编码电子锁实训报告.doc

1 引言
1.1 研究目的
随着社会物质财富的日益增长，安全防盗已成为社会问题。而锁自古以来就是把守门户的铁将军，人们对它要求甚高，既要安全可靠地防盗，又要使用方便，这也是制锁者长期以来研制的主题。目前国内，大部分人使用的还是传统的机械锁。然而，眼下假冒伪劣的机械锁泛滥成灾，互开率非常之高。所谓互开率，是各种锁具的一个技术质量标准，也就是1把钥匙能开几把锁的比率。经国家工商局、国家内贸局、中国消协等部门对锁具市场的调查，发现个别产品的互开率居然超标26倍。此外，即使是一把质量过关的机械锁，通过急开锁，甚至可以在不损坏锁的前提下将锁打开，提供了发展的空间。
1.2 应用范围
电子锁是第三代计算机防盗报警器的核心组成部分，用于识别用户身份的合法性。它有不少优点。例如保密性强，防盗性能好可以不需要钥匙，只要记住开锁的密码和方法，便可开锁,即方便又可避免因丢失钥匙带来的烦恼和损失。如果密码泄露,主人可以比较方便地设置新的开锁密码，不会造成损失，此外,编码电子锁将电子门铃和防盗报警与电子锁合为一体，实现了一物多用。由于以上诸多优点，编码电子锁能够广泛地应用于超市、住家、办公单位等许多场所。
2 电路图
2.1 电路结构框图

图2.1 编码电子锁电路结构框图
2.2 电路原理图

图2.2 编码电子锁原理图
3 工作原理
编码电子锁用一组数字编码控制门锁的开启。如果编码输入正确，门锁打开，并有发光二极管点亮显示和响起声响。如果编码输入不正确，门锁打不开。需要重新输入新的编码。
本设计为4位编码电子锁（6789）。四个触发器的清零端由与非门4控制。与非门4输出端接四个触发器的清零端，当与非门4输出为零时，四个触发器清零。
3.1 使四个触发器清零
3.1.1 上电清零
刚一接通电源时，由于四个触发器清零端接有一个电容，电容此时电位为零，
使四个触发器清零，门锁处于关闭状态。
3.1.2 按键清零
按下S0键接地，使与非门4输出为零，四个触发器清零。
3.1.3 编码错误清零
编码只要有一位按错，使与非门4输出为零，四个触发器清零。

3.1.4 与非门4输出为零清零 与非门4输出为零清零：编码正确，门锁打开后，通过与非门1，2延
迟一段时间后，使与非门4输出为零，自动把四个触发器清零。当编码正确时，
使触发器F输出端为1，打开门锁，同时驱动发光二极管点亮和触发器多谐振荡
器，发出声响。
3.2 使电路正常工作
当编码正确时，使触发器F输出端为1，打开门锁，同时驱动发光二极管点
亮和触发器多谐振荡器，发出声响。
4 电路主要元件简介
4.1 555定时器
555定时器是一种模拟—数字混合式集成定时器，有复位，置位和保持功能，
555定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻，电容，就可以实现多谐振
荡器，单稳态触发器等脉冲产生与变换电路。在工业控制等诸多方面有广泛的应
用。
其振荡频率为：
fo=1÷0.7(Rw+2R)C

2.2. 蜂鸣器
蜂鸣器是一种一体结构的电子讯响器，采用直流电压来供电。接通电源后,振荡器产生胡音频信号电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场。振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下，周期性地振动发声。
3.实训目的
3.1.掌握触发器等单元电路的综合应用
3.2.熟悉编码电子锁的安装与调试
3.2.1.调试多谐振荡器
调试多谐振荡器，用示波器观察多谐振荡器输出波形，确定多谐振荡器是否正常工作，振荡频率是否是1287Hz。

