【正文】 完成時間：____________________27 / 31聲控密碼電子鎖電路設(shè)計(jì)摘要采用邏輯門電路設(shè)計(jì)電子密碼鎖，闡述了其工作原理，給出了具體的電路原理圖。該密碼鎖具有密碼預(yù)置功能，保密性強(qiáng)，誤碼報(bào)警，并且報(bào)警時間可以設(shè)定，同時用數(shù)碼管顯示出報(bào)警時間。采用自行設(shè)計(jì)的5V穩(wěn)壓電源供電，具有耗電省等特點(diǎn)。密碼不正確時按下確認(rèn)按鈕，紅色二極管