声控电子锁电子课程设计

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1、声控电子锁的设计题目声控电子锁设计作者班级学号指导教师2010年6月14日一、设计说明：声控电子锁是利用掌声的节奏开锁的，代码检测电路是系统的主要部分。放大整形电路传声器代码检测电路开锁次数检测模拟锁报警器时钟电路时钟指示声控电子锁原理框图假设掌声的节奏产生的序列脉冲为011101100，当中包括了开锁代码1101（代码可由用户另行设定）时，代码检测电路输出开锁信号。因此，代码检测电路实为“1101序列检测器”。在此提供设计要点。设：X为输入、Y为输出、S为状态，则状态表和状态转换图为：序列数：12345678

2、9输入X：011101100输出Y：000001000状态S：S0S1S2S2S3S4S2S3S0S1S2S3S4S0X/Y0/01/01/01/01/10/00/00/00/01/0分析状态转换图可见，无论X等于0或1，S1和S4的次态均一样，即S1和S4等价，所以可省去S4状态。然后用Q1Q0对S0、S1、S2、S3进行编码，可以得到状态转换表。选择触发器，由状态表求得代码为(1101)的检测电路。SQ1Q0S000S101S210S311QX01Q1nQ0nQ1n+1Q0n+1YQ1n+1Q0n+1Y00

3、000010010001001011010011000011二、设计要求：1、基本部分（1）设计一个由掌声的节奏（序列脉冲）控制的电子锁，序列脉冲由4位0、1代码构成（代码可自行设定）。当掌声产生的序列脉冲包含有自行设定的代码，使电路输出一个高电平（也可以是低电平有效），推动执行机构动作把锁打开。执行机构可由两个LED模拟，用绿灯亮、红灯灭表示开锁，用绿灯灭、红灯亮表示关锁。（2）掌声速度应与电路的时钟一致(例如1次/秒)。（3）自制稳压电源。2、发挥部分若输入一次开锁信号未将锁打开，可重复三次，否则，启动音响

4、报警电路并自锁。三、报告要求1、设计部分：nA、课题名称、技术指标nB、框图及各级工作原理及过程nC、设计参数：①时钟频率；②直流稳压电源的计算参数。声控电子锁的设计一、设计原理智能声控电子锁的工作原理框图，如图1所示。X高输入阻抗放大器1检波电路2信号单稳延时电路3施密特整形电路41101检测电路9开锁模拟指示电路1010秒单稳延时电路5时钟脉冲产生电路6时钟脉冲指示电路7复位信号微分电路8开锁驱动11QR图1智能声控电子锁原理框图由原理框图可见，该电子线路以脉冲数字电路为主体，兼有音频放大部分。图中，第1,

5、2,3,4框的功能是把每一个掌声转换成相应的矩形脉冲。第5,-6框则适时地产生周期为一秒左右的方波，作为时序逻辑电路(序列脉冲检测器)的同步时钟脉冲。每拍一次手掌，施密特整形电路(第4框)输出两路脉冲信号，一路作为序列脉冲检测器的输入信号x;另一路作为10秒单稳延时电路(第5框)的启动信号Q，在单稳电路处于暂稳态时，信号Q触发无效。从1101序列脉冲作为开锁命令，进一步说明电子线路工作原理和开锁过程。第一声掌声是使脉冲检测电路进入一个工作周期的启动信号。它使10秒单稳延时电路输出一个高电平，开启了时钟脉冲产生电

6、路(第6框)，并输出7个周期为1秒的方波，第9框中的1101序列脉冲检测电路开始对输入信号进行识别。若在一连串的掌声中出现了“啪!啪!义!啪!”的节律时，意即输入信号中包含有1101序列脉冲，则检测电路有一个高电平输出(Y=T的脉冲)。此即开锁信号，牵引磁铁拉锁栓，门被打开。时序逻辑电路要求输入信号x脉冲与时钟脉冲同步，即对拍手时机提出要求。由于检测电路所用JK触发器是在时钟脉冲上升沿出现时，发生状态转换(见波形图)，因此，当时钟脉冲低电平快要结束前拍掌，则x为1;拍掌太迟或不拍掌，则输入信号被当作00为了满足

7、时序电路这种同步工作的需要，掌握好拍掌时机，电路中设计了第7框—时钟脉冲指示电路。它由一个黄色发光二极管来指示时钟脉冲高、低电平的时间:黄光亮时，表示时钟脉冲处在低电位，此时拍掌，X输入为1信号;不拍掌或在黄光熄灭以后再拍掌，输入x为0信号。为了克服掌声短促给上述同步工作造成的困难，电路中设有信号延时单稳(第3框);延时时间TW，设计在时钟脉冲周期Top的一半左右，即为:TWi≈0.5Top应该指出的是，1101四位脉冲序列检测器的一个工作周期的长短，取决于10秒单稳延时电路的暂稳时间1:W2。设计调整时取TW

8、2≈7Top如果一个周期内未能把锁打开，则必须由掌声重新启动，争取在下一个周期内把锁打开。为此，电路第8框的功能是:把10秒单稳延时电路由暂稳返回稳态时出现的下降沿处理出清零信号(负微分脉冲)，使1101序列脉冲检测电路中的两个JK触发器回零，即迫使该检测电路回复到初始状态(即s。状态)，为新的一轮开锁周期作好难备。这样，就大大地增加了锁的安全系数。从以上分析智能声控电子锁的工作原理中