【文章內容簡介】 3I C 4 A7 4 L S 0 8鎖定信號電磁鎖控制信號清零信號R 1 93 . 3 kV C C 圖 8 開鎖電路原理圖 開鎖電路通過接收來自 密碼的輸入和校驗電路的控制信號和 報警次數(shù)統(tǒng)計和鎖定電路的鎖定信號，來決定是否開鎖，并通過 555 定時器的輸出來控制外接的電磁鎖是否工作。 開鎖電路的工作原理：開鎖電路的設計方案如圖 8 開鎖電路原理圖所示。 在開鎖電路 設計方案 里， IC4（ 74LS08）是 2 輸入端四與門， 由密碼輸入電路出來的控制信號輸入到 IC4（ 74LS08）和報警次數(shù)統(tǒng)計和鎖定電路輸出的鎖定鍵盤信號輸出相 與 。當且僅當控制信號和鎖定信號都為 低 電平時，經(jīng)過 IC4（ 74LS08）相與后， IC4（ 74LS08）輸 10 出的 3 端口輸出為 低 電平 ，該 低 電平輸入到 IC5（ 555 定時器）的 2 端口，則 IC5（ 555定時器）的 3 端口輸出為高電平 30 秒 ，使三極管 T7（ 9018）和 T8（ 9018）導通，電磁鎖就會有啟動電流，進行開鎖，實現(xiàn)了開門的過程。同時， T7（ 9018）集電極上連接的發(fā)光二極管 D4 會因為 T7（ 9018） 狀態(tài) 的變化 而進行發(fā)處綠 光， D4 就是開門的指示燈。開門的打開時間是由 IC5（ 555 定時器）的定時作用進行控制的。而 IC5（ 555 定時器）得定時時間是有公式： Tw≈*R*C 其中的 Tw就作為定時的時間。因此在選擇 R9 和 C11 就有了依據(jù)。在這里，我們把開門的時間設定為 20 秒（一般情況下， 20 秒的時間足以進入房間，如果不方便的話可以對 R9 和 C11 進行調整來達到改變時間）。 因此 R9 取值為 1 兆歐姆， C11 取值為 30微法。通過公式 Tw≈*R*C=22秒。 其中 C12 為提高電磁鎖的力矩而存在。 當密碼正確時， T7（ 9018）的集電極降為低電平輸出至 T4（ 9018），強制使 T4 的基極為低電位，解除報警。 報警電路設計 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i o nS iz eBD a t e : 1 J u n 2 00 9 S h e e t of F il e : E : \科技創(chuàng)新 電子密碼鎖 \電路圖部分 \ M y D e s i g n20 09 .D dbD r a w n B y:T R I G2Q3R4C V o l t5T H R6D I S7VCC8GND1I C 6555C 1 430uR 1 21MR 1 41 0 0 kT29 0 1 8T39 0 1 8R 1 33 . 3 kD2綠色T R I G2Q3R4C V o l t5T H R6D I S7VCC8GND1I C 7555R 1 52MC 1 595uC 1 60 . 1 uT49 0 1 8R 1 61 0 0 kT59 0 1 8T69 0 1 4V C CR 1 73 . 3 kD3紅色消除警報信號S P E A K E RV C C報警電路計時報警次數(shù)報警清零信號開關供電信號開始信號C 2 30 . 1 u統(tǒng)計信號開始鍵接通電源 圖 9 報警電路原理圖 報警電路的實現(xiàn)的主要功能是： 輸入密碼的時間是 30 秒，在 30 秒的時間內 沒有輸入正確的密碼，電路就會有 180 秒的報警。只有在 180 秒的報警時間結束之后，才能重新輸入密碼。這樣，可以防止別人進行惡意的密碼試探，有效地保護了密碼的安全。 設計思路： 報警電路的設計方案如圖 9 報警電路原理圖所示。