电子密码锁的设计与仿真

电子密码锁的设计与仿

班级：姓名：学号：

1、设计基本要求

（1）设计一个数字电子锁,有其预先设定好的密码，该密码可以修改。

(2) 输入密码按确定键后，若密码正确则锁打开（此设计用发光二极管S

表示锁，锁打开就是点亮发光二极管S）；

若密码不正确则电路发出报警信号（用放光二级管J，报警就是点亮放光二级管J）。任意输入密码而不按确定键的话电路不会有反应。

（3）任意输入密码而不按确定键的话电路不会有反应。

（4）打开的持续时间为Tx，警报持续时间也为Tx，即按下确定键到松开后10秒，

按住确定键不放的话一直打开或者报警。

2、设计思路

1、用按键输入四位十进制数字，输入密码要存储。

2、比较输入密码和原始密码。当输入正确密码时，给出开锁信号，开锁信号用一个绿色指示灯表示，绿灯亮表示密码输入正确；如果输入密码不正确，用红灯表示。

3、锁的开关用红灯和绿灯表示，一次只能亮一盏。红灯亮、绿灯灭表示关锁，绿灯亮、红灯灭表示开锁。

4、设置倒计时电路和自锁电路。如果密码在5s内未能输入正确则发出报警声，并且自锁电路。

5、设置密码设置开关，开关闭合后，允许设置密码，设置好密码后，打开此

开关。

6、需要在输入密码开始时识别输入，并由此触发计时电路。

用74LS147译码器来把按键输入转化为二进制。通过8片四位寄存

器74LS194实现密码功能，其中四片用来存储预置密码，另四片则用来存储输入的密码。当密码开始输入时开始计时，通过74LS192计数器实现计时功能；然后在密码输入期间，用74LS138数据选择器来选片存储。数据选择器的输入端又一个两位的二进制的加法计数器来控制，当键盘有按键输入时计数器就加1，当一个按键按完后会轮到下一个芯片存储。自锁功能利用74LS138来控制。通过四片74LS85芯片判断原始密码和输入密码是否相同，接着用指示灯来表示密码的输入正确与否，如果密码没有输入正确的话，则红灯亮，否则则绿灯亮。若是没在规定时间输入正确密码，则会发出警报信号（蜂鸣器响）

3、设计方框图

4、主要元器件及功能表

5、所用器件

6、仿真电路

开锁的仿真 预先将译码器的Y0接口和D 触发器的D 接口连接，即选择密码为000000。输入密码000000（波动逻辑开关S1-S6）后，按一下确认键（S10），便可以看到LED1 亮了，即电路为开锁状态，此绿灯亮持续11秒的时间，这与理论分析一致。若一直按着确认键（S10）不放，则LED1 一直亮，松开确认键（S10）11秒后，绿灯熄灭。这也就证明的，开锁部分仿真成功。如图 开锁仿真。

报警的仿真 预先将译码器的Y0接口和D 触发器的D 接口连接，即选择密码为000000。输入密码100000（波动逻辑开关S1-S6）后，按一下确认键（S10），便可以看到LED2 亮了，即电路为报警状态，此红灯亮持续11秒的时间，这与理论分析一致。若一直按着确认修改密码 密码

正确

密码错 误

确

认

按钮

三

位

密

码

键（S10）不放，则LED2 一直亮，松开确认键（S10）11秒后，红灯熄灭。这也就证明的，报警部分仿真成功。如图报警仿真。

7、总结

通过这次数字电路课程设计，让我深入理解各芯片的功能电路并充分利用它们解决我们日常问题。而且也让我明白电路各元件之间工作不但要分工合作，也要让它们之间相互通讯，使得电路中各部分协调工作。在设计电路时，首先要想到的是要解决什么问题，然后把问题划分为几个小问题，每个小问题用一个或几个模块来实现它的功能。像这个电子密码锁一样，要设计一个密码锁，先要把密码锁的各个功能分开，分别用不同电路来解决它。由于密码锁每个模块都只是解决一个小问题，所以要实现密码锁这整个功能时就要把各个模块充分调用起来，让它们有机结合，共同完成密码锁这个大功能。像按键识别模块那样，一有按键被按下去它就识别信号，如果是在密码输入阶段的话，它就会向计时电路发送信号使计时电路工作。而自锁功能的功能也是要条件才触发，红灯亮且计时电路已经计时完毕才会触发自锁功能。最巧妙的还是寄存器的读写功能实现。它分一个数据线，一个地址线。数据线是共用的，地址线是独用的，利用地址线来控制各个寄存器的读写功能。总的来说，一个密码锁是一个整体，它要它各自的部分协调工作才能组成一个完整的一个整体。