电子密码锁及门铃电路的课程设计.doc

TOC\o1-3\h\z\u一、设计目的1

二、设计指标1

三、原理简述2

四、元器件清单4

五、各模块的具体设计5

1、编码电路5

2、移位存放器6

3、驱动电路7

4、计数与计时电路8

5、译码显示电路11

6、秒信号源与报警电路14

7、门铃电路16

六、总电路图17

七、仿真调试过程17

八、心得体会18

摘要:本文设计了一个密码锁。主要利用五个触发器组成五位右移移位存放器，实现8位二进制码串行输入。连续三次输入错误就触发D触发器，产生持续高电平，使由74LS48和74LS160组成的计时电路以及由555定时器构成的多谐振荡器开始工作，产生报警信号，使报警时间为15秒，停3秒，循环。密码锁可兼门铃使用，持续响10秒。

关键词：移位存放器，计数器，555定时器

一、设计目的

1、学习掌握数字电子根底知识。

2、了解使用中规模集成芯片的根本知识，并能够根据状态表了解该芯片的基本功能和使用方法。

3、学习使用仿真软件进行电路设计、电路模拟的方法。

4、学习对电路的仿真与分析。

二、设计指标

1、设计一个电子锁，其密码为8位二进制代码，开锁指令为串行输入码。

2、开锁输入码与密码一致时，锁被翻开。

3、当开锁输入码与密码不一致时，门不会被翻开。如果连续3次输入错

误，那么报警。报警时间持续15秒，停3秒后再重复出现。

4、报警器可以兼作门铃使用，门铃时间为10秒。

5、设置一个系统复位开关，所有的时间数据用数码管显示出来。

6、单步脉冲还需要消抖。

三、原理简述

密码电子锁是一种可编码的电子锁，无需钥匙，只要记住一组十进制密码〔有编码确定〕，按一定顺序，手指逐个触及相应的号码，锁便自动翻开，假设操作顺序不对或数码按错，锁就不翻开。如果连续三次输入错误，便使报警装置发出报警信号，报警时间可以得到显示。还可以兼做门铃使用。根本原理框图如图3-1所示。

数码开关

数码开关

密码设置

存放器

锁

驱动电路

密码输入

计数

电路

计时电路

报警电路

数字显示

门铃电路

秒信号源

触摸开关

触摸开关

图3-1原理框图

各模块功能：

密码设置模块：使用数码开关，选通触摸式开关，可以实现重新设置密码的功能。

密码输入模块：使用触摸式开关，当按下开关时，产生脉冲信号。

移位存放器模块：使用D触发器组成移位存放器，当有脉冲信号时〔正确密码信号〕，高电平向右移动，在输出端输出高电平。

计数模块：由74LS160和D触发器组成，当有三个脉冲信号时〔错误密码〕，产

生高电平，触发D触发器，使输出端持续产生高电平。启动计时和报警模块。

计时模块：由三个74LS160组成，对秒信号进行计时。

数字显示模块：由三个74LS48和三个LED组成，完成对计时的显示。

报警模块：由555定时器构成，产生周期为18秒，占空比为15/18的矩形脉冲信号，使报警时间为15秒，停3秒，循环，。

秒信号源模块：由555定时器构成，产生周期为1秒的矩形脉冲信号，得到秒信号。

门铃电路模块：由74LS160和D触发器构成，当有信号时〔门铃信号〕，使门铃响10秒后停止。

总电路工作过程：

首先通过数码开关完成对初始密码设置，然后等待通过触摸式开关进行密码输入。如果密码依次输入正确，使移位存放器的输入端的高电平依次向右移动，在输出端产生高电平，使门翻开。如果按错一次数码或顺序不对，就使计数器加一，当加到三时，产生高电平。使计时模块和报警模块开始工作，直到有复位信号时，才停止报警和计时。兼做门铃使用时，当有信号时〔门铃信号〕，使门铃持续响10秒后停止。

四、元器件清单

表1元器件清单表

元器件名称

使用数量

1

74LS48

3个

2

74LS160

5个

3

555定时器

2个

4

D触发器

7个

5

三极管

3个

6

二极管

1个

7

继电器

1个

8

数码管显示

3个

9

TTL反相器

4个

10

TTL与非门

4个

11

TTL或门

3个

12

电容

4个

13

电阻

24个

14

蜂鸣器

1个

15

数码开关

4个

16

单刀双掷开关

9个

17

触摸式开关

12个

18

导线

假设干

五、各模块的具体设计

1、编码电路

1.1设计思路

编码电路首先要能实现密码的重新设置，当输入错误密码时又要能产生脉冲。所以可以用拨码开关和单刀双掷开关组成密码设置电路，用触摸式开关实现密码输入。将8个触摸式开关按1、2、3、…、8编号，将按键一端作为公共端，并连接电源正极，另一端引出线，根据设定密码来排列，分别去接触发器的CP端〔开锁端〕。不是密码按键的另一端通过电阻接地，再接输出脉冲信号线，输出错误脉冲信号。电路如图5-1-1所示。

图5-1-1编码电路

1.2