報警電路 的設計 11 主要包括了兩個部分，由 IC6（ 555 定時器）和 IC7（ 555 定時器）組成的兩個計時電路。設計思路是：當要 輸入密碼時，第一個計時電路開始工作，也就是由 IC6（ 555定時器）組成的 30 秒計時電路 開始工作， 當 IC（ 555 定時器） 30 秒的計時結束時，由 IC7（ 555 定時器）組成的 180 秒計 時電路也進行了工作。當 30 秒的計時結束時，而沒有從開鎖電路送來警報清零信號時，電路就會進行 180 秒的報警蜂鳴。 具體的設計方案 及原理 ：當用戶需要開門時，用戶按下了開始按鍵，此時 IC6（ 555定時器）的 2 腳出現(xiàn)了低電平，使 IC6（ 555 定時器）的狀態(tài)發(fā)生了翻轉，而后，它的 3引腳輸出高電平，使 T2（ 9018）導通，進而發(fā)光二極管 D2 發(fā)光，代表了電路進入了 工作狀態(tài) ，此時用戶需要馬上輸入密碼 。其中 IC6（ 555 定時器）的設計計時時間是 30 秒，它的計時也是 由 公式： Tw≈*R*C來計算的。其中 C14 取用 30 微法的 電容， R12 采用1 兆歐的電阻 ，計算可得 Tw≈30 秒 。 當 30 秒結束后 ， IC7（ 555 定時器）進入了 180 秒的計時狀態(tài)。這 180 秒，就是 電路的報警 時間，當 30 秒的時間內沒有完成正確的密碼，電路就會報警蜂鳴。 電路報警的工作原理：當用戶的輸入的密碼不正確或是輸入的時間超過了所設定的30 秒密碼輸入時間， T2（ 9018）的基極變?yōu)榈碗娖剑?T2（ 9018）截止， T3（ 9018）導通。 經(jīng)由 T3（ 9018）的發(fā)射極送出的高電平加之 IC7（ 555 定時器）的 6 引腳上，使其高電平觸發(fā)翻轉。此 時 IC7（ 555 定時器） 進入 180 秒的 定時狀態(tài)。同時 IC7（ 555 定時器）的 3 引腳 Q 端送出 180 秒的高電平，使 T5（ 9018）導通，進而 T6（ 9014）也導通。此時紅色的發(fā)光二極管 D3 發(fā)光， D3 表示電路進入了報警狀態(tài)。 其中 IC7（ 555 定時器）的定時設定也是由公式 ： Tw≈*R*C 來計算的，其中 C15=95 微法， R15=2 兆歐，計算可得 Tw≈180 秒。 R16 的作用是防止電流過大擊穿三極管。 報警結束的工作原理：解除報警的原因大致有以下兩個方面，首先是報警時間 180秒后，其次是用戶的密碼輸入正確，由開鎖電路發(fā)出的報警清除信號。當報警時間超 過了 180 秒的時候， IC6（ 555 定時器）的 2引腳的電容 C15 放電結束， IC7（ 555定時器）的 3 引腳由高電平變?yōu)榈碗娖?，?三極管 T5（ 9018） 和 三極管 T6（ 9018） 截止 ，強制使電路 中止報警 ，蜂鳴器停止報警。另一種情況，當用戶的密碼輸入正確的時候， 在開鎖電路， T7（ 9018）的集電極降為低電平輸出至 T4（ 9018），強制使 T4 的基極為低電位，解除報警。 12 報警次數(shù)統(tǒng)計和鎖定電路設計 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i o nS iz eBD a t e : 1 J u n 2 00 9 S h e e t of F il e : E : \科技創(chuàng)新 電子密碼鎖 \電路圖部分 \ M y D e s i g n20 09 .D dbD r a w n B y:V C CT R I G2Q3R4C V o l t5T H R6D I S7VCC8GND1I C 1 0555C 1 81 0 0 uR 2 15 . 2 MC 1 70 . 1 uV C CT99 0 1 8R 2 03 . 