防盗门密码锁专业课程设计.doc

防盗门密码锁设计
摘 要
随着社会物质财富日益增长，安全防盗已成为全社会问题。人们对锁规定越来越高，既要安全可靠地防盗，又要使用以便。弹子锁由于构造上局限已难以满足当前社会管理和防盗规定，特别是在人员经常变动公共场合，如办公室、宾馆等地方。电子密码锁由于其自身优势，在维护国家与人民财产方面有重要价值，也同样用于防盗门，其用途越来越受到人们青睐。
本课题是运用两块十进制计数器CD4017、单向晶闸管、N555、喇叭。在电路中设立了报警延时电路，在既定期间内必要给出对的密码，否则电路就自动发出具备震慑话语。如果密码错误同样会提前报警，起到了保护防盗作用。
核心词：防盗，密码锁，CD4017，单向晶闸管，N555、喇叭

目 录

1 绪论 1
1.1 课题描述 1
2基本工作原理及框图 1
3 有关元器件及其电路应用 2
3.1晶闸管 2
3.1.1 晶闸管构造及功能特性 2
3.1.2晶闸管伏安特性 3
3.2 N555集成电路 4
3.2.1 N555功能特性 4
555定期器功能表 5
3.2.2 N555重要性能参数 5
3.2.3 N555各引脚简介 5
3.3 CD4017计数器 7
3.3 .1 CD4017引脚 7
3.3.2 CD4017功能特性 9
总 结 11
致 谢 12
参照文献 13

1 绪论
1.1 课题描述
随着电子技术，特别是随大规模集成电路技术飞速发展，人类生活发生了主线性变化。当前在各学科交叉中，电子科学以其工具性、辅助性与别学科交叉应用最为广泛了，如今人民群众都徐徐踏上了富裕之路了，财产安全问题也显得愈来愈重要了，普通机械锁具主线阻挡不住罪恶脚步，并且其使用也不便于某些场合了。在这种状况下，以电子技术为基本电子锁应运而生了，电子锁具备安全性能高，信息隐蔽等点。本课题所设计防盗门电子锁就是运用集成电路来达到锁功能
2基本工作原理及框图
防盗门密码锁电路是由两块十进制计数器CD4017构成密码控制电路，由单向晶闸管及报警专用语言号筒式喇叭等构成开锁延时报警电路。
开门时，应先闭合开关S1，接通电源，此时报警延时电路得电，开始延时计时。与此同步IC1也得电复位，按动开关S2，每按动一次相称于给IC1输入一种计数脉冲，其输出端Q0~Q9就会依次浮现高电平，在按动开关S2三次时，Q3输出端为高电平，于是，IC2得电且复位清零，IC2Q0输出端为高电平。再按动S2两次时，IC2Q2端为高电平，该高电平使VT1导通，继电器K1得电工作，其触点K1-1闭合，电控锁得电打开。此时，关断S1切断电源完毕一次开锁过程。

图1.1基本工作原理框图
3 有关元器件及其电路应用
3.1晶闸管
晶闸管是一种可控开关器件，将成可控硅，其类别有单向晶闸管、双向晶闸管、逆向晶闸管、可关断晶闸管、迅速晶闸管、光控光控晶闸管等各种类型。但咱们普通未加阐明状况下所说晶闸管就是指单向晶闸管。其应用最为广泛。
晶闸管是一种大功率半导体器件，其体积小‘重量轻、容量大、效率好、使用维护简朴、控制敏捷等长处。同步，=它功率放大倍数很高，可以用微小信号对大功率进行控制和变换。在脉冲数字电路中可作为功率开关使用。值得一提是：晶闸管过载能力和抗干扰能力较差，控制电路比较复杂。
3.1.1 晶闸管构造及功能特性

晶闸管外观

晶闸管内部构造 电路符号
它有三个电极：阳极（T2）、阴极（T1）、和控制极（G），控制极又称门极或栅极，从图上咱们可以看出她是一种PNPN四层半导体器件，有三个PN结。如果晶闸管导通那么虽然是撤出加在控制极信号，她还是同样导通，如果需要她断路就施加一种反向电压强行关断！
晶闸管广泛用于可控整流、交流调压、逆变器和开关电源电路中。
3.1.2晶闸管伏安特性

晶闸管伏安特性图
图上清晰表达了阳极和阴极电压和它阳极电流之间关系。图上从O到A电流很小就是在未加控制极信号时候不导通状态，此时管子是一种很大阻值，从B到C线很陡是由于在正向电压增大到某个值时，管子自身压降1V是不会变，这样就有了此前OA小电流就突然陡直成BC段了。但一旦有了控制极信号后，电流会迅速减小。

