华北电力大学-电力电子综合实验-电子密码锁课设实验报告

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1、课程设计(综合实验)报告名称：电子技术综合实验题目：电子密码锁院系：电气与电子工程学院班级：学号：学生姓名：指导教师：设计周数：1成绩：日期：2012年1月6日电子密码锁一、课程设计的目的与要求锁是人们生活中的常用物品。本设计题目要求用电子器件设计制作一个密码锁，使之在输入正确的代码时，输出开锁信号推动执行机构动作；并用红灯亮、绿灯灭表示关锁，而绿灯亮、红灯灭表示开锁。1）在锁的控制电路中储存一个可修改的4位代码作为密码，当输入代码和锁的密码相等时，进入开锁状态使锁打开。2）从第一个按钮触动之后的

2、5秒内若未将锁打开，则电路进入自锁状态，使之无法再打开，并由扬声器发出持续20秒的报警信号。二、设计内容1.系统整体框架系统应包括输入开关电路、输入锁存电路、密码修改电路、密码存储电路、比较电路、定时电路、显示电路、音响电路等。通过所输入的密码与实际密码的比较，进行开锁、亮灯或报警等相关操作。总体设计原理方框图如下所示：2.设计的总体思想根据设计的要求，设计的总体思想及设计顺序为：1)设计密码设定及密码输入电路。在本过程中，主要使用了74194芯片以及开关电路。为了使得该密码锁有实际意义，就必须要

3、使密码的总数足够多，从来使解锁难度大大增加，而提高密码锁的安全性。为了达到这一目的，主要想到了如下3种方案：a)设置闲置的开关，从而起到干扰作用。如最终版所示，一共在密码输入端设计了12个开关，其中4个开关有实际意义，而其他8个开关闲置。当然，无论按下这12个开关中的哪个，都会触发5秒计时。这种方案实现起来比较简单。在密码输入端以及设置端只各需要一片194芯片。但是该方案有点违背密码的意义，而是用选择哪4个，来区分。b)密码输入和设置端分别使用两片194芯片，从而使得密码数量变多。如修改版所示。这

4、个方案比较符合密码的要求。但是电路却会复杂的多。c)外部用多个开关共同控制内部的密码输入开关。这个方案实现起来整体和a相似，固没有另外在连电路。2)设计密码比较电路。该部分主要使用了异或门，或非门，或门等门电路。这部分实现比较容易。3)设计5秒计时电路和20秒计时电路。该部分主要使用了74290芯片。分别形成了5进制和二十进制电路。结合整体设计的需要，设置为计时到5或20时，停着等待清零信号到来，而非直接清零。4)设计脉冲产生电路。该部分主要使用555芯片。设置参数，从而得到频率约为1000HZ的

5、输出信号。5)各部分的连接。这时需要解决5秒，20秒计时的清零工作；密码输入端按下任何按键时，触发5秒计时；计时到5秒后，触发20秒计时；5秒后，若仍未输入正确的密码，则自锁电路，密码输出清零代替。3.系统的各部分具体实现1)密码设定及密码输入电路该部分，方案a使用2片194芯片。方案b使用4片194芯片。左图为一片194的电路。密码设的，密码输入的电路都是类次的。多片时也是类似的。1)5秒计时电路和20秒计时电路该部分使用74290芯片。290芯片为二-五-十进制异步加法计数器。本过程中，需要使

6、用复位端来进行异步清零；以及需要复位端，置位端都无效时，在时钟下降沿进行计数。而本次设计不需要异步置数，因此置位端始终使之置0.5秒计时20秒计时2)脉冲产生电路该部分主要使用555定时器芯片组成多谐振荡器电路来产生本实验所需要的脉冲。因为根据需要，几个脉冲都可以用1000HZ。计算得知，可设置R1为1K，R2为6.6K，C为6.6uF。即可以得到约为1000HZ的脉冲。555多谐振荡器电路4.设计的总结（心得体会）这是一个综合性很强的实验。也是大学以来做的第一个较大型的设计。和以前的实验完全不同

7、，因为没有写的明明白白的，告诉你一步一步要怎么做的实验书。刚开始的时候，很不知所措。甚至连题目的意思都有点想不明白。后来一个部分一个部分的慢慢开始想的时候，发现总算有点思路。起初，连单个的模块的时候，还觉得比较简单，比较好理解。比较顺利的连出了单独的密码设定电路，密码输入电路，密码比较电路，5秒计时电路已经20秒计时电路。但是，在进行各个模块整合的时候，遇到了一些麻烦。主要遇到了以下3个问题：A.如何保证在密码输入端，有任何操作时触发5秒计时器B.如何在计时到5秒且未输入正确密码时，清零密码输入，

8、并进行自锁C.何时触发20秒计时器，以及如何控制报警的准确时机解决的方法依次为：a)默认密码输入端，起始位置为0.通过与非门和与门电路将各个开关连接起来。将最后的结果接入5秒电路的290芯片的清零端。使之在起始状态时（即所有位都为0，而通过门电路后得到的为1），置零。一旦开关键有所改变时（即任何一个开关出现1时），通过门电路得到0，使290芯片开始计数。这样就很好的解决了在密码输入端，有任何操作时即刻触发5秒计时电路。b)将5秒计时器的QA,QC端取与非后（即输出为0101）和密码