3 kR 3 31 0 0 kV C C2 31amp。I C 9 A 7 4 L S 0 1報警電路鎖定信號次數(shù)統(tǒng)計信號P03P14P25P36Q014Q113Q212Q311TC15C E P7C E T10C L K2PE9MR1VCC16G N D8I C 87 4 L S 1 6 1 圖 10 報警次數(shù)統(tǒng)計和鎖定電路原理圖 在電路設計的時候，考慮到密碼試探的問題，也就是說當其他人不知道密碼的時候， 很有可能以試探密碼并嘗試多次的方法去試出密碼。為了防止這種情況的發(fā)生，在電路中設計了當密碼錯誤輸入的次數(shù)達到了 3 次的時候，會自動鎖閉密碼輸入電路 10 分鐘，以防止這樣的事情發(fā)生。 工作原理： 電路設計如圖 10 報警次數(shù)統(tǒng)計和鎖定電路原理圖所示。 當密碼輸入錯誤的時候，就會激活報警電路，并產生了報警。設計的原理，就是在 報警電路的 蜂鳴器上引出一根信號線，并將蜂鳴器導通的次數(shù)作為統(tǒng)計的密碼輸入錯誤的次數(shù)。這個次數(shù)統(tǒng)計的工作是由 IC8（ 74LS161） 來完成的。在報警次數(shù)統(tǒng)計和鎖定電路中， IC8（ 74LS161）構成的是 3 位計數(shù)器形式。從報警電路產生報警信號送給 IC8（ 74LS161），當進位次數(shù)達到 3次時， IC8（ 74LS161）的 Q0和 Q1的引腳都會產生高的電位，兩者經(jīng)過 IC9（ 74LS01）相與非之后，信號分為兩支，一支返回給 IC8（ 74LS161）的清零端，使 IC8（ 74LS161）清零并重新處于計數(shù)狀態(tài)；另一支送給 IC10（ 555 定時器） 的 2 引腳。當信號送給 IC10（ 555 定時器）的時候， IC10（ 555 定時器）開始工作，并進入 10 分鐘的計時狀態(tài)。 IC10（ 555 定時器）的計時時間是有 公式 ： Tw≈*R*C 13 來計算的，其中 C18=100 微法， R21= 兆歐，計算可得 Tw≈600 秒。在這 600 秒的時間里， IC10（ 555 定時器）的 3 引腳產生高電平信號的鎖定脈沖，經(jīng)過三極管 T9（ 9018）倒相后，送至開鎖電路中 IC4（ 74LS08）的輸入端，使 IC4（ 74LS08）的輸出低電平，并使 IC5（ 555 定時器）處于不工作狀態(tài)，實現(xiàn)了鎖定的目的。也就是通過鎖定開鎖電路來實現(xiàn)鎖定鍵盤的目的。 變壓穩(wěn)流電路設計 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i o nS iz eBD a t e : 30 M a y 2 00 9 S h e e t of F il e : E : \科技創(chuàng)新 電子密碼鎖 \電路圖部分 \ M y D e s i g n20 09 .D dbD r a w n B y:T R 1T R A N S 1V i n1GND2V ou t3I C 1078 091234D9B R I D G E 1 C 200. 01 u直流供電輸出蓄電池充電輸出C 2447 0uC 2147 0u 圖 11 變壓穩(wěn)流 電路原理圖 整個的供電系統(tǒng)采用的是數(shù)字電路最常見的變壓穩(wěn)流電路。 電路需要的電壓為9V，整流電路整流前的電壓約為整流后電壓的 倍，則很容易的算出整流前的電壓約為 12V。而電路的電流預估為 100mA，可以計算出小型變壓器的功率為 。所以變壓穩(wěn)流電路采用的是 的小型變壓器。 的變壓器降壓為 12V 的交流電，而設計電路的電