1、数字逻辑 课程设计题目：双钮电子锁院（系）：机械电子工程学院专业班级：工业工程一班学 号：2808201003学生姓名：杨秀茂指导教师： 教师职称： 起止时间：-20100630目 录第 1 章 双钮电子锁设计方案论证1.1 双钮电子锁的应用意义.11.2 双钮电子锁设计的要求及技术指标.11.3 设计方案论证21.4 总体设计方案框图及分析2第 2 章 双钮电子锁单元电路设计2.1 输入电路及密码修改电路设计22.2 寄存器计数电路设计32.3 报警器电路设计.3第 3 章 双钮电子锁整体电路设计3.1 整体电路图43.2 整机电路工作原理.5第 4 章 设计总结.5参考文献 .5器件清单5
2、双钮电子锁设计方案论证1.1 双钮电子锁的应用意义一种电子锁装置及应用于电子锁装置的钥匙。为提供一种具有两道解锁机制、防盗效果好、组合种类多、省电的锁，提出本实用新型，它包含锁具固定架、锁具及连接结构；锁具固定架底部设有沿前后方向贯穿锁具固定架的穿槽，锁具固定架两侧设有电子组件；电子组件具有微动开关；锁具包含穿套在锁具固定架穿槽上的箱体、锁心及触发杆；箱体上设有沿其前方向贯穿箱体的轴孔；锁心设置于箱体的轴孔内且可相对箱体转动，锁心前端设有钥匙孔；触发杆设置于锁心及箱体之间并穿出箱体，以可伸缩地抵靠在微动开关，其另一端抵靠在电子组件的内侧；连动结构与锁具连接，并接收电子组件下达的开锁指令而动作。
3、一种电子锁装置，它包含锁具固定架及锁具；锁具固定架底部设有沿前后方向贯穿锁具固定架的穿槽；其特征在于所述的锁具固定架两侧设有电子组件；锁具连接设有由电子组件控制的连动结构；电子组件具有微动开关；锁具包含穿套在锁具固定架穿槽上的箱体、锁心及触发杆；箱体上设有沿其前方向贯穿箱体的轴孔；锁心设置于箱体的轴孔内且可相对箱体转动，锁心前端设有钥匙孔；触发杆设置于锁心及箱体之间并穿出箱体，以可伸缩地抵靠在微动开关，其另一端抵靠在电子组件的内侧；连动结构与锁具连接，并接收电子组件下达的开锁指令而动作。 1.2 双钮电子锁设计的要求及技术指标设计任务：1 有两个按钮 A 和 B，开锁密码可自设，如（3、5、7
4、、9） ； 2 若按 B 钮，则门铃响；（滴、嗒） ； 3 开锁过程：按 3 下 A，按一下 B，则 3579 中的“3”即被输入；接着按 5 下 A，按一下 B，则输入“5” ；依此类推，直到输入完“9” ，按 B，则锁被打开用发光管 KS 表示； 4 报警：在输入 3、5、6、9 过程后，如果输入与密码不同，则报警；用发光管 BJ 表示，同时发出“嘟、嘟的报警声音； 5 用一个开关表示关门（即闭锁） 。设计要求：1 .分析设计要求，明确性能指标。必须仔细分析课题要求、性能、指标及应用环境等，广开思路，构思出各种总体方案，绘制结构框图。2 .确定合理的总体方案。对各种方案进行比较，以电路的先
5、进性、结构的繁简、成本的高低及制作的难易等方面作综合比较，并考虑器件的来源，敲定可行方案。3 .设计各单元电路。总体方案化整为零，分解成若干子系统或单元电路，逐个设计。4.组成系统。在一定幅面的图纸上合理布局，通常是按信号的流向，采用左进右出的规律摆放各电路，并标出必要的说明。1.3 设计方案论证开锁密码 3579，不开锁按 B 钮，则门铃响.开锁时，按 3 下 A，按一下 B，则 3579 中的“3”即被输入；接着按 5 下 A，按一下B，则输入“5” ；依此类推，直到输入完“9” ，按 B，则锁被打开用发光管 KS 表示； 报警：在输入 3、5、6、9 过程后，如果输入与密码不同，则报警；
6、用发光管 BJ 表示，同时发出“嘟、嘟的报警声音； 所以符合设计要求.1.4 总体设计方案框图及分析第二章 各单元电路设计2.1 输入电路及密码修改电路设计开关 K1K9 是用户的输入密码的键盘，用户可以通过开关输入密码，开关两端的电容是为了提高开关速度，电路先自动将 IC1IC4 清零，由报警电路送来的清零信号经 C25送到 T11 基极，使 T11 导通，其集电极输出低电平，送往 IC1IC4，实现清零。 密码修改电路由双刀双掷开关 S1S4 组成, 它是利用开关切换的原理实现密码的修改。例如要设定密码为 1458，可以拨动开关 S1 向左，S2 向右，S3 向左，S4 向右，即可实现密码
