电子密码锁设计原理分析

电子密码锁设计原理分析

摘 要:电子密码锁利用数字逻辑电路,实现对门的电子控制,并且利用各种附加电路,保证电路能够安全工作,有极高的安全系数。 关键词:电子密码锁 555单稳态电路 jk触发器 一、引言

随着人们生活水平的提高,如何实现家庭防盗这一问题也变得尤为突出。传统的机械锁由于其构造简单,被撬的事件屡见不鲜,电子锁由于其保密性高,使用灵活性好,安全系数高,受到了广大用户的青睐。

本课题是以74ls112双jk触发器构成的数字逻辑电路控制方案。

二、设计原理分析

电路组成包括密码锁电路和备用电源,笔者主要就密码锁电路进行分析设计。

密码锁电路包含:键盘输入、密码修改、密码检测、开锁电路、执行电路。

1.密码锁电路分析

键盘输入、密码修改、密码检测、开锁及执行电路如图1所示。 图1 键盘输入、密码修改电路

开关k1~k9是用户的输入密码的键盘,用户可以通过开关输入密码,开关两端的电容是为了提高开关速度,电路先自动将ic1~ic4清零,由报警电路送来的清零信号经c25送到t11基极,使t11导通,

其集电极输出低电平,送往ic1~ic4,实现清零。

密码修改电路由双刀双掷开关s1~s4组成,它利用开关切换的原理实现密码的修改。例如要设定密码为1458,可以拨动开关s1向左,s2向右,s3向左,s4向右,即可实现密码的修改,由于输入的密码要经过s1~s4的选择,也就实现了密码的校验。该电路有16组的密码可供修改。

由两块74ls112(包含ic1~ic4)组成密码检测电路。由于ic1处于计数状态,当用户按下第一个正确的密码后,clk端出现了一个负的下降沿,ic1计数,q端输出为高电平,用户依次按下有效的密码,ic2~ic3也依次输出高电平,送入与门ic5,使其输出开锁的高电平信号送往555的2脚,执行电路动作,实现开锁。 密码检测电路如图2所示。 图2

执行电路是由一块555单稳态电路,以及由t10、t11组成的达林顿管构成。若555的2脚输入一高电平,则3脚输出高电平,使t10导通,t11导通,电磁阀开启,实现开门,同时t10集电极上接的ds(绿色发光二极管)发亮,表示开门,20秒后,555电路状态翻转,电磁阀停止工作,以节电。其中电磁阀并联的电容c24是为了提高电磁阀的力矩。开锁及执行电路如图3所示。 图3 2.报警电路

报警电路实现的功能是:当输入密码的时间超过40秒,电路报警

80秒,防止他人恶意开锁。电路包含两大部分,2分钟延时和40秒延时电路。其工作原理是当用户开始输入密码时,电路开始2分钟计时,超出40秒,电路开始80秒的报警。当达到了80秒的报警时间,停止报警。

3.报警次数检测及锁定电路

若用户操作连续失误超过3次,电路将锁定5分钟。当电路报警的次数超过3次, 74161构成的3位计数器产生进位,使74161重新计数。将信号送往由555组成的锁定电路的第二引脚,将键盘电路锁定。

4.备用电源电路

为了防止停电情况的发生,该电路可后备ups电源,它包括市电供电电路,停电检测电路,电子开关切换电路,蓄电池充电电路和蓄电池组成。220v市电通过变压器降压成12v的交流电,再经过整流桥整流,7805稳压到5v送往电子切换电路。 三、总结与体会

以上所介绍的电子密码锁电路,经过多次修改和整理,已是一个比较满意的设计,可以满足人们的基本要求。笔者主要就电子密码锁的键盘输入、密码修改、密码检测、开锁及执行电路做了详细说明。报警电路、报警次数检测及锁定电路、备用电源电路只是做了简单的介绍。电子密码锁电路中也存在一些问题,譬如:电路的密码不能遗忘,一旦遗忘,就很难打开,这一问题可以通过增加电路解决,但由于过于复杂,该设计未涉及;用开关作74ls112的clk脉冲,不

是很稳定,可以调换其他高速开关或计数脉冲;电路密码只有16种可供修改,但由于他人不知道密码的位数,而且还要求在规定的时间内按一定的顺序开锁,所以他人开锁的概率很小;电路中未加显示电路,但可通过其他数字模块实现这一功能。 参考文献:

[1]康华光.电子技术基础(第四版)[m].北京:高等教育出版社,1998.

[2]梁宗善.新型集成块应用[m].武汉:华中理工大出版社,2004.

(作者单位:海南省高级技工学校)