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责任编辑:刘昆山

  一、 工作原理

  本电路主要通过密码按键预设输入密码,室外正确输入密码后电子密码锁能自动打开,室内可直接打开电子密码锁,解锁后能通过按键手动复位,误输入密码两次后自动报警,且能通过按键解除报警。下面从六个方面进行分析:
  1、预设开锁密码功能分析
  将开关SB8合上,接上电源,开关SB1、SB2、SB3、SB4任意设置,如:SB1合上,SB2、SB3、SB4打开,即预设密码为SB1合上,SB2、SB3、SB4打开。使得IC1A、IC1B的D0为高电平,D1、D2、D3为低电平,因为此时IC1A、IC1B处于锁存状态,当按下SB9使得IC1A处于导通状态,IC1A的2脚ST1为高电平,IC1A的O0、O1、O2、O3的状态为O0为高电平,O1、O2、O3,为低电平不变,即完成了预设密码的输入。
  2、室外解锁原理功能分析
  预设密码后,把SB1、SB2、SB3、SB4的状态拔为SB1合上,SB2、SB3、SB4打开,因为此时IC1A、IC1B处于锁存状态,所以IC1A、IC1B的O0、O1、O2、O3的状态不变。当按下SB5,使得IC1B由锁存变为导通状态,且IC1B的O0输出为高电平,O1、O2、O3为低电平。
  IC1A、IC1B的O0、O1、O2、O3同时分别送到四二输入异或门的4070的输入端A、B进行比较,相同出0,不同出1。因为此时密码输入是正确的,所以从4070输出端输出低电平,加到双四输入或门4072的输入端,从4072输出低电平。此时按下SB7,使得555定时器的2脚TRI的电压由2.8V变为1.5V,从555的3脚OUT输出高电平,VT1的基极为高电平,此时三极管VT1导通,集电极为低电平,继电器K1导通,电子密码锁被打开。
  3、室内直接解锁原理
  将开关SB6按下,使得555定时器的2脚TRI的电压由2.8V变为1.5V从555的3脚OUT输出高电平,此时三极管VT1导通,VT1的基极为高电平,集电极为低电平,继电器K1导通,电子密码锁被直接打开。
  4、解锁后复位电路功能分析
  继电器K1导通,电子密码锁打开,此时将开关SB8打开,555的4脚RST由高电平变为低电平,555复位,从555的3脚OUT输出低电平,VT1的基极为低电平,三极管VT1截止,集电极为高电平,继电器K1不能导通,电子密码锁不能被打开,实现复位电路。
  5、误输入密码自动报警功能分析
  预设密码后,SB1、SB2、SB3、SB4任意一按键的输入键状态与预设密码不一样时,当开关SB5按下,IC1B由锁存状态变为导通状态,IC1A与IC1B的O0、O1、O2、O3将有一个或一个以上电平状态不一样,使得四二输入异或门4070的四个输出端有一个或一个以上输出端Y为高电平,并同时加到双四输入或门4072的四个输入端,从4072的输出端Y输出高电平。此时按下SB7,使得555的2脚TRI的电压由2.8V变为6V,从555的3脚OUT输出低电平,VT1的基极为低电平,三极管VT1截止,集电极为高电平,继电器K1不能导通,电子密码锁不能被打开。但使十进制计数/分配器4017的时钟输入端CP0由高电平变为低电平,即给CP0一个上升沿,从4017的Q1输出高电平,因为此时Q1是空脚,所以输出没有什么影响。
  当错误密码再次输入时,使4017的Q2输出高电平,经过二极管VD2送到二输入与非门4011,配合信号发生器产生1KHZ、5V的矩形波,由蜂鸣器发出1KHZ的报警声音。
  6、解除报警电路功能分析
  误输入密码两次后,蜂鸣器自动报警,此时将SB9按下,经过VD1送到十进制计数/分配器4017的15脚MR异步清零端,从4017的Q0-Q9输出低电平,把信号发生器给屏蔽,蜂鸣器因为没有信号输入,所以蜂鸣器停止报警。

  二、设计依据

   下面对双四位锁存D型触发器4508,四二输入异或门4070,双四输入或门4072 ,555定时器,十进制计数/分配器4017的真值表引脚功能进行分析:
  1、双四位锁存D型触发器4508真傎表如下:

  引脚功能如下:
MR:异步清0端,接高电平时,输出被清0。
ST:锁存允许端,接高平时,Dn与On导通,接低电平时,为锁存状态。
EO:置零端,接高电平时,输出被置0。
DN:数据输入端。
ON:数据输出端。
本电路MR接低电平,EO接的为低电平,ST可以接高,也可以接低。
  2、四二输入异或门4070的真值表如下:

  逻辑表达式如下:

功能如下 :
  逻辑法则为:相同出0,不同出1,本电路主要用于判断两信号是否相同。
  3、双四输入或门4072值表如下 :

  逻辑表达式如下:

  逻辑功能: 逻辑法则为:全0出0,有1出1,本电路主要用于判断四路信号是否有1输入。
  4、555定时器真值表如下:

  引脚功能如下:
  1脚:地,2脚:触发器输入端,3脚:输出端,4脚:复位端,5脚:电压控制端,6脚:阀值输入端,7脚:放电端,8脚:电源
5、十进制计数/分配器4017真值表如下:

  引脚功能如下:
MR:异步清零端,接高电平时,输出被清0。
CP0:时钟输入端0。
CP1:时钟输入端1。
本电路的初始状态为Q0为低电平,其它为高电平,CP0上升沿来到时,输出端将发生移位,即O0=0到O1=0的转变。
  三、电路图



  四、验证波形

  1、A、B、C、D点的波形如下:

  2、E点的波形如下:

  五、总结报告

   本电路主要由双四位锁存D型触发器4508组成密码预设电路,由四二输入异或门4070和双四输入或门4072组成密码验证电路,由555定时器组成单稳态触发器驱动继电器开锁电路,由十进制计数/分配器4017,二输入与非门4011,信号发生器,蜂鸣器组成报警电路。通过对4508、4070、4072、555、4017、4011的引脚功能、真值表的分析、并设计其原理图,且利用电子电路计算机进行仿真使得学习研究电子技术变得更加简单、直观,学习效果进一步提高,带动了学习的积极性。
  通过学习使自己对课本上的知识能够应用于实际,使得理论与实际相结合,加深了对课本上知识的理解,并能够利用到图书馆查阅资料,增加了许多课本以外的知识,且实习也锻炼了我个人的动手能力,并能够用电子电路仿真软件MULTISIM9进行仿真,达到了学以致用的目的。

上一页: 密码位数可调的电子密码开关设计总结报告(第五届)
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08年(第五届)电子仿真竞赛总结报告
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