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带报警器的编码电子锁和门铃电路.doc

发布时间：2022-06-09 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：1.01M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    摘要:
    - 1 - 课 程 设 计 报 告 设计题目：带报警器的编码电子锁和门铃电路 班 级：计算机1204 学 号：20123903 姓 名：xxx 指导教师：李景宏 设计时间：2014 年 8 月 - 1 - / 20
    - 2 - 摘要: 带 报 警 器 的 编 码 电 子 锁 和 门 铃 电 路 这 种 设 备 的 保 密 性 强 ，使 用 寿 命 长 ， 安 全 可 靠 ， 美 观 。 现 已 经 大 量 在 市 场 使 用 。 因 此 ， 我 现 在 设 计 的 简 易 带 报 警 器 的 编 码 电 子 锁 和 门 铃 电 路 就 是 为 了 了 解 带 报 警 器 的 编 码 电 子 锁 和 门 铃 电 路 的 原 理 ，我 设 计 的 这 个 电 路 实 现 方 法 也 很 简 单 。基 本 上 都 是 用 得 一 些 7 4 l s 系 列 的 硬 件 芯 片 来 完 成 的 ， 主 要 是 有 按 键 输 入 ， 编 码 及 编 码 后 通 过 已 经 存 储 好 的 密 码 进 行 比 较 。如 果 是 相 同 的 就 开 锁 ，不 同 的 密 码 就 报 警 。 其 中 电 路 就 主 要 包 括 了 按 键 电 路 ， 编 码 电 路 ， 密 码 存 储 电 路 ， 密 码 比 较 电 路 ， 开 锁 电 路 ， 门 铃 电 路 ， 报 警 电 路 。 这 样 实 现 起 来 既 简 单 有 方 便 ， 也 很 便 宜 。 实 用 行 高 。 通 过 这 样 的 课 程 设 计 ， 我 可 以 学 会 制 作 带 报 警 器 的 编 码 电 子 锁 和 门 铃 电 路 。而 且 通 过 这 类 电 子 锁 和 门 铃 电 路 的 制 作 进 一 步 的 了 解 在 制 作 中 用 到 的 各 种 电 路 的 作 用 及 实 用 方 法 。 通 过 它 可 以 进 一 步 学 习 与 掌 握 数 电 与 模 电 原 理 与 使 用 方 法 。 关键词:编码电子锁，报警器，门铃电路。 - 2 - / 20
    - 3 - 目 录 摘要 1.概述-----------------------------------------------------------------------------------------------4 2.课程设计任务及要求--------------------------------------------------------------------------5 2.1 设计任务-----------------------------------------------------------------------------------5 2.2 设计要求----------------------------------------------------------------------------------5 3.理论设计------------------------------------------------------------------------------------------5 3.1 方案论证-------------------------------------------------------------------------------------5 3.2 系统设计-----------------------------------------------------------------------------------6 3.2.1 结构框图及说明------------------------------------------------------------------6 3.2.2 系统原理图及工作原理--------------------------------------------------------6 3.3 单元电路设计---------------------------------------------------------------------------7 3.3.1 单元电路工作原理--------------------------------------------------------------------7 3.3.2 元件参数选择--------------------------------------------------------------------------8 4.软件仿真----------------------------------------------------------------------------------------12 4.1 仿真电路图--------------------------------------------------------------------------------12 4.2 仿真过程---------------------------------------------------------------------------------14 4.2 仿真结果---------------------------------------------------------------------------------14 5.安装调试-----------------------------------------------------------------------------------------14 5.2 安装调试过程---------------------------------------------------------------------------14 5.3 故障分析--------------------------------------------------------------------------------14 6.结论-----------------------------------------------------------------------------------------------15 7.使用仪器设备清单-----------------------------------------------------------------------------16 8.参考文献-----------------------------------------------------------------------------------------16 9.收获、体会和建议。---------------------------------------------------------------------------17 附录（18~20） - 3 - / 20