7、的修改，由于输入的密码要经过 S1S4 的选择，也就实现了密码的校验。本电路有 16 组的密码可供修改。由两块 74LS112（双 JK 触发器，包含 IC1IC4）组成密码检测电路。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，IC2IC3 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
8、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。2.2 寄存器计数电路设计2.3 报警器电路设计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。有人走近门时，触摸了 TP 端(
9、TP 端固定在键盘上，其灵敏度非常高，保证电路可靠的触发)，由于人体自身带的电，使 IC10 的 2 脚出现低电平，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 T1 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，C4 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)，IC2 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
10、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 的导通电流防止电流过大烧毁三极管)T7 导通,其集电极上面接的红色发光二极管 D4 发亮,表示当前处于报警状态,T8也随之而导通,使蜂鸣器发声,令贼人生怯,实现报警.停止报警:当达到了 80 秒的报警时间，IC10 的 6,7 脚接的电容 C5 放电结束,IC10 的3 脚变成低电平,T5 截止,T6 导通,强制使强制电路处于稳态，IC11 的 3 脚输出低电平,使T7,T8 截
11、止,蜂鸣器停止报警；或者用户输入的密码正确，则有开锁电路中的 T10 集电极输出清除报警信号，送至 T12（PNP） ，T12 导通，强制使 T7 基极至低电位，解除报警信号。双钮电子锁整体电路设计3.1 整体电路图3.2 整机电路工作原理工作原理有两个按钮 A 和 B，开锁密码可自设，如（3、5、7、9） ； 若按 B 钮，则门铃响；（滴、嗒） ； 开锁过程：按 3 下 A，按一下 B，则 3579 中的“3”即被输入；接着按 5下 A，按一下 B，则输入“5” ；依此类推，直到输入完“9” ，按 B，则锁被打开用发光管 KS 表示；报警：在输入 3、5、6、9 过程后，如果输入与密码不同，
12、则报警；用发光管 BJ 表示，同时发出“嘟、嘟的报警声音； 用一个开关表示关门（即闭锁） 。第 4 章 设计总结电子课程设计刚开始，和搭档拿着选定的题目觉得很简单。脑海中马上就出现了几个设计思路，但在设计的几天里才发现设计并不是那么简单。毕竟课程设计不同于实验课，电路图都要自己设计，而且要着眼整个系统。原来的思路一个个被排除掉。静下心来，仔细分析题目，再加上指导老师的说明与提示，心中才有了谱。将整个系统根据不同的功能化分成模块，再分别进行设计，逐个攻破，最后再将其整合。在设计过程中，既有用过的芯片，又有没用过的，只能自己查表，分析功能。即学即用。最后仿真调试阶段，哪怕一个小小的错误也会使结果出
13、不来。只好一条线一条线地查， 。结果终于出来了，又发现有的地方还应改进。经过反复的修改仿真，最终得到了满意的效果。通过这次课程设计，使我受益颇多。既巩固了课堂上学到的理论知识，又掌握了常用集成电路芯片的使用。在此基础上学习了数字系统设计的基本思想和方法，学会了科学地分析实际问题，通过查资料、分析资料及请教老师和同学等多种途径，独立解决问题。同时，也培养了我认真严谨的工作作风。参考文献1 数字电路与逻辑设计 清华大学出版社2阎石.数字电子技术基础.第四版.北京：高等教育出版社，1998.123 张健华.数字电子技术.北京：机械工业出版社，1999附录：器件清单74LS112 2 个 74LS113 74LS114 9 个电容 IC10 IC11 555 定时器 3 级管多个 2 个或门
