电子密码锁 http://www.hc166.com/bbs 整理供大家学习 一、设计目的： 要求电子器件设计制作密码锁的控制电路，使之在输入正确的代码时，输出信号以启动执行机构动作，并且用红、绿 LED 指示关锁、开锁状态。 二、设计任务： 1、基本部分： 1）密码锁控制器中存储一个 4 位代码，当开锁按钮开关设置 9 位，其中只有 4 位有效）的输入代码等于存储代码时启 动开锁控制电路，并且用绿灯亮、红灯灭表示开锁状态。 2）从第一个按钮触动后的 5 秒内若未能将锁打开，则电路自动复位并由扬声器发出 20 秒的报警信号，同时用绿灯灭、 红灯亮表示关锁状态。 3）要求性能可靠、操作简便。 2、发挥部分： 1）密码锁控制器中存储的 4 位密码可以修改。 2）开锁信号可以推动机械执行构件 3）其他 3、分析各不见工作原理，绘制电路图，撰写设计报告。 三、设计内容： 1、设计思路：共设了 9 个用户输入键，其中只有 4 个是有效的密码按键，其它的都是干扰按键，若按下干扰键，键盘 输入电路自动清零，原先输入的密码无效，需要重新输入；如果用户输入密码的时间超过 5 秒，电路将报警 20 秒，若 电路连续报警 3 次，电路将锁定键盘 1 分钟，防止他人的非法操作。 2、总框架图： 3、计原理分析：密码锁电路包含：键盘输入、密码修改、密码检测、开锁电路、执行电路、报警电路、键盘输入次数 锁定电路。 4、键盘输入、密码修改、密码检测、开锁及执行电路： 其电路如图 1 所示： 

74ls22 6 IC5A 1 2 4 5 1 2 锁定信号 E1 74ls08 IC6A 3 74LS112 74LS112 74LS113 74LS114 4 4 4 4 S D IC1A Q 5 Q 6 C D 1 5 3 1 J CLK K2 R25 S D IC2A Q 5 Q 6 C D 1 5 3 1 J CLK K2 R24 S D IC3A Q 5 Q 6 C D 1 5 J 3 1 S D CLK IC4A Q 5 Q 6 K2 R2 C D 1 5 S2 S3 S4 C16 C17 C18 C19 C20 K3 0.01U K4 0.01U K5 0.01U K6 0.01U K7 0.01U K8 C21 0.01U k9 清零信号 RD T12 9018 2.2k R27 C25 47u R20 20k 来自报警电路 的清零信号 . S? . 3 1 J CLK K2 R26 1K X 4 VCC S1 C14 K1 0.01U K2 C15 0.01U R21 3.3K D5 C24 500u T10 20U C13 1M R20 7 6 2 DIS THR TRIG 8 4 V3 V C C 555 TC13 R Q 3 G N D1 C V o t5 l C12 . 消除报警信号 电磁锁 清零信号 RD T11 10 . 1）开关 K1~K9 是用户的输入密码的键盘，用户可以通过开关输入密码，开关两端的电容是为了提高开关速度，电路 先自动将 IC1~IC4 清零，由报警电路送来的清零信号经 C25 送到 T12 基极，使 T12 导通，其集电极输出低电平，送往 IC1~IC4，实现清零。 2）密码修改电路由双刀双掷开关 S1~S4 组成（如图 2 所示）， 它是利用开关切换的原理实现密码的修改。例如要设定 密码为 1458，可以拨动开关 S1 向左，S2 向右，S3 向左，S4 向右，即可实现密码的修改，由于输入的密码要经过 S1~S4 的选择，也就实现了密码的校验。本电路有 16 组的密码可供修改。 3）由两块 74LS112（双 JK 触发器，包含 IC1~IC4）组成密码检测电路。由于 IC1 处于计数状态，当用户按下第一个正 确的密码后，CLK 端出现了一个负的下降沿，IC1 计数，Q 端输出为高电平，用户依次按下有效的密码，IC2~IC3 也依 次输出高电平，送入与门 IC5，使其输出开锁的高电平信号送往 IC13 的 2 脚，执行电路动作，实现开锁。 4）执行电路是由一块 555 单稳态电路（IC13），以及由 T10、 T11 组成的达林顿管构成。若 IC13 的 2 脚输入一高电 平，则 3 脚输出高电平，使 T10 导通，T11 导通，电磁阀开启，实现开门，同时 T10 集电极上接的 D5（绿色发光二极 管）发亮，表示开门，20 秒后，555 电路状态翻转，电磁阀停止工作，以节电。其中电磁阀并联的电容 C24 使为了提 高电磁阀的力矩。 5、报警电路： 1）报警电路实现的功能是：当输入密码的时间超过 5 秒，电路报警 20 秒，防止他人恶意开锁。电路包含两大部分，1 分钟延时和 5 秒延时电路。其工作原理是当用户开始输入密码时，电路开始 1 分钟计时，超出 5 秒，电路开始 20 秒的 报警。电路图如图 3 所示： 