3.1.3晶闸管导通工作特性
BC段曲线阐明晶闸管导通工作特性。管子导通后内阻很小，管压降很低，这样外加电压所有加在了外电路负载上了，并且负载电流很大，如果阳极电压减小导致电流减小，这就是向正想阻断状态转化。
3.1.4晶闸管反向阻断特性
从图上可以清晰懂得OE段是负电流状态。即给晶闸管阳极和阴极之间加了反向电压，这个反向电压不能太大了，大太多了会烧坏晶闸管，使其丧失工作能力。
3.2 N555集成电路
N555是美国Signetics公司1972年研制用于取代机械式定期器中规模集成电路，因输入端设计有三个5kΩ电阻而得名。555 定期器成本低，性能可靠，只需要外接几种电阻、电容，就可以实现多谐振荡器（本课题就是运用此电路）、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它内部涉及两个电压比较器，三个等值串联电阻，一种 RS 触发器，一种放电管 T 及功率输出级。它提供两个基准电压VCC /3 和 2VCC /3。

555集成定期器电路构造图
3.2.1 N555功能特性
三个阻值均为5K欧德电阻串联起来构成分压器，给比较器C1和C2提供了参照电压，如果在电压控制端CO另加控制电压则可以变化C1、C2参照电压。两个比较器输出电压控制 RS 触发器和放电管状态。在电源与地之间加上电压，当 5 脚悬空时，则电压比较器 C1 同相输入端电压为 2VCC /3，C2 反相输入端电压为VCC /3。若触发输入端 TR 电压不大于VCC /3，则比较器 C2 输出为 0，可使 RS 触发器置 1，使输出端 OUT=1。如果阈值输入端 TH 电压不不大于 2VCC/3，同步 TR 端电压不不大于VCC /3，则 C1 输出为 0，C2 输出为 1，可将 RS 触发器置 0，使输出为 0 电平。

555定期器功能表
3.2.2 N555重要性能参数
N555重要性能参数如下：
•供应电压4.5-18V
　　•供应电流3-6 mA
　　•输出电流225mA (max)
　　•上升/下降时间100 ns
3.2.3 N555各引脚简介
N555引脚简介如下：
l 1引脚：(接地) -地线(或共同接地) ，普通被连接到电路共同接地
l 2引脚：(触发点) -这个脚位是触发NE555使其启动它时间周期。触发信号 上缘电压须不不大于2/3 VCC，下缘须低于1/3 VCC 。
l 3引脚：(输出) -当时间周期开始555输出输出脚位，移至比电源电压少1.7伏高电位。周期结束输出回到O伏左右低电位。于高电位时最大输出电流大概200 mA 。
l 4引脚：(重置) -一种低逻辑电位送至这个脚位时会重置定期器和使输出回到一种低电位。它普通被接到正电源或忽视不用。
l 5引脚：(控制) -这个接脚准许由外部电压变化触发和闸限电压。当计时器经营在稳定或振荡运作方式下,这输入能用来变化或调节输出频率。
l 6引脚：(重置锁定) - Pin 6重置锁定并使输出呈低态。当这个接脚电压从1/3 VCC电压如下移至2/3 VCC以上时启动这个动作。
l 7引脚：(放电) -这个接脚和重要输出接脚有相似电流输出能力，当输出为ON时为LOW，对地为低阻抗，当输出为OFF时为HIGH，对地为高阻抗。
l 8引脚：(V +) -这是555个计时器IC正电源电压端。供应电压范畴是+4.5伏特(最小值)至+16伏特(最大值)。
3.2.4 多谐振荡电路工作原理
接通电源后，VCC经R1 R2给电容C充电。由于电容上电压不能突变，电源刚接通时υC下降，当υC上升到不不大于Vcc／3时，RD=1，SD=1，基本RS触发器状况不变，即输出端Q仍为高电平，当VC上升到略不不大于2VCC／3时，Rn=0，SD=1，基本RS触发器置0，输出端Q为低电平。这时Q=1，使内部放电管饱合导通。于是电容C经R2和内部放电管放电，υc按指数规律减小。

由N555构成多谐振荡电路
当υC下降略不大于Vcc／3时，内部比较器A1输出高电平，A2输出低电平，基本RS触发器置1，输出高电平。这时，Q=0，内部放电管截止。于是C结束放电并重新开始充电。如此循环不止，输出端就得到一系列矩形脉冲

