声控密码电子锁电路设计[1].doc

河南科技学院新科学院
2013届本科毕业论文(设 计)
倒萨 论
声控密码电锁电路设计
学生姓名:马秉旭
所在系别:电气工程系
所学专业:电气工程及其自动化
导师姓名:洪源
完成时间:____________________
声控密码电子锁电路设计
摘要
采用逻辑门电路设计电子密码锁,阐述了其工作原理,给出了具体的电路原理图。该密码锁具有密码预置功能,保密性强,误码报警,并且报警时间可以设定,同时用数码管显示出报警时间。密码正确时驱动继电器控制开锁指示灯,误码时报警信号由蜂鸣器发出,声音为间歇式鸣笛。采用自行设计的5V稳压电源供电,具有耗电省等特点。使用时用户必须按下确认按钮后方可知用户输入的密码是否与预置密码一致,当密码正确时密码锁可以被打开,点亮绿色二极管亮代表密码正确,锁可以打开。密码不正确时按下确认按钮,红色二极管被点亮,同时蜂鸣器鸣笛十秒,数码管显示十秒倒计时;倒计时结束时,数码管显示00,对其产生的编码信号经门电路处理后转化为低电平信号,传给秒脉冲电路控制端,使其停止工作,从而脉冲驱动的蜂鸣器也停止报警。
关键词: 电子密码锁,数字电路,预置密码,误码报警
Voice electronic cipher lock circuit design
Abstract
The logic gate circuit design electronic trick lock, expounds its working principle, give a specific circuit principle diagram. This combination lock has password preset functions, secrecy is strong, error alarm, and alarm time can set, and with a digital alarm time tubes to display. When the correct password is driving relay control the lock indicator light, error alarm signal when a voice for the buzzer, intermittent whistling. Self-designed 5 V voltage power supply, has the power saving, etc. When using the user must be on the confirm button that behind the password of user input and preset password, whether consistent when the correct password combination lock can be open when, light green light represents the correct password, diode can open the lock. Password is not correct press confirm button, red diode to light, and ten seconds, sirens buzzer digital pipe display ten seconds to countdown; The end of the countdown, digital pipe display, to produce a signal gate after processing the code into low level signals to the second pulse, the control circuit, make its stop work and pulse of driver buzzer also stopped the police.
Keywords: electronic trick lock,Digital circuit,Preset password,Error alarm
目 录
1.前言 1
1.1 声控电子锁的应用与发展 1
1.2设计任务 1
2.1方案比较 1
2.2方案论证 4
2.3方案选择 5
3.单元模块电路设计 5
3.1序列脉冲检测电路设计 5
3.2 取样及放大整形电路设计 11
3.2.1 时基电路NE555 12
3.3延时及脉冲产生电路设计 14
3.3.1双时基电路NE556 15
3.4开锁次数检测及报警电路 15
3.4.1计数器74161 16
3.5开锁电路设计 17
4.调试电路 18
4.1.调试要点 18
4.2电路调试 19
结论 19
致谢 20
参考文献 20
外文资料的中文译文 20
附录 25
1.前言
1.1 声控电子锁的应用与发展
随着电子科学技术的发展,20世纪70年代,随着微电子技术的应用,出现了磁控锁、声控锁、超声波锁、红外线锁、电磁波锁、电子卡片锁、指纹锁、眼球锁、遥控锁等。这些锁具有机械结构所无法比拟的高保密性能。目前,锁还可在特定的系统中、按设定的逻辑关系实现系统的程序控制。
1.2设计任务
声控电子锁是利用掌声的节奏开锁,代码检测电路是系统的主要部分。是设计一个由掌声的节奏(序列脉冲)控制的电子锁,序列脉冲由4位0、1代码构成(代码可自行设定)。当掌声产生的序列脉冲包含有自行设定的代码1101,使电路输出一个高电平,推动执行机构动作把门打开。执行结果由LED发光二极管指示。输入一次开锁信号未将门打开,可重复三次,否则,启动音响报警电路并自锁。
2.系统总体方案设计
2.1方案比较
方案一:
图1. 基于门电路原理框图
方案原理:掌声通过传声器转化为电信号,此电信号为负相脉冲信号,为尖波。电信号通过放大整形电路转化为正脉冲信号。脉冲信号分别送到四个计数器中,同时脉冲信号输入10秒延时电路中,触发电路延时,同时触发脉冲产生电路输出周期为1秒的脉冲信号,脉冲信号的高、低由指示电路显示。将脉冲信号送到计数器5中,将计数结果送到38译码器中,译码器输出Y1、Y2、Y3、Y4分别接在计数器的功能端,且分别选通计数器。
由于计数器由译码器选通,因此在拍掌的时候也要注意时间的把握,计数器在高电平时选通,因此在38译码器的输出端分别接上非门,脉冲信号计数器在每个脉冲上升时候计数一次,同时选通4个并联计数器中的一个,所以要脉冲信号为高电平后拍掌,由电路可以知道,必须先拍掌启动开锁电路,然后再按照正确的开锁密码开锁。当拍掌信号转化为电信号为1101时,计数器1~计数器4的Q1分别1101,计数器3输出通过非门再与其他计数器输出相与得到一个高电平,即开锁电平。开锁电平驱动开锁电路和开锁指示电路。
计数器6主要计数开锁次数,当开锁次数超过限定次数启动报警电路,同时报警信号送到放大整形电路,使放大整形电路不工作,即自锁。
方案二:
图2 基于单稳态触发器原理框图
方案原理:采用压电陶瓷片采集声音信号,经三极管C9013反向放大后触发一个NE555芯片构成单稳态触发器,驱动蜂鸣器和发光二极管工作,发光二极管和蜂鸣器两端用稳压管使电压稳定
方案三:
图3. 基于检测电路原理框图
方案原理:由原理框图可见,该电子线路以脉冲数字电路为主体,兼有音频放大部分。图中,传声器是将一个声音信号转换成一个负相尖脉冲,经过三级管放大后触发NE555产生一个正脉冲信号,相当于对信号的整形。正脉冲分两路信号分别送到检测电路和NE556。NE55