密码锁电路

课程设计说明书

课程设计名称：数字电路课题设计

课程设计题目：带报警器的密码电子锁和门铃电路学院名称：信息工程学院

专业：电子信息工程班级： 090411

学号：姓名：

评分：教师：

20 1 1年 09 月11日

脉冲数字电路课程设计任务书

20 10 －20 11 学年第二学期第 1 周－ 2 周

注：1、此表一组一表二份，课程设计小组组长一份；任课教师授课时自带一份备查。

2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。

摘要

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的尤其的突出，传统的机械锁由于其构造的简单，被撬的事件屡见不鲜，电子密码锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的亲呢。

本系统是由D触发器，蜂鸣器、555和报警系统，门铃系统所组成的带报警电子密码锁和门铃电路。系统完成按键输入、开锁、超时报警、错误密码报警、复位等数字密码锁的基本功能。

在当今的社会安全是人民特别关心的话题，生命安全，财产安全等等。密码门铃电路就是在现实生活为人民提供安全保护设备。

关键字：数字密码锁 74LS74 555 解锁与报警

目录

摘要 (2)

第一章、系统设计方案选择 (4)

1.1方案一 (4)

1.2方案二 (4)

第二章系统组成及工作原理 (6)

2.1密码锁电路 (6)

2.2门铃及报警电路： (6)

2.3继电器电路 (9)

2.4.供电电路： (9)

第三章整体电路及系统的调试和安装 (10)

3.1安装 (10)

3.2调试方法与调试过程 (10)

3.3制作成品 (11)

第四章设计心得及几点补充说明 (12)

五．参考文献 (13)

附录一电路图和PCB版 (14)

附录二元件清单 (16)

附录三芯片资料 (17)

第一章、系统设计方案选择

1.1 方案一

该设计主要分输入电路，存储电路，信号处理电路，输出电路四大部分，首先从输入电路送出的编码信号到比较器与存储器的存储密码进行比较，两者一致则将锁打开，反之则驱动报警电路报警，存储器中的密码可以通过写允许端修改密码。

图1.1 整体方案设计流程

1.2 方案二

74LS74组成的数字电子密码锁方案二是以D触发器74LS74为中心的数字逻辑电路，通过按键改变CP脉冲改变D触发器的输出端Q，传递信号，而实现电子密码功能。

图1.2 74LS74组成的数字电子密码锁原理框图

1.3方案论证与对比

这两个方案都是可行的，两者能实现的功能是一样，都能实现对锁的电子控制。两者最大的不同就是方案二具有复杂的数字逻辑关系，而方案一不具备。方案一的灵活度低，方案一的电路完全是运用集成芯片的功能来实现，对于初学者，还是方案二比较好，可以更好的运用所学的知识来实现这个课题设计，很明显方案一有优势，方案一的密码输入部分由八个按键组成，密码输入灵活度非常高，变换多样，密码验证部分由四块数字芯片组成，增加了电路的数字逻辑关系，使密码锁的密码破译难度加大。但是根据实际情况。方案一的集成芯片比较少用很难找到，如四位比较器，4*4寄存器，权衡利弊，和实际情况，我选择了方案二由74LS74为中心的数字电子密码锁。

第二章系统组成及工作原理

2.1 密码锁电路

在图3.1中，六个D触发器U1~U6构成密码电路，本电路密码设定为134678，S1、S3、S4、S6、S7、S8分别是1、3、4、6、7、8、六位密码按钮端；平时六个触发器CP端皆悬空相当于1状态，触发器保持原状态不变。

当按下S1时，CP1为低电平，松手后S1自动恢复搞电平，CP1获上升沿，此时

Q1=D1=1;

再按下S3时,CP2为低电平，松手后S3自动恢复高电平，CP2 获上升沿，此时

Q2=D2=Q1=1;

同理，按下S4、S6、S7、S8并松手后D6=1用此Q=6去控制开锁。此处用电阻和发光二极管串联，通过二极管的亮来表示开锁。

在图3.1中，C1因电压不能突变，在接通电源的瞬间C1电压为零使U1~U6各位皆为零。

当输入密码错误时将会自动清零。

2.2 门铃及报警电路：

图2.2.1 门铃电路

图2.2.2 报警电路

如[图3.1.1]所示门铃电路由555定时器连成的多谐振荡器构成，当按下门铃时电路接通电源产生约500Hz的振荡信号，同时按下门铃按钮实现清零的功能。报警电路也是由555定时器构成，通过单稳态定时电路，去驱动多谐振荡器报警时产生1KHz 的信号，当输入密码时间超过一定的时间后，单稳态定时电路就会产生高电平，高电平就会驱动多谐振荡电路实行报警功能。

此外，按下清零/门铃按钮后可以实现对报警的解除，因为此时一个低电平信号与来自判断输出端的高电平信号相与后，为一低电平信号，报警电路不工作。一、单稳态触发器

1．单稳态触发器的特点

单稳态触发器具有下列特点：第一，它有一个稳定状态和一个暂稳状态；第二，在外来触发脉冲作用下，能够由稳定状态翻转到暂稳状态；第三，暂稳状态维持一段时间后，将自动返回到稳定状态，而暂稳状态时间的长短，与触发脉冲无关，仅决定于电路本身的参数。

(a) 电路 (b) 工作波形

图4-1-8 555定时器构成的单稳态触发器

2．555定时器构成的单稳态触发器的电路组成及其工作原理 单稳态触发器的组成如图4-1-8所示。

接通VCC 后瞬间，VCC 通过R 对C 充电，当uc 上升到CC

V 32时，比较器C1输

出为0，将触发器置0，uo ＝0。这时Q=1，放电管T 导通，C 通过T 放电，电路进入稳态。

ui 到来时，因为CC

i V u 31< ，使C2＝0，触发器置1，uo 又由0变为1，电路进

入暂稳态。由于此时Q=0，放电管T 截止，VCC 经R 对C 充电。虽然此时触发脉冲

已消失，比较器C2的输出变为1，但充电继续进行，直到uc 上升到CC V 32

时，比较

器C1输出为0，将触发器置0，电路输出uo ＝0，T 导通，C 放电，电路恢复到稳定

状态。

3．主要参数的估算

(1) 输出脉冲宽度：t P=1.1RC (2) 恢复时间：tre=3~5RCES ·C

(3) 最高工作频率：re

p t t f +=

1

max 2. 555定时器构成的多谐振荡器

555定时器构成的多谐振荡器的波形。该振荡器的工作原理是：接通V CC 后，V CC

经R 44和R 45对C 1充电。当u c 上升到CC V 3

2

时，u o =0，T 导通，C 1通过R 45和T 放电，

u c 下降。当u c 下降到CC V 31

时，u o 又由0变为1，T 截止，V CC 又经R 44和R 45对C 1

充电。如此重复上述过程，在输出端u o 产生了连续的矩形脉冲。 振荡频率和占空比的估算：

1．电容C 充电时间：145441)(7.0C R R t P += 2．电容C 放电时间：14527.0C R t P = 3．电路谐振频率f 的估算： 振荡周期为：14544)2(7.0C R R T +=