电子密码锁

摘要：数字密码锁是二十一世纪制锁业的一次革命。密码锁的特点是不用钥匙、无锁孔、机械传动、不易损坏、不磨损、不易被破译、可多次更换密码、换号不换锁、一把锁多个密码，具有防拨、防砸、防撬、防堵等功能。安装门锁时不破坏原门的结构，避免用钥匙开启旋芯式锁具的一切烦恼（如丢、落、拆、堵门被反锁等）。“数字密码锁”是利用数字密码来开启的锁具，其重复概率仅为十万分之一，有着很高的安全性；而旋芯式锁具使用不够安全。通过对社会各阶层千余人的调查，百分之百的人对目前身上挂着的串串钥匙无可奈何。但现在又没有一种锁具可摆脱钥匙的束缚。都愿意一身轻松没有任何顾虑的出入家门，都愿意用上一种既安全方便又不用钥匙的锁具。因此，密码锁的市场发展前景极为广阔。

关键词：电子密码锁 单稳态触发电路 双稳态触发电路NE556  控制执行电路  复位电路 计数分配器CD4017。

关键词 电子 密码锁 电路

Abstract

Digital code lock lock industry in the twenty-first century, a revolution. Password lock feature is not the key, no keyhole, mechanical transmission, difficult to damage, do not wear, can not easily be deciphered, which allows multiple change your password, change number does not change the lock, a lock multiple passwords, with anti-dial, anti-smashing , tamper and plug functions. When installing locks the door without damaging the original structure, and avoid using keys to open locks of all rotating cartridge troubles (such as lost, down, dismantled, Dumen was locked, etc.). "Digital lock" is the use of a digital code to open the locks, the probability of only one hundred thousandth of its repetition, has a very high safety; while the use of rotating core-type lock is not enough security. Through more than a thousand people all walks of life survey, 100 percent of people who hung the strings of the current key to do nothing. But now they do not have a lock to get rid of the key constraints. Are willing to not have any concerns about an easy entry and exit door, are willing to spend a safe and convenient and do not lock the keys. Therefore, the combination lock market is extremely broad prospects for development.

Keywords: electronic locks monostable trigger circuit bistable trigger circuit NE556 control the implementation of the circuit reset circuit count splitter CD4017.

Keywords  Electronic   Code lock   Circuit

目录

• 概述
• 电子密码锁的理论基础
• 本系统工作原理及系统组成
• 作品总结与启示

正文

•   概述

概述：锁是人们生活中的常用物品，随着人们生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一问题也变的尤其的突出，传统的机械锁由于其构造的简单，被撬的事件屡见不鲜，电子锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的亲呢。

电路由密码输入电路、密码验证及修改电路、自锁电路、电源电路。系统能完成开锁、、超次锁定、管理员解密、修改用户密码基本的密码锁的功能。

第二章  电子密码锁的理论基础

计数/分配器CD4017

CD4017 是5 位Johnson 计数器，具有10 个译码输出端，CP、CR、INH 输入端。时钟输入端的斯密特触发器具有脉冲整形功能，对输入时钟脉冲上升和下降时间无限制。INH 为低电平时，计数器在时钟上升沿计数；反之，计数功能无效。CR 为高电平时，计数器清零。Johnson 计数器，提供了快速操作、2 输入译码选通和无毛刺译码输出。防锁选通，保证了正确的计数顺序。译码输出一般为低电平，只有在对应时钟周期内保持高电平。在每10 个时钟输入周期CO 信号完成一次进位，并用作多级计数链的下级脉动时钟。CD4017 提供了16 引线多层陶瓷双列直插(D)、熔封陶瓷双列直插(J)、塑料双列直插(P)和陶瓷片状载体(C)4 种封装形式。

引出端功能符号

CO：进位脉冲输渊

CP：时钟输入端

CR：清除端

INH：禁止端

Q0-Q9 计数脉冲输出端

VDD：正电源

VSS：地

双时基集成电路NE556

NE556的内部有两个555时基电路,由于它们封装在一个芯片内,能获得较好的一致性。另NE556为双极型电路,其输出驱动能力大,输出电流可达到200MA,工作频率范围可达01001Hz～500kHz。NE556内部的两个555电路接成了间接反馈式无稳态自激多谐振荡器形式,两个振荡电路是对称的。单稳态触发器电路由双时基集成电路IC1内部的一个时基电路和2~6脚的外接元件组成；双稳态触发器电路由IC1内部的另一个时基电路和8~13脚外接元件组成。

NE555芯片是我们再也熟悉不过的时基电路，用他可以组成各种功能电路,在家用电子设备里面应用非常的广泛，例如元器件测量仪、家用电器控制装置、门铃、报警器、电路检测仪器、定时器、信号发生器、压频转换电路、电源应用电路、自动控制装置及其它应用电路等。NE555芯片的内部含有两个电压比较器，一个RS触发器，一个分压器，一个放电晶体管三极管和一个功率后极输出级。是CMOS工艺制造的。

NE555引脚功能介绍:
8电源电压Vcc
1地 GND
2触发 
3输出 
4复位 
5控制电压 
6门限(阈值） 
7放电 

此芯片的内部中心电路是2个晶体三极管加正反馈组成的RS触发器。NE555输入控制端有直接复位Reset端，通过比较器A1，复位控制端的TH、比较器A2置位控制的T。输出端为F，还有集电极开路的放电管DIS。它们控制的优先权是R、T、TH。

