数字式密码锁.docx
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数字式密码锁.docx
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数字式密码锁
电子信息工程学院
硬件课程设计实验室
课程设计报告
题目:
数字式密码锁
年级:
2011级
专业:
光信息科学与技术
学号:
11074001
学生姓名:
金一敏
指导教师:
熊新兵
2013
年
11月
3
日
1、功能与技术指标:
要求根据电路原理图装配与调试数字式密码锁电路,使电路可以按预先设定的密码数据开锁,按下相应的按键,就能把锁打开。
这种密码锁密码由9位数码组成,每个数码可重复使用,密码一旦泄漏,可任意更换。
主要性能指标
1)直流稳压电源输出电压为+6V.
2}本机初始密码为112225555,且能修改密码。
3)正确输人密码后,绿灯亮,继电器动作。
4)每按一次按键,讯响器能发出“嘟”的一声响。
5)按S0键可使电路清零。
2、原理框图及电路图
3、单元电路设计与参数计算
1)编码单元电路
密码输人电路由10位按键组成,其中有效按键7位,伪码按键3位。
由于6位有效密码按键S1~S7键可以重复使用,因此,组成了9位密码的输人按键。
CD4512是具有三态输出功能的CMOS八选一数据选择器。
D7~D0为8个数据输入端,S0为数据输出端(
脚),C,B,A是地址选择输入端。
S1~S7、VDI~VDI2构成十进制BCD码编码电路。
将S1~S7代表的7位十进制数译码成三位BCD码(S8,S9,S0起迷惑作用,以降低破译可能性)。
VD1~VD4,VD5~VD8,VD9~VD12分别并连接到CD4512的地址选通端A,B,C来实现十进制数译码成三位BCD码。
2)计数单元电路
本电路采用密码逐位比较方式,利用计数分配器CD4017的Q0~Q9逐位输出高电的特点,键入的密码经过编码,选通8路数据选择器CD4512,其输出端和CD4017输出端Q0~Q8中一个选通。
如果选通正确,CD4017计数值增1。
这样逐位推进,直到Q9输出高电平,启动继电器K,电子锁被打开。
如果密码不对,则启动复位电路,操作过程必须重新开始。
为防止触点抖动而产生失误,利用IC3(CD4013)中的一个D触发器,构成单稳态电路。
IC1(CD4017)随着时钟CP端
脚正脉冲的输人,Q0~Q9依次出现高电平。
当清零端
脚为高电平时,只有Q0为高电平。
IC2(CD4512)的
、
、
脚是它的选通地址输人端,这三个数据经内部译码后,控制输出端
脚与输人端D0~D7中的哪一路选通。
3)电路工作
假设设置的密码为112225555.当按下S1,即密码为1时,电源电压经S1、VD1
加到IC2A端
脚,即CBA为001码。
IC2(CD4512)的
脚DI输出端与
脚S0端接通,这时IC2A(CD4017)Y0端输出的高电平经VD21加至D1端,IC2的
脚为高电平,使VT3饱和导通,IC3(CD4013)的
脚为低电平,同时高电平也经S1,VD1,VD24加到IC3A的时钟端
脚,经延时后IC3的
脚输出高电平,加到IC1的时钟端
脚,使计数器加1,Y1为高电平。
这时再按S1,S2,S2,S2,S5,S5,S5,S5,IC1的Y2,Y3,Y4,Y5,Y6,Y7,Y8,Y9依次出现高电平。
当Y9为高电平时,VT4导通,继电器K吸合,锁被打开.如果按错密码,如最后一个不是S5,而是S7,这时经S7、VD4,VD7、VD9,使IC2的
、
、
脚均为高电平,即CBA为111,IC2的D7被选通。
D7经R1接地为低电平,故IC2的⑩脚为低电平,使VT3截止,其集电极为高电平。
当触发器IC3A单稳态结束时,Q端(
脚)输出的电平上升沿加到IC3B时钟端,由于IC3B的⑩脚为高电平,故IC3的BQ端(
脚)输出高电平,加到工IC1的清零端
脚。
IC1清零,除Y0为高电平外,其余均为低电平。
前面的密码输人失败,必须重新输人。
本电路绿灯发光表示电子锁被打开,红灯发光表示电子锁关上。
