电子密码锁和门铃报警电路(数字电路实训报告1)

时间：2025-02-22

基于数字电路的设计

电子锁及门铃电路

1．引言

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。

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。

而在这次实训中我们的是设计要求较基础，不过原理一样的，一般的功能都能实现。

2、摘要

用门电路和一些计数芯片，555时基电路及数码显示器，蜂鸣器等元件通过MULTISIM仿真软件进行软件设计。再付诸硬件设计。主要实现密码锁和门铃电路的功能，并且可控制蜂鸣器时间用数码管显示。运用已学的数电模电知识及硬件电路知识对市面上已有的功能的一种模仿和简化。

基于数字电路的设计

电子锁及门铃电路

3、硬件设计

3.1、设计要求

（1）设计一个电子锁，其密码为8位二进制代码，开锁指令为串行输入码。（2）开锁输入码与密码一致时，锁被打开。

（3）当开锁输入码与密码不一致时，则报警。报警时间持续15秒，停3秒后再重复出现

（4）报警器可以兼作门铃使用，门铃时间为10秒。

（5）设置一个系统复位开关，所有的时间数据用数码管显示出来。

3.2设计思路

（1）用8个数码开关作为8位二进制密码输入，开关闭合为1，打开为0。（2）用2个与门和2个或非门与输入密码进行比较，输出比较结果。并设置密码为11001100。

（3）输出结果为1表示密码正确，按下确认键后二极管发光。输出结果为0表示密码错误，按下确认键后蜂鸣器响15秒停3秒并重复出现。（4）门铃按键按下时蜂鸣器响10秒后停止。（5）计数器控制蜂鸣器响的时间和数码管的显示。

3.3原理方框图

基于数字电路的设计

电子锁及门铃电路

4、软件设计

4.1、密码模块仿真图

仅用简单的2个与门和2个或非门构成8位2进制密码的输入比较端，逻辑功能简单，不易出错。但有不能改密码的限制，此电路的密码为11001100，开关合上为1打开为0。当密码输入正确即如图所示的开关状态并合上确认键时，最后一个与门输出的为高电平。从而实现密码锁功能。

4.2脉冲模块仿真图

基于数字电路的设计

电子锁及门铃电路

用555时基电路结合电阻、电容构成脉冲发生器。调节电容电阻使得OUT端输出周期为1S 的脉冲。这样的脉冲发生器简单而又实用，可以很精确地控制脉冲频率，振幅。

4.3计数模块仿真图

由于题目要求控制报警器响15S停3S，并重复出现。这么长的时间是振荡器无法达到的。于是用计数器可以准确地控制时间。如上图所示，用与门、非门、或门等可以巧妙地实现某些逻辑功能。当计数器到达15时输出一个脉冲信号使得与蜂鸣器相接端变为低电平从而达到响15秒的效果。而此时计数器继续计数，当到18秒时又输出一个脉冲使蜂鸣器响同时计数器被置零并重新开始计时。从而达到蜂鸣器响15S停3S并重复出现的功能。

而对于门铃电路，用同样的方法使得计数器在到达10秒时输出一个脉冲使得计数器清零，同时用锁存器保持这个脉冲即让计数器不再计数。实现了门铃响10秒便不再响。

计数器的输出端与数码管显示电路相连，因要求用数码管显示，而所有数据均是用计数器控制，因此直接用计数器控制数码管显示是最便捷的方式了。由于用到较少的集成芯片，且使用简单的门电路，使得电路看起来较为凌乱，但成功地实现了实训所要求的功能。

基于数字电路的设计

电子锁及门铃电路

4.4显示模块仿真图

显示这一块相对比较简单，只需要用到7448译码器、电阻和数码管。只要了解了他们的功能并正确接线即可得到所需功能。但由于在较小空间里有很多的线。在连接时需要特别细心，否则一旦错误开始检查将是很费时的工程。

在我们的实训设计中，译码器的输入端由计数器控制，只需将两片十进制计数器芯片的8个输出端与译码器的8个输入端一一连接即可达到用计数器控制数码管显示的功能。

基于数字电路的设计

电子锁及门铃电路

4.5完整功能模块仿真图

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综合以上仿真图所得结果如下：