硬件设计课程_数字密码锁电路设计与制作.doc

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1、数字密码锁的设计思路编码电子锁电路分为编码电路、控制电路、计数（分配器）电路、讯响电路、。电子锁主要由输入元件、电路(包括电源)以及锁体三部分组成，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。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。每来1个输入时钟，编码电路的相应状态就向前前进一步。在这个操作过程中，如果按照规定的代码顺序按动编码按键，编码电路的输出就跟随这个代码的信息。正确输入编码按键的数字，控制电路通过整形供给编码电路时钟。一直按规定的编码顺序操作完，则解码电路驱动开锁电路把锁打开。1数字密码锁电路图的设计1.编码电路的设计由按键开关S0~S9与

2、二极管VD1~VD12构成三位BCD码编码电路,S1~S7，对应的BCD码分别为001~111,S0,S8,S9起迷惑作用,且具有复位功能.2.数据选择器的设计CD4512为8选1数据选择器,其选择端CBA输入的是编码电路产生的三位BCD码,用以输入密码。其中D0~D7为数据输入端,14脚为输出端如按下按扭S3时，编码电路产生的BCD码为011，CD4512的选择端CBA=011，这时将数据输出端D3输入的信号送到输出端14脚，即14脚的输出信号电平与D3输入信号电平一致。3.单稳态触发器的设计CD4013为双D触发器,将其中两个触发器分别连接成单稳触发电路主要目的是为了防止触点抖动而产生

3、失误IC3A,IC3B构成的单稳电路稳态为Q=0,当Q=1,则经电阻向电容充电,产生复位电压使Q段置0,当S0~S9中任一按键被按下时,电源电压经过VD22~VD24加到VT1的基极,使VT1导通,VT2截止(按键按下前,VT1截止,VT2导通),IC3A的时钟输入端有上升沿作用,使得Q=D=1为高电平,`Q非=0.经过一段时间充电后电容器C2上端变为高电平,复位端R作用使Q变为0。则Q非由0变成1,作为上升沿时钟信号控制IC3B及CD4017工作。4.计数/分配器电路的设计CD4017为十进制计数器,在记数脉冲作用下Q0~Q9逐位输出高电平,RST为高电平有效的复位端.正常记数时RST应

4、接低电平。若RST为高电平，则复位后为Q0为高电平，Q1~Q9构成低电平。5.讯响电路的设计VT5~VT8构成讯响电路，每按下一次按键，讯响器HA都发出一声提示音。2数字密码锁电路原理图图2-1数字密码锁的电路原理图数字密码锁的各单元电路功能介绍1．编码电路：图3-1编码电路所谓编码是用若干位二进制代码来表示某种信息（如0——9十个数字，A——Z26个英文字母）的过程。能够实现编码功能的电路成为编码器,编码器是组合逻辑电路中的一种类型，虽然可以由逻辑门构成，但已有中规模集成电路芯片，编码器的输入信号是若干个代表不同信息的变量，它的输出则是一组代码，用代码的不同组合来表示不同的输入变量。本编

5、码电路是由按键开关S0~S9与二极管VD1~VD12构成，且具有复位功能.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，按照规定的代码顺序，按动编码按键，编码电路的输出就跟随这个代码的信息。正确输入编码按键的数字，控制电路通过整形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。否则，密码不正确时，按键将被复位,编码电路将产生BCD码送到数据选择器(CD4512)的CBA端用以驱动，2.数据选择电路：图3-2数据选择电路数据选择是指经过选择，把多个通道的数据传送到唯一的公共数据通道上去。实现数据选择功能的逻辑电路称为数据选择器。它的作用相当于多个输入

6、的单刀多掷开关，本电路之所以用CD4512是因为它的作用为8选1数据选择器,其选择端CBA输入的是编码电路产生的三位BCD码,其中D0~D7为数据输入端,14脚为输出端，如按下按扭S3时.编码电路产生的BCD码为011.CD4512的选择端CBA=011.这时将数据输出端D3输入的信号送到输出端14脚.即14脚的输出信号电平与D3输入信号电平一致。将数据选择器的地址信号C.B.A作为函数的输入变量，数据输入D0～D7，作为控制信号，控制各最小项在输出逻辑函数中是否出现，使能端Ｇ始终保持低电平，这样8选１数据选择器就成为一个3变量的函数产生器。3．单稳态触发电路：　　　图3-3单稳态触发电路

7、单稳态触发器和其他的触发器的不同在于，它只有一个稳态，具有以下几个明显特点：a:它有稳态和暂稳态两个不同的工作状态；b:在外界触发脉冲作用下，能从稳态翻转到暂稳态；在暂稳态维持一定时间后，再自动返回稳态。c:暂稳态时间的长短取决于电路本身的参数。由于具有以上特点,单稳态触发器被广泛用于数字系统中的整形、延时以及定时等,而本电路利用了CD4013这个单稳态触发器。单稳态触发器的特点是电路有一个稳态和一个暂态，在外来触发器信