VD22,VD23,VD24起隔离作用,VT5~VT8构成讯响电路,使每按下一次按键,讯响器HA能发出”嘟”的一声提示音。
4、安装调试
工艺流程:
准备→熟悉工艺要求→核对元器件数量、规格、型号→元件检测→印制电路板检查→元器件预加工→印制电路板装配、焊接→~总装加工→自检。
(1)安装主要事项
1)电阻器、二极管(发光二极管除外)均采用水平安装方式,并贴紧印制电路板,色标法电阻的色环标志顺序方向应一致。
2)电容器采用垂直安装方式,高度一要求为电解电容器的底部离印制电路板小于4
mm,其他电容器的底部离印制电路板(6士2)mm。
3)三极管采用垂直安装方式,高度要求为管底部离印制电路板(6士2)mm
4)讯响器、继电器、微型按钮、集成电路均应紧贴印制电路板安装。
5)讯响器连接注意正负极性,装好后应将表面贴纸撕掉,否则影响声音响度。
6)所有焊点均采用直脚焊,焊接完成后剪去多余引脚,留头在焊面以上0.5~1mm,
且不能损伤焊接面。
5、测试分析
1、通电后红灯不亮。
测量三个芯片的电压,电压低于给定的电压值。
分析:
检查电路搭建没有错误,各焊点无虚焊,元器件引脚未短路。
R25阻值过高,导致电流过低,致使发光二级管不发光。
换上正确阻值,红灯亮,故障排除。
2、先按下S0进行清零,再依次输入初始密码112225555,按键结束后继电器没有发出跳转声,同时密码器的灯没有发生跳转。
分析
1)编码部分调试:
(1)、万用表打到电压档,黑表笔接地,红表笔分别去测试4512的
、
、
脚,三者均为底电压,正常。
(2)、长按按键S1,同时测CD4512的
、
、
脚电压,可观测到,在按的过程中
、脚的电压由低电压跳转为高电压,
、
脚不变,编码正确。
(3)、同理,按下S2~S7,同时测
、
、
脚的电压是否与编码相符。
测试结果编码正确。
2)触发器部分调试:
(1)、用万用表测CD4013的
脚为低电平,
脚为高电平,
脚为低电平,
(2)、按下按键的同时测三脚的电压,可观测到它的电压由低电压跳转为高电压,正常。
3)计数部分调试:
(1)、先测按下S0清零,再CD4017Y1~Y9脚的电压,只有
(Y0)脚,其余为低电平。
(2)、按下S1键,只有②(Y0)脚为高电平,其余为低电平,正常。
(3)、再次按下S1键,只有④(Y1)为高电平,正常。
(4)、依次按下密码,发现到第二个密码2时,
(Y4)脚没有变为高电平,而是
(Y0)脚变为高电平,同时
(CR)清零端变为高电平,密码锁被清零,出现故障。
故障排除:
查看电路是否出现虚焊,元器件是否短路
↓否
查看CD4017与二级管电路是否接错
↓否
查看二极管与CD4512电路是否接错
↓否
查看CD4013
(clk)脚是否接错
↓是
重新连接电路,将CD4013
脚与CD4017
脚连接
↓测试
按S0键,依次按下密码,按键结束后继电器发出跳转声,同时密码器的灯发生跳转。
↓
调试成功
6、成品展示
7、小结
七个星期的电子设计最后结束了,在这七个星期中过程中是我真正体会到了我们在书本上学习的东西应用在实际中。
此次设计不仅增强了自己在专业设计方面的信心,鼓舞了自己,更是一次兴趣的培养。
在实习中,我锻炼了自己动手能力,提高了自己解决问题的能力。
通过本次实习培养了我理论联系实际的能力,提高了我分析问题和解决问题的能力,同时也增强了团体配合工作的能力。
熟悉常用电子器件的类别、型号、规格、性能及其使用范围,能查找资料,查阅有关的电子器件图书等。
另外在这次实验中虽然我们遇到了不少的问题,最终一一都解决了遇到的问题。
在我们遇到不懂的问题时,利用网上和图书馆的资源,搜索查找得到需要的信息。
和队友之间相互讨论,明白了团队合作的重要性。
这次的制作也让我感受到,我们在电子方面学到的只是很小的一部分知识,我们需要更多的时间来自主学习相关的知识通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的,只有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
