数电课程设计--电子密码锁的设计

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1、论文题目 电子密码锁的设计电子密码锁的设计 课程论文 要 求 通过对电子锁发展现状的了解结合自己本次设计的课题本次设计任务要完成 的目标是: 1.1.用 4*3 组成 09 数字键及确认键、删除键。 2.2.用 8 位数码管组成显示电路提示信息。当输入密码时，只显示“-”,当密码位输 入完毕按下确认键时，对输入的密码与设定的密码进行比较，若密码正确,则开 锁。此处用 LED 发光二极管亮一秒钟做为提示。 3.3.当密码不正确时，禁止按键输入 3 秒,同时发出“嘀、嘀”报警声。 设计过程 (包括：设计方案、电路分析、仿真结果、软硬件结合测试步骤和结果、设计收获和体会) 1.1.设计方案与论证 1

2、.11.1系统整体流程图 1.21.2电子密码锁的控制方案论证 用4*3的行列式键盘组成09数字键及确认键、删除键，从矩阵键盘输入8位 数密码，起始密码由程序设定，输入完后按确定键开锁，取消键清除所有输入。 用8位数码管组成显示电路提示信息，当输入密码时，只显示“-”，当密码位输 入完毕按下确认键时，对输入的密码与设定的密码进行比较，若密码正确，则开 锁，此处用LED发光二极管亮一秒钟做为提示。当密码不正确时，禁止按键输入3 秒，同时启动蜂鸣器发出“嘀、嘀”报警声。 1 1.3.3 单片机的选择方案论证 方案一：采用可编程逻辑期间CPLD 作为控制器。CPLD可以实现各种复杂的 逻辑功能、规模

3、大、密度高、体积小、稳定性高、IO资源丰富、易于进行功能扩 展。采用并行的输入输出方式，提高了系统的处理速度，适合作为大规模控制系 统的控制核心。但本系统不需要复杂的逻辑功能，对数据的处理速度的要求也不 是非常高，且从使用及经济的角度考虑我们放弃了此方案 方案二：采用Atmel公司的AT89S52单片机作为控制器。AT89S52是一个低功 耗，高性能的51内核的CMOS 8位单片机，片内含8k空间的可反复擦些1000次的 Flash只读存储器，具有256 bytes的随机存取数据存储器（RAM） ，32个IO口，2 单片机 AT89S52 楼宇用户 指示灯 4*4 键盘 输入 数码管显示密 码

4、输入 用户通话 指示灯 开锁 指示灯 图 1 ，系统总体框图 个16位可编程定时计数器。 综合考虑，选择方案二，采用Atmel公司的AT89S52单片机作为控制器。 1 1.4.4 键盘选择方案论证 方案一：采用独立式键盘。由于各键相互独立，每个按键各接一根入线， 通过检测输入线的电平状态可以很容易的判断哪个按键被按下。 此种键盘适用 于按键较少或操作速度较高的场合。但本题发挥部分要求 12 个功能键，按键 数目较多，这就需要较多的输入口线，而且电路结构复杂。故此方案不可取。 方案二：采用行列式键盘。它由行线和列线组成，按键位于行列的交叉点 上，行线信号和列线信号分别通过两个接口和 CPU 相

5、连，通过行列扫描法判定 按键的位置，此方案适用于按键较多的场合。 通过对电子密码锁题目的分析，采用 4*3 行列式键盘。 1.5.5 显示模块的选择方案论证 方案一：采用带字库 LCD 模块显示。能显示复杂的信息，具有质量轻，体 积小， 功耗低，指令功能强，接口简单，可靠性强等优点，显示内容丰富，图形美观， 易于人机交流。但是价格昂贵。 方案二：采用 LED 数码管显示。数码管能显示数字和符号，但是占用 IO 口资 源较多，对于简单的电路可以选用此方案。 电子密码锁，电路简单，选用方案二，显示所需信息。 1 1.6.6 模块的选择方案论证 当输入密码时，若密码正确，则开锁，此处用 LED 发光

6、二极管亮一秒钟做为提 示。当密码不正确时，禁止按键输入 3 秒，同时发出“嘀、嘀”报警声，为实现此 功能我们选用 LED 发光二极管和蜂鸣器混合使用。 2 2. .硬件电路设计 2 2.1 .1 电子密码锁控制电路图 图 2， 电子密码锁控制线路图 2.22.2 行列式式键盘的设计 键盘电路如图 2 所示。设计数字键 09 的键号依次为 09，取消键的键号为 10，确认键的键号为 11，键号可按键值行首键号（0、4、8、12）列键号（0、 1、2、3）公式计算。 图 3 ， 键盘电路 2 2.3.3 数码管显示电路的设计 数码管驱动采用 8 个共阴极数码管显示， 由于单片机的驱动能力有限，采用 74LC245 作为数码管的驱动，在 7 段码输出线上串联 100 欧姆电阻起限流作用。 其电路如图 4 所示。 图4， 数码管显示电路 2 2.4.4 蜂鸣器驱动电路的设计 蜂鸣器的驱动采用 NPN 三极管 2484 来驱动，低电平有效。其电路如图 5 所示。 图5， 蜂鸣器的驱动电路 2 2.5.5 主要元器件选择 主要元器件选用型号和数量如表 1 所示： 表表 1 1