    - 4 - 1.概述 前言： 随着现代科技的高速发展，电子技术在我们的生活中扮演着越来越重要的角色。各 种电子产品在我们的生活中琳琅满目。带报警器的密码电子锁和门铃电路在我们的身边 更是常常可见的。这些设施已经取代了传统意义的门锁，给我们提供了更加方便，安全 的美好生活。 带报警器的密码电子锁和门铃电路的主要功能： 本设计主要能完成: 1. 8 位密码的电子密码锁，密码取 8 位数。若按开锁编码规定数的先后顺序按动按 钮后，发光二极管由暗变亮表示锁“开”。 2. 具有防盗报警功能，密码顺序不对或密码有误时系统自动复位，当开锁时间超过 5 分钟时，则喇叭发出 1KHz 频率的报警信号。 3. 带有门铃电路，按动门铃按钮，发出 500Hz 的频率信号，并可使编码电路清零， 同时可解除警报。 此电路设计主要由以下 3 个部分组成:密码电子锁部分电路，报警器部分电路和门铃 部分电路。 - 4 - / 20
    - 5 - 2.课程设计任务及要求 2.1 设计任务： 设计一带报警器的密码电子锁和门铃电路。 2.2 设计要求： （1）编码电子锁按钮分别为 0 至 9 十个按键。 （2）用发光二极管作为输出指示灯，灯亮代表锁“开”，暗代表锁“关”。 （3）设计开锁密码，并按此密码设计电路。本次设计密码取 8 位数。若按开锁编码规定数的 先后顺序按动按钮后，发光二极管由暗变亮表示锁“开”。 （4）该电路应具有防盗报警功能，密码顺序不对或密码有误时系统自动复位，当开锁时间超 过 5 分钟时，则喇叭发出报警信号。 （5）设计门铃电路，按动门铃按钮，发出频率信号，并可使编码电路清零，同时可解除警报。 3.理论设计 3.1 方案论证： 方案一：采用一种是用以 AT89S51 为核心的单片机控制方案，利用单片机灵活的编程设计和 丰富的 IO 端口，及其控制的准确性，不但能实现基本的密码锁功能，还能添加调电存储，声 光提示甚至添加遥控控制功能。 89S51 单片机 输入错误锁定键盘 延时报警控制电路 开锁控制电路 指示电路 矩 阵 键 盘控制 AT24C02 掉电存 储 串口显示电路 - 5 - / 20
    - 6 - 方案二：采用 74LS148，74LS670 等以及一些外围电路组成密码检验电路，用 555 定时器构 成门铃电路和报警电路。工作的时候按照规定的密码顺序按动编码按键，编码电路的输出就 会跟随这个代码的信息。正确输入编码按键的数字，通过控制电路供给编码电路时钟，一直 按规定编码顺序操作完，则驱动开锁电路把锁打开。 两种方案比较：方案一采用单片机，技术相对先进，还兼有软件设计，电路较简单，但耗费 资金较大。方案二采用分立元件构成数字集成电路，较方案一技术落后，复杂，但比较经济 实惠，适合学生是使用，因此我选择方案二。 3.2 系统设计 3.2.1 结构框图说明： 电子锁主要由输入元件、电路(包括电源)和锁体三部分组成，后者包括电磁线圈、锁拴、 弹簧和锁框等。当电磁线圈中有一定的电流通过时，磁力吸动锁栓，锁便打开。否则．锁栓 进入锁框，即处在锁住状态。为了便于试验，我们可用发光二极管代表电磁线圈，当发光二 极管为亮状态时，代表电子锁被打开，暗状态代表锁着。 编码按键 编码电路 门铃按钮 控制电路 报警电 门铃电 开锁控制电 结构框图 3.2.2 系统原理图及工作原理： 该系统的电路框图如[图 A]所示，本系统的设计可使电子锁具有可编程功能。由图可知， 每来 1 个输入时钟，编码电路的相应状态向前前进一步。在操作过程中，按照规定的密码顺 序按动编码按键，编码电路的输出就会跟随这个代码的信息。正确输入编码按键的数字，通 过控制电路供给编码电路时钟，一直按规定编码顺序操作完，则驱动开锁电路把锁打开。在 - 6 - / 20
    - 7 - 操作过程中，没有按照规定代码顺序按下数字键或按动了其他键，则控制电路使防盗报警电 路产生报警。按动门铃及清零按钮可使 500Hz 振荡电路工作，门铃发出响声，同时该按钮还 使编码电路清零并解除防盗报警。 键盘按键 编码电路 密码储存电路 门铃电路 密码比较器 开锁电路 报警电路 系统原理图[图 A] 3.3 单元电路设计： 3.3.1 输入装置和编码电路及其工作原理： 输入装置包含 0~9 十个数字键、清零键、确认键、门铃键和密码读写开关，其中数字键 和清零、确认键按钮装在门的外侧，读写开关装在门的内侧，也就是说只有门打开之后才能 对密码进行修改。用两片 8 线—3 线编码器 74LS148，组成一个 16 线—4 线编码器，芯片上 I0~I9 对应键盘上 0~9 个数字，编码器输出 Z3、Z2、Z1、Z 四位 0 二进制数，其中以两片 74LS148 上的 Yex（为图 C 中 GSN），通过与非门相连的输出 作为 CP 脉冲信号，因为在无输入的情况下两个 Yex 均为 1，输出 CP 为 0，当有输入时 有且仅有一个 Yex 为 0，则输出 CP 为 1，这样就构成了 CP 单脉冲。 - 7 - / 20
    - 8 - 图 C 输入装置和编码电路 3.3.2 密码存储电路及其工作原理： 使用两片 4*4 的寄存器阵 74LS670，构成 8＊4 寄存器阵用来存储密码。接法如图，D0~D3 分别接编码器输出 Z0~Z3。当 Ew=0（图中 Gw），当 Qc、QB、QA 从 000~011 时第一片 74LS670 工作依次写入 D0~D3 输入的前 4 个四位二进制数，当 Qc、QB、QA 从 100~111 时第二片 74LS670 工作依次写入 D0~D3 输入的后 4 个四位二进制数；当 Er=0（GR）时，当 Qc、QB、 QA 从 000~011 时依次读出第一个芯片的 Q0~Q3 四位二进制数，当 Qc、QB、QA 从 100~111 时依次读出第二个芯片的 Q0~Q3，其中 Qc、QB、QA 状态序列 000~111 的产生可依靠一片 74LS160 接成的八进制计数器来提供，其顺序脉冲由已接好的 16 线—8 线编码器 CP 输 出提供。在该 8＊4 寄存器中将双刀开关放在 M 时为写入状态即设定密码状态；放在 N 时为 读取状态，使 之可读出设定密码与当前输入密码比较。在无设定密码动作时双刀开关应拔到下方，电路[图 - 8 - / 20
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