在设计的过程中遇到问题,可以说得是困难重重,这毕竟第一次做的,难免会遇到过各种各样的问题,同时在设计的过程中发现了自己的不足之处和对以前所学过的知识理解得不够深刻,掌握得还不够牢固。
参考文献
[1]模拟电子技术基础(第四版)童诗白华成英主编
[2]数字电子技术基础(第五版)阎石主编
[3]CD4013PDF
[4]CD4017PDF
[5]CCD4512PDF
元器件清单
代号
名称
规格
代号
名称
规格
R1
碳膜电阻器
510KΩ
VD6
二极管
IN4007
R2
碳膜电阻器
510KΩ
VD7
二极管
IN4007
代号
名称
规格
代号
名称
规格
R3
碳膜电阻器
510KΩ
VD8
二极管
IN4007
R4
碳膜电阻器
510KΩ
VD9
二极管
IN4007
R5
碳膜电阻器
510KΩ
VD10
二极管
IN4007
R6
碳膜电阻器
510KΩ
VD11
二极管
IN4007
R7
碳膜电阻器
510KΩ
VD12
二极管
IN4007
R8
碳膜电阻器
510KΩ
VD13
二极管
IN4007
R9
碳膜电阻器
510KΩ
VD14
二极管
IN4007
R10
碳膜电阻器
510KΩ
VD15
二极管
IN4007
R11
碳膜电阻器
510KΩ
VD16
二极管
IN4007
R12
碳膜电阻器
15KΩ
VD17
二极管
IN4007
R13
碳膜电阻器
1KΩ
VD18
二极管
IN4018
R14
碳膜电阻器
2KΩ
VD19
二极管
IN4018
R15
碳膜电阻器
300Ω
VD20
二极管
IN4018
R16
碳膜电阻器
51KΩ
VD21
二极管
IN4018
R17
碳膜电阻器
27KΩ
VD22
二极管
IN4018
R18
碳膜电阻器
2KΩ
VD23
二极管
IN4018
R19
碳膜电阻器
1MΩ
VD24
二极管
IN4018
R20
碳膜电阻器
10KΩ
VD25
二极管
IN4018
R21
碳膜电阻器
100KΩ
VD26
二极管
IN4018
R22
碳膜电阻器
1MΩ
VD27
发光二极管
绿色
R23
碳膜电阻器
5.1KΩ
VD28
发光二极管
红色
R24
碳膜电阻器
1.8KΩ
VD29
二极管
IN4018
R25
碳膜电阻器
300KΩ
VD30
二极管
IN4007
R26
碳膜电阻器
1MΩ
VD31
二极管
IN4007
R27
碳膜电阻器
51KΩ
VT1
三极管
9014
代号
名称
规格
代号
名称
规格
R28
碳膜电阻器
10KΩ
VT2
三极管
9014
R29
碳膜电阻器
10KΩ
VT3
三极管
9014
R30
碳膜电阻器
100KΩ
VT4
三极管
9014
R31
碳膜电阻器
10KΩ
VT5
三极管
9014
R32
碳膜电阻器
68KΩ
VT6
三极管
9014
R33
碳膜电阻器
20KΩ
VT7
三极管
9014
R34
碳膜电阻器
15KΩ
VT8
三极管
9014
R35
碳膜电阻器
10KΩ
IC1
集成电路
CD4017
R36
碳膜电阻器
5.6KΩ
IC2
集成电路
CD4512
C1
电解电容器
1uF/25v
IC3
集成电路
CD4013
C2
瓷片电容器
0.01uF
IC4
集成电路
LM7806
C3
电解电容器
10uF/16v
S0~S9
轻触开关
6×6×7
C4
瓷片电容器
0.01uF
K
继电器
HRSII6V
C5
瓷片电容器
0.01nF
HA
讯响器
C6
涤纶电容器
0.033nF
XS
双排插针短路片
C7
电解电容器
1uF/25v
TC
电源变压器
AC220V/2×7.5V
C8
电解电容器
470uF/25v
印制电路板
C9
电解电容器
470uF/25v
电源插头钱
VD1
二极管
IN4007
焊料、助焊剂
VD2
二极管
IN4007
焊片
Ø3
VD3
二极管
IN4007
紧固件套
M4×15
VD4
二极管
IN4007
绝缘胶布
VD5
二极管
IN4007
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