《加强型电子密码锁》.doc

加强型电子密码锁 1 总体方案设计 1.1设计思路 本电路采取0~7共8个用户密码输入键，和一个回位（重新输入）键。密码一共由4位8进制数组成，电路最大的创新就在于采取手动式的密码设置电路，并且将密码设置开关设计在门的背部，优点：用户只有电子锁被打开后才可以从门的背部手动的更换新的密码。与键盘输入式修改密码相比手动修改密码增强了电子锁的安全性。如果输入正确电路继续工作，直至开锁完成。如果键盘输入密码错误电路自动清零，原先输入的密码无效；如果用户输入密码的时间超过40秒（一般情况下，用户不会超过40秒，若用户觉得不便，还可以修改）电路将报警80秒，若电路连续报警三次，电路将锁定键盘5分钟，防止他人的非法操作。 1.2总体方框图 2 设计原理分析 电路由两大部分组成：密码锁电路和备用电源(UPS)，其中设置UPS电源是为了防止因为停电造成的密码锁电路失效，使用户免遭麻烦。 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。 2.1 键盘输入、密码修改 其电路图如图1所示： 图2 键盘输入、密码修改电路 开关K0~K8是用户的输入密码的键盘，其中K0~K7是密码输入信号，K8是回位回位（重新输入）键，当用户输入一个密码时信号会通过A5（74ls148编码器）编码成8421三位十进制码然后作为A1~A4各自的输入端B0~B2的输入信号使A1~A4分别选通各与键盘输入相同的端口，并都通过Y0~Y3输出，如果通过数据选择器所选通的端口在原先修改密码时已经接通，Y就输出高电平。开关K0~K7通过与门S0连接到A6（移位寄存器）的脉冲输入，RD`端与置零端K8相接，输入密码前先按K8开关使A6置零A11置1，并且也作为限时器开始计时；当输入一个信号时S0有一个脉冲，A6输出端QA为1，S1工作，输出A1经密码比较后的结果，而S2~S4截止，QA通过A11使A6的串行输入端R置零，从而实现S1~S4单独工作并且按输入顺序向右移动，如此可见电路按顺序完成了键盘输入、与对应的密码校验。而k10~k47是手动密码修改按钮，共分四组：K10~K17为第一组A1、K21~K27为第二组A2、K30~37K为第三组A3、K40~K47为第四组A4。每一组只需要设置一个开关闭合（可用8选1开关器），A1A2A3A4成为一组4位8进制密码，供用户自行选择设置。此电路的密码修改时可以选择8*8*8*8种密码，大大增加了电子锁的安全性和灵活性，使随机开锁的极率接近0。 图中的接口1~4是接图2的1~4，作为密码检测的接口。5接口接图2的5，作密码校验电路的清零信号端。 2.2 开锁及执行电路 、密码检测 其电路图如图2： 图2开锁及执行电路、密码检测 由两块74LS112（双JK触发器，包含IC1~IC4）组成密码检测电路最后一部分。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。 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。 2.3 报警电路 报警电路实现的功能是：当输入密码的时间超过40秒（一般情况下用户输入不会超过），电路报警80秒，防止他人恶意开锁。 电路包含两大部分，2分钟延时和40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2分钟计时，超出40秒，电路开始80秒的报警。如图3所示 图3报警电路 有人走近门时，输入密码前先按清零信号键K8（9）时产生低电平，接IC10的2脚，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6端的基极电流)，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，C8开始通过R14充电(充电时间是40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40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40秒)，IC11开始进入延时40秒的状态。 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40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40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