3.2.2.调试发光二极管电路
调试发光二极管电路，当F为1时，发光二极管点亮，否则不亮。
3.2.3.调试电子锁电路
调试电子锁电路，输入编码6789，输出端F是否为1。
3.2.4.调试清零电路
调试清零电路，是否满足四种情况下，D触发器都能清零。
3.2.5.整体调试
整体调试，各部分电路连接起来，调试编码电子锁是否正常工作。

4. 编码电子锁设计依据
74LS20是四输入与非门，74LS00是两输入与非门。他们的逻辑关系都是有0出1，无0出0，所以利用74LS20和74LS00可以组成清零复位电路555的引脚功能为：1脚接地；2脚称为触发输入TR，低电平有效；6脚为阀值输入端TH，高电平有效；4脚为总复位端MR，低平有效；7脚为放电端DIS；5脚为控制端UC；3脚为输出端U0。利用时基集成块NE555组成了脉冲振荡电路。
74LS74的逻辑功能是：当预置端PR、输入端D、清零端CLR均为高电平时，时钟端CLK有上升沿到来时，均会触发Q端输出高电平。

5．工作原理

编码电子锁用一组数字编码控制门锁的开启。如果编码输入正确，门锁打开，并有发光二极管点亮显示和响起声响。如果编码输入不正确，门锁打不开。需要重新输入新的编码。
本设计为4位编码电子锁（6789）四个触发器的清零端由与非门4控制。与非门4输出端接四个触发器的清零端，当与非门4输出为零时，四个触发器清零。
5.1使四个触发器清零
5.1.1.上电清零
刚一接通电源时，由于四个触发器清零端接有一个电容，电容此时电位为零，
使四个触发器清零，门锁处于关闭状态。
5.1.2. 按键清零
按下S0键接地，使与非门4输出为零，四个触发器清零。
5.1.3.编码错误清零
编码只要有一位按错，使与非门4输出为零，四个触发器清零。

5.1.4.与非门4输出为零清零 与非门4输出为零清零：编码正确，门锁打开后，通过与非门1，2延
迟一段时间后，使与非门4输出为零，自动把四个触发器清零。当编码正确时，
使触发器F输出端为1，打开门锁，同时驱动发光二极管点亮和触发器多谐振荡
器，发出声响。
5.2. 使电路正常工作
当编码正确时，使触发器F输出端为1，打开门锁，同时驱动发光二极管点
亮和触发器多谐振荡器，发出声响。
6.电路图
6.1.电路原理图

图6.1 编码电子锁原理图

6.2.电路结构框图

图6.2 编码电子锁电路结构框图
7.课程设计体会
通过这次设计，我学会了D触发器的原理和应用。巩固胃课本上所学的知识，真正实现了学以致用的目的。我总结了以下经验：首先，在设计时，不能妄想一次就将整个电路设计好，电子设计一定要反复修改，不断改进。其次，在设计程序之前，务必要对所用元件内部结构有一个系统的了解，知道元件内有哪些资源。同时，在设计过程中遇到问题是很正常的，但我们应该将每次遇到的问题记录下来，并分析清楚以免下次再碰到同样的问题。
更重要的是，在这次实训中我总结出在焊接电路板之前一定要先做好准备工作。首先要认真阅读实训指导书，分析设计的核心问题。然后要根据电路原理图画出芯片引脚的连接图，在焊接的同时要用万用表检查接点是否连通，如果没有连通就要重新焊接。最后，焊接结束后要进行各个元件的调试和整体的调试。在调试的过程中要记录所有问题和解决的方法，如果在调试结束后不能正常工作一定得耐心从头检查，注意每个细节。
8.参考文献
[1] 朱强主编．数字逻辑电路．北京：机械工业出版社，1994.
[2] 胡宴如主编．模拟电子技术．北京：高等教育出版社，2000.
[3] 康华光主编．电子技术基础（数字部分）．北京：高等教育出版社，1999. [4] 梁宗善.新型集成块应用[M].武汉:华中理工大出版社,2004

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