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1、电子密码锁电路设计电子密码锁的设计与制作 作者：刘彬 第一章 方案论证 1设计本课题时构思了两种方案：一种是用以为PIC16F84核心的单片机控制方案；另一种是用以NE555、双移位寄存器以及反相器构成的数字逻辑电路控制方案。 开关K1K8可将IC3输出端信号直接或反相送到三极管基极，以此来设定电子锁的开锁密码。 按键输入 开锁 执行电路 显示15s复位 开锁电路 信号传输电路 密码校验电路 自动复位 2电子锁工作原理 密码锁的开锁信号有一系列宽脉冲和窄脉冲组成。IC1a、IC1b组成双稳态触发器；IC2、IC3为NE555双时基集成电路，组成两组单稳态电路；IC4为CC4015双四位串入一并
2、处移位寄存器，在电路中将两组寄存器串接扩展成8位移位寄存。CC4015的输出端Q1AQ4A，Q1BQ4B分别经反相器F3F10、单刀双掷开关K1K8及与非门74LS30控制三极管的基极，只有与非门输入为低电平时，LED二极管绿灯亮，经过反相器变成高电平，三极管导通，使得继电器J吸合，电磁铁D通电，把锁打开；反之，只要与非门输出为高电平，经过反相器LED二极管红灯亮，但三极管为低电平，三极管截止，J不能吸合。开关K1K8与反相器的输入输出端相接，可将IC3输出端信号直接或反相后将高电平送到与非门，与非门输出为低电平，经反相器为高电平到三极管基极，所以可以改变开关与反相器的连接方式的不同来改变密码
3、。 当按下复合按钮SB时，其常断接点接通，常闭接点断开，IC1a输入端变1 成高电平，输出低电平，使IC2的2脚和IC3的2脚得到低电平触发，单稳电路IC2、IC3输出端3、3变成高电位，反相器F1输出低电平，使CC4015的复位端RA、RB变为低电平，允许输入并寄存数据。IC3输出端3的高电平时间由R5、C4决定，按图中数据其单稳时间为1.0秒，松开按钮SB。IC1b输入端变成高电平，输出变成低电平，使反相器F2输出上升沿作用在CC4015的触发端9、1脚上，CC4015读入数据，若在1.0秒之内松开SB，IC3的3脚输出的高电平输入到IC4的DA端，使IC4读入“1”，且LED绿灯亮；如在
4、1.0秒之后松开SB，由于单稳已复位，3脚低电平输入到IC4的DA端，使IC4读入“0”，并且LED红灯亮。这样，通过控制SB按下的时间长短即可实现密码输入，全部8个密码的输入完成后，这8个密码即出现在IC4的8个输出端。IC2单稳时间为30秒，30秒后，IC2输出端3变为低电平。F1输出高电平，使CC4015复位端RA、RB变为高电平，IC4复位，不再接收输入，输出端全部变成低电平。密码全部输入需要按8次SB，并且要保证输入正确，绿灯才能亮，三极管才能导通。本电路中，如果在30秒之内正确输入密码，则绿灯亮，红灯灭，三极管导通，J通电吸合，其常开触点接通电磁铁D的电源，使得门锁打开。该电子锁靠
5、按下SB时间长短来输入密码，并要在1.0秒内完成各位的正确输入，具有很大的难度，因此该电子锁具有很高的保密性。 第二章 硬件电路设计 1.555基本工作模式 555时基电路应用十分广泛，用它可以很容易地组成各式性能稳定的高、低频振荡器、单稳态触发器、双稳态RS触发器及各种电子开关电路等，但无论其电路如何变化，其基本工作模式不外乎于单稳态、双稳态、无稳态3种基本工作模式。 单稳态工作模式 单稳态工作模式是指电路只有一个稳定状态，在稳定状态时，555时基电路处于复位状态，即输出端3脚输出低电平。当电路受到低电平触发时，555电路翻转置位进入暂稳态，在暂稳态时间内，3脚输出高电平，经过一段延迟后，电
6、路能自动返回暂稳态，暂稳态时间通常简称为暂态时间。 2 图 (1) 2. 功能表： 图 CC4015功能图 CD4015为双四位串入一并输出移位寄存器，在本电路中将两组寄存器串接扩展成8位移位寄存器。输入脉冲作用在CD4015的触发端9、1脚上，CD4015读入数据，待8个密码输完后，8个密码出现在CD4015的8个输出端。IC2单稳态时间为30秒，30秒后CD4015复位端RA、RB变为高电平，CD4015复位不再接收输入输出端全部变为低电平 3. 或非门CD4001 CD4001 是2输入正向或非门。它有四组相同的或非门电路，为系统使用提供了直接的或非门，所有输入和输出经过缓冲，改善了输入
7、输出传输特性，使得由于负载容量的增加而引起的传输时间的变化维持到最小。电源电压、输入电压和输入电流与CD4001相同。 3 图 CD4001 2输入四或非门 元 器 件 清 单 表1-1 元器件列表 元件名称 电阻 参数或型号 510 15k 20k 100k 200k 300k 470k 电解电容 圆片电容 集成芯片 三极管 二极管 发光二极管 按钮开关 单刀双掷开关 继电器 数量 10个 1个 2个 2个 1个 1个 1个 2个 2个 2个 1个 2个 1个 1个 2个 1个 3个 10个 1个 1u 47u 0.01u 0.1u NE555 CC4015 74LS30 74LS04 90
8、18 IN4148 LED 5V 4 8个 1个 总 电 路 图 5 第三章 安装与调试 按原理图所示的电路结构及元器件实际尺寸，设计合适的通用电路板，并插接元器件。本次设计的电路看似一般，但实际上涉及到的内容非常多，由于没有合适的单刀双掷开关。所以选用导线来替代。这样就增大了电路的难度。 不过之前有多次实训的锻炼，还是很快就把电路连接完成。当时并没有出现象。 在老师的悉心指导下，重新分析并检查电路，这是一个艰难漫长的过程，也是一个很好的锻炼过程，提高了我的查找问题、分析问题、解决问题的能力。 数据 555 ：3脚的输出电压为0.02V 三级管输出电压为5.04V. 74LS30 8号脚输出电
9、压4.03V 第四章 心得体会 刚拿到任务书时，便冲向了图书馆，开始找跟自己主题相关的资料。认真分析课题的主要内容以及研究思路。对每一个方案都进行分析，有的可以但是不能改密码，有的适合主题但是没有实际意义。最终不负有心人，找到了适合我任务书的方案。 在安装与调试程中，出现了一些故障。在老师的指导下，我们仔细排查，仔细核对电路图，检查元器件，最终完成了任务。 在此次课程设计的过程中，我觉得既锻炼了我的实际动手能力，也再一次复习了上学期学习的数电知识，对逻辑门逻辑电路，各种基本集成芯片都有了进一步的理解。由简单的抽象理解到实际认知。通过这次课程设计，我觉得学习像数电这样实用的知识，不仅要掌握书本上的基本内容，还要灵活思考，善于变换，这样才能找到最优设计，达到事半功倍的效果。而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。 这次设计使我更加懂得了自己所学知识是多么的有限，自己的在各个方面都需要再加强。而我们是要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践，通过这些不断的改正自己。这样才能使自己不被社会淘汰。总之，在这次课程设计过程中，我既学习到了数电知识，又学到了许多书本之外宝贵的分析动手能力。与其临渊羡鱼，不如退而结网。这次数电课程设计给我的最大的印象就是如果自己有了兴趣，就动手去做，困难在你的勇气和毅力下是抬不了头的。 6
