定的順序開(kāi)鎖，所以他人開(kāi)鎖的幾率很?。浑娐分形醇语@示電路，但可通過(guò)其它數(shù)字模塊實(shí)現(xiàn)這一功能。這需要一段時(shí)間的進(jìn)一步改進(jìn)，如果有好的意見(jiàn)，希望老師給以支持。</p><p>　　通過(guò)這幾周的學(xué)習(xí)，我感覺(jué)有很大的收獲：首先，通過(guò)學(xué)習(xí)使自己對(duì)課本上的知識(shí)可以應(yīng)用于實(shí)際，使的理論與實(shí)際相結(jié)合，加深自己對(duì)課本知識(shí)的更好理解，同時(shí)實(shí)習(xí)也段練了我個(gè)人的動(dòng)手能

36、力：能夠充分利用圖書(shū)館去查閱資料，增加了許多課本以外的知識(shí)。能對(duì)protel 99、和EWB等仿真軟件操作，能達(dá)到學(xué)以致用。對(duì)我們學(xué)生來(lái)說(shuō)，理論與實(shí)際同樣重要，這是我們以后在工作中說(shuō)明自己能力的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　在實(shí)習(xí)中，我感受到了老師對(duì)學(xué)生的那種悔人不卷的精神，每天的固定時(shí)間，老師都來(lái)給我們指導(dǎo)，使我們少走彎路，順利完成實(shí)習(xí)任務(wù)，請(qǐng)?jiān)试S我向你們致意崇高的敬意，感謝你們，老師！</p>

37、;<p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]　康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)（第四版）.北京：高等教育出版社，1998</p><p>　　[2] 《無(wú)線電》第２００２年合訂本。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的努力，終于完成了

38、電子密碼鎖的設(shè)計(jì)。這個(gè)設(shè)計(jì)涉及到目前我們學(xué)習(xí)到模電、數(shù)電以及單片機(jī)這三個(gè)學(xué)習(xí)內(nèi)容，學(xué)以致用。在這過(guò)程中我再一次感受到了成功來(lái)之不易。每一步的前進(jìn)都需要付出艱辛和努力，每一點(diǎn)的成功都匯聚各方的支持與鼓勵(lì)。正是有著各方面的力量才使我不斷的前進(jìn)。在這些無(wú)形的力量當(dāng)中有一股力量自我出生就賦予我的，這股力量就是父母對(duì)我的愛(ài)。是你們讓我擁有了生命，也是你們?yōu)槲业拿恳徊匠砷L(zhǎng)默默奉獻(xiàn)自己的青春，勞累自己的身體。不管我是成功還是失敗你們都一如既往地支持我

39、、鼓勵(lì)我，不斷地給予我前進(jìn)的動(dòng)力與信心，你們永遠(yuǎn)是我堅(jiān)強(qiáng)的后盾。我完全沒(méi)有任何理由不感謝你們。為了不讓你們過(guò)多為我勞累和操心，我將更加發(fā)奮地學(xué)習(xí)，不辜負(fù)你們的期望。</p><p>　　這次課程設(shè)計(jì)能夠完成，非常感謝xx工程學(xué)院，為我們提供了一個(gè)展示自己的平臺(tái)，也為我們提供了一個(gè)良好的學(xué)習(xí)氛圍和學(xué)習(xí)條件。感謝那些在為學(xué)生操勞的老師們，是你們讓我的學(xué)習(xí)生活更加的充實(shí)精彩。在此特別感謝我的指導(dǎo)老師xx老師。謝謝xx老

40、師給我這個(gè)機(jī)會(huì)參與電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)，xx老師不僅在專業(yè)知識(shí)上指導(dǎo)我如何去學(xué)習(xí)，如何更有效地掌握專業(yè)知識(shí)技能，而且也向我傳遞著學(xué)習(xí)和做事的精神——嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、低調(diào)務(wù)實(shí)、謙虛穩(wěn)重。xx老師秉承著授之以魚(yú)不如授之以漁的教學(xué)理念教導(dǎo)我如何將理論知識(shí)上升到實(shí)踐基本技能，如何將理論與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，讓我感受到了不一樣的學(xué)習(xí)理念。正是xx老師的嚴(yán)格要求與耐心指導(dǎo)，我才能完成這次電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)。</p><p>　　在這次課程設(shè)