辽 宁 工 业 大 学
电子技术基础课程设计(论文)
题目:双钮电子锁
院(系):信息科学与工程学院
专业班级: 自动化054
学 号: 050302103
学生姓名: 苏临
指导教师:
教师职称:
起止时间:2007.12.31—2008.1.13
课程设计(论文)任务及评语
院(系):信息科学与工程学院 教研室:电子信息工程
学 号
050302103
学生姓名
苏临
专业班级
自动化054
课程设计(论文)题目
双钮电子锁
课程设计(论文)任务
设计任务:
1. 有两个按钮A和B,开锁密码可自设,如(3、5、7、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。
指导教师评语及成绩
成绩: 指导教师签字:
年 月 日
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 1
1.2双钮电子锁设计的要求及技术指标 1
1.3 设计方案论证 2
1.4 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 2
2.2 寄存器计数电路设计 3
2.3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 4
3.2整机电路工作原理 5
第4章 设计
总结
初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf
5
参考文献 5
器件清单 5
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。
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、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;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K1~K9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IC1~IC4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IC1~IC4,实现清零。
密码修改电路由双刀双掷开关S1~S4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,即可实现密码的修改,由于输入的密码要经过S1~S4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IC1~IC4)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,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。
2.2 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(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,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,1998.12
[3] 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