继电器

电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。

第三章  本系统工作原理及系统组成

电路中，密码输入电路由按钮S0~S9组成；单稳态触发器电路由双时基集成电路IC1内部的一个时基电路和2~6脚的外接元件组成；双稳态触发器电路由IC1内部的另一个时基电路和8~13脚外接元件组成。计数/分配器集成电路IC2和电阻R1等组成；复位电路由电阻R2、R7和晶体管V1组成；控制执行电路由设置开关S10~S12和电阻R8、晶体管V2、继电器K、二极管VD组成。

S10~S12用来选择设置有效密码的总位数。当S12接通时，有效密码的位数是4为且后两位数相同；当S11接通时，有效密码的位数为5且后三位数相同；当S10接通时，有效密码的位数为6且后四位数相同。

该电子密码锁开关电路中将S10接通，设置的有效密码是“918888”共六位。在未按动任何密码按钮时，单稳态触发器处于稳态，器输出端（IC1的5脚）为低电平，双稳态触发器因其复位端（IC1的10脚）为低电平而处于复位状态，IC1的7脚输出低电平，V1截止，IC2因复位端为高电平也处于复位状态，其Y4端（10脚）输出低电平，V2不导通，K处于释放状态。

正确输入密码时，首先按动一下S9（输入第一位密码），使IC1的2脚加入低电平触发脉冲，单稳态触发器翻转，由稳态变为暂态，IC1的5脚由低电平变为高电平，使双稳态触发器退出复位状态；再接着按S1（输入第二位密码），使IC1的8脚加入低电平触发脉冲，使双稳态触发器翻转，IC1的9脚由低电平变为高电平，V1导通，使IC2的15脚（复位端）变为低电平，IC2退出复位状态而开始计数；再连续按动四下S8（输入第三位到第六位密码），IC2连续计入4个计数脉冲，使Y1~Y4端依次输出高电平。这样，再输入完“918888”密码后，IC2的10脚变为高电平，使V2导通，继电器K吸合，电子锁打开。

若不知道密码而未先按动S9或者按动S9后10秒内未输入完其余各位有效密码，则会因单稳态触发器无法由稳态进入暂态或者触发后又回到稳态，双稳态触发无法退出复位状态，使其他密码输入无效。

若在输入密码过程中误按动了其他7位保护密码（S0~S7）按钮时，将使单稳态触发器强制复位，以致使已输入的密码无效。

调整RP的阻值，可以改变输入密码时的限定时间。改变有效密码按钮的编号，即可任意设定新密码。

S0~S9均选用微型动合（常开）按钮；S10~S12选用拨动式开关。

第四章  作品总结与启示

本次的电子课程设计让我们收获很多。首先这是我们第一次真正自己动手去做实际的电子作品，对制作电子作品的整个流程有了深刻的认识。以前只知道一味的照着书上的或者是别人的电路做做板子，根本不会去考虑能不能实现，总以为书上给的就是对的，实际上这种认识是错误的。一切都必须以实践为标准，所以无论要做什么东西都必须先分析原理，这对以后的分析调试电路也是至关重要的。第二，我们认识到实际作品制作的难度。以前电装实习组装收音机都是在现成的PCB板子上焊接几个器件，自己不用去考虑如何布线，但是在实际制作中，布线问题是非常重要的，这不仅关系到整个电路的美观与否对整个电路的性能也有很大影响。所以制作的过程不仅锻炼了思维能力也提高了动手能力。第三，我们体验了电路调试过程，面对不能产生预期结果的电路，不能盲目的调试，要依据电

路工作原理逐个部分分析，对每一点的电平进行检测，检查是否有虚焊点，然后再逐一排除。虽然我们遇到很多难题，但是通过老师指导和自己思考从中学到了很多，使自己的动手能力也有所提高，我想在以后的理论学习中就能够明白自己的学习方向，增进专业知识的强化。

致谢

在我们的此次设计中对我帮助最大莫过于我的指导教师余老师和何老师了。在课程设计中，我感受到了老师对学生的那种悔人不卷的精神，每天的固定时间，老师都来给我们指导，使我们少走弯路，顺利完成课程设计，请允许我们向你们致以崇高的敬意，感谢老师！

经过半月的忙碌和工作，本次课程设计已经接近尾声，作为一个学生的设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有老师的督促指导，以及一起工作的同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。 在这里首先要感谢我们的余老师和何老师。两位老师平日里工作繁多，但在我们做课程设计的每个阶段，帮我们检查电路，设计电路，提供一些宝贵的改进意见，在整个过程中都给予了我们悉心的指导。除了敬佩各位老师的专业水平外，他们的治学严谨和科学研究的精神也是我们永远学习的榜样，并将积极影响我们今后的学习和工作。在此，向在此次设计当中给予我提供帮助的几位老师说一声“老师您辛苦了！” 预祝老师在今后的生活及工作中，身体健康、工作顺利，在电子领域有更大的飞跃。

我要感谢我们的学校——西安电子科技大学，是学校给我们提供了优良的学习环境，给了我们这次动手实习的机会。

参考文献

1 余孟尝.数字电子技术基础简明教程（第二版）.高等教育出版社，2006：373-376

2 赵文博.新型常用集成电路速查手册.人民邮电出版社，2006：2—50

3 刘福太.红版电子电路461例.科学出版社，2007；258-259

4 刘维恒.实用电子电路基础.电子工业出版社,2004:  69-71

5 谢自美.电子线路设计、实验、测试.华中理工大学出版社,2000:  107-111

6 康华光.电子技术基础（第四版）.北京：高等教育出版社，1998

7 蔡惟铮.电子技术基础试题精选与答题技巧.哈尔滨工业大学出版社,2000:  95-101

8 郭培源.电子电路及电子器件.高等教育出版社,2004:  65-69

9 何小艇.电子系统设计.杭州浙江大学出版社,2004:  70-80