R3 3.3K D3 T6 T5 9018 9018 R11 2M TP C5 50U 7 6 2 DIS THR TRIG C6 0.01U R12 100 8 4 R V C C IC10 Q 3 G N D1 C V o l t 5 C7 0.1u R15 100 8 4 V C C IC11 R Q 3 7 6 2 DIS THR TRIG R16 3.3K T7 G N D1 C V o l t 5 T13 9018 C8 47U R14 1M C9 0.1u vcc D4 蜂鸣器 3.3K 3.3K 清零信号 RD 报警次数进位 B1 T8 9014 去密码检测电路 清零信号 接密码检测电路 消除报警信号 2）有人走近门时，触摸了 TP 端(TP 端固定在键盘上，其灵敏度非常高，保证电路可靠的触发)，由于人体自身带的电， 使 IC10 的 2 脚出现低电平，使 IC10 的状态发生翻转，其 3 脚输出高电平，T5 导通(可以通过 R12 控制 T1 的基极电流)， 其集电极接的黄色发光二极管 D3 发光，表示现在电子锁处于待命状态，T6 截止，C4 开始通过 R14 充电(充电时间是 5 秒，此时为用户输入密码的时间，即用户输入密码的时间不能超过 5 秒，否则电路就开始报警， 由于用户经常输入密 码，而且知道密码，一般输入密码的时间不会超过 5 秒)，IC2 开始进入延时 5 秒的状态。 3）开始报警：当用户输入的密码不正确或输入密码的时间超过 30 秒，IC11 的 2 脚电位随着 C4 的充电而下降，当电位 下降到 1/3Vcc 时(即 30 秒延时结束时候)，3 脚变成高电位(延时时是低电平)，通过 R15 使(R15 的作用是为了限制 T7 的导通电流防止电流过大烧毁三极管)T7 导通，其集电极上面接的红色发光二极管 D4 发亮，表示当前处于报警状态， T8 也随之而导通，使蜂鸣器发声，令贼人生怯，实现报警。 4）停止报警：当达到了 20 秒的报警时间，IC10 的 6，7 脚接的电容 C5 放电结束，IC10 的 3 脚变成低电平，T5 截止， T6 导通，强制使强制电路处于稳态，IC11 的 3 脚输出低电平，使 T7，T8 截止，蜂鸣器停止报警；或者用户输入的密 码正确，则有开锁电路中的 T10 集电极输出清除报警信号，送至 T12（PNP），T12 导通，强制使 T7 基极至低电位，解 除报警信号。 6、报警次数检测及锁定电路： 若用户操作连续失误超过 3 次，电路将锁定 1 分钟。其工作原理如下：当电路报警的次数超过 3 次，由 IC9（74161） 构成的 3 位计数器将产生进位，通过 IC7，输出清零信号送往 74161 的清零端，以实现重新计数。经过 IC8（与门）， 送到 IC12（555）的 2 脚，使 3 脚产生 1 分钟的高电平锁定脉冲（其脉冲可由公式 T=1.1RC 计算得出），经 T9 倒相， 送 IC6 输入端，使 IC6 输出低电平，使 IC13 不能开锁，到锁定的目的。电路图如图 4 所示： VCC IC9 R D 74LS161 10 7 ET EP 2 CP VCC 6 5 4 3 P 3 P 2 P 1 P 0 RCO 1 LD 9 T C Q 3 Q 2 Q 1 Q 0 1 5 1 1 1 2 1 3 1 4 C10 68u 7 6 2 DIS THR TRIG 8 4 R Q 3 V C C IC12 555 R19 3.3K 9018 T9 锁定键盘信号 E1 2 1 IC8A 3 74ALS00 555 G N D1 R18 5.2M C V o l t 5 C11 0.1U 来 自 报 警 电 路 的 信 号 B 1 四、 设计心得： 经过几天的努力我的电子密码锁课程设计终于完成了，不知道如何入手，觉得困难比较多，感觉有点累，不过最 

后还是做完了，有种如释重负的感觉。 这个密码锁课程设计经过多次的修改和整理，但由于自己的水平有限，还有很多不足的地方，例如，用开关作 74LS112 的 CLK 脉冲，不是很稳定，可以调换其它高速开关或计数脉冲，还有，其密码只有 16 位，不能任意设定密码， 密码一旦忘记，密码锁将很难打开，并且没有设计显示器，但可以通过增加数字电路来实现这一功能，只是自己的知 识有限，只能做到这一步，另外设计方案是在始终通电的前提下设计的，若是遇到断电问题则密码锁也很难打开，可 以通过增加备用电源来实现，同样因为知识有限，只能做到这一步。 在没有做课程设计以前，觉得课程设计只是对知识的单纯总结，但是通过这次课程设计发现自己的看法有点太片 面，课程设计不仅是对前面所学知识的一种检验，也是对自己能力的一种提高，通过这次课程设计使自己明白了原来 的那点知识是非常欠缺的，要学习的东西还很多，通过这次课程设计，明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工 作和生活中都应该不断的学习，努力提高自己的知识和综合素质。 在这次课程设计中，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，发现我们所学的知识实在是有限，不过我 们能够充分利用网络的优势去查阅资料。最后，课程设计中涉及到的电路图，本想用图片制作工具绘制，但还是水平 有限，最后只能自己动手手工作图，就是效率太低也太累，以后要好好学习相关的图片制作。 在整个设计过程中懂得了许多东西，也培养了独立思考和设计的能力，树立了对知识应用的信心，相信会对今后 的学习工作和生活有非常大的帮助，并且提高了自己的动手实践操作能力， 使自己充分体会到了在设计过程中的成功 喜悦。虽然这个设计做的不怎么好，但是在设计过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和财富，使我终身受 益。 这个课程设计是我网上搜集而来，并做了一定的修改，仅供私下交流学习之用，版权归原作者所有，将不负法律 责任， 由华程社区整理:http://www.hc166.com/bbs