3.2.5 N555应用
（1）构成施密特触发器，用于TTL系统接口，整形电路或脉冲鉴幅等；
（2）构成多谐振荡器，构成信号产生电路；
（3）构成单稳态触发器，用于定期延时整形及某些定期开关中。
555应用电路采用这3种方式中1种或各种组合起来可以构成各种实用电子电路，如定期器、分频器、脉冲信号发生器、元件参数和电路检测电路、玩具游戏机电路、音响告警电路、电源互换电路、频率变换电路、自动控制电路等。

3.3 CD4017计数器
CD4017是具备10个译码输出端，CP，CR，INH输入端。时钟输入端斯密特触发器具备脉冲整形功能，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。提供了迅速操作，2输入译码选通和无毛刺译码输出。防锁选通，保证了对的计数顺序。译码输出普通为低电平，只有在相应时钟周期内保持高电平。在每10个时钟输入周期CO信号完毕一次进位，并用作多级计数链下级脉动时钟。
3.3 .1 CD4017引脚

CD4017引脚图
CD4017引脚可分为：频率输入脚、数据输出脚、控制脚、进位脚
● 14引脚CP:为频率输入引脚。
● 3，2，4，7，10，1，5，6，9，11引脚(Q0—Q9)：为解码后时进制输出脚，被计数到值，其输出为高电平，别的为低电平电位。
● 12引脚CO:当有两个以上片子级联时候，当4017计数10个脉冲之后，在CO脚就会输出一种脉冲波，送向高位表达进位
● 15引脚CR:是清零复位脚，当向该脚输入个高电平脉冲时候，4017就会自动清零复位使Q0为“1”，而Q1—Q9都为“0”。
● 13引脚INH：时序容许脚，当此脚为低电位，CLOCK输入脉波在正缘时，会使CD4017计数，并变化Q1-Q9输出状态。

CD4017真值表

3.3.2 CD4017功能特性
开门时，应先闭合开关S1，接通电源，此时报警延时电路得电，开始延时计时。与此同步IC1也得电复位，按动开关S2，每按动一次相称于给IC1输入一种计数脉冲，其输出端Q0~Q9就会依次浮现高电平，在按动开关S2三次时，Q3输出端为高电平，于是，IC2得电且复位清零，IC2Q0输出端为高电平。再按动S2两次时，IC2Q2端为高电平，该高电平使VT1导通，继电器K1得电工作，其触点K1-1闭合，电控锁得电打开。此时，关断S1切断电源完毕一次开锁过程。
延时报警电路工作过程：当S1闭合式，延时报警电路开始工作，此时，电源通过R1、RP1向C1充电，当充电电压达到了VD3击穿电压时，VD3就会导通并触发晶闸管VS1导通，又N555和扬声器构成报警语音电路开始工作发出警报声音，同步，继电器k2也得电工作，其常闭触点K2-1断开，切断密码控制电路IC1、IC2电源，将导致无法开锁。

CD4017B逻辑构造图

总 结
通过近多日努力，终于将本次课程设计做完了，但由于水平有限，文中必定有诸多不恰本地方，请教师指出其中错误和不当之处，使我能做出改正，我会虚心接受。在本次课程设计过程中，我增强了自己实践能力和分析能力。通过跟教师和同窗交流，也通过自己努力，我准时完毕了这次课程设计。在此过程中，我学会了诸多，也看到了诸多自己局限性之处。在后来学习生活中，我会努力学习专业知识，完善自我，为将来发展做好充分准备。
总之，在这次课程设计中，我受益匪浅，学到了诸多课本上所没有东西，懂得了理论和实际联系重要性。在后来学习中，我不但要把理论知识掌握牢固，更要提高自己动手能力和分析能力。

致 谢
通过一周努力，终于将我课程设计完毕了，在完毕课程设计这一周中，李如昌教师予以了我很大协助。她不但是指引我完毕了设计，还教会了我做设计普通环节、设计思想和设计办法。当我对此课程设计无从下手时候，李教师专心地为我解说，为我解决了诸多实际存在困难和问题。她年岁已告却不辞辛苦上六楼为咱们解疑答惑，解说原理，使我对本次课程设计能圆满完毕增添了诸多信心，真正从心理和解决实际问题上为我树立了较好榜样，我为能有这样好教师而感觉到骄傲，每每对课程设计撰写产生疑问时，她为我提纲挈领、梳理脉络，使我确立了本文框架。在此我衷心感谢始终不辞辛苦为我指明方向李如昌教师，也要感谢教会我知识学校为我提供实践场合和实践器材。通过这次课程设计，不但使我学到了诸多专业方面知识，也让我明白了不畏困难、敢于攀登艰难重要性，这对我将来学习和生活产生很大影响。
在此，再次感谢我学校和李如昌教师，尚有我专业课乐丽琴教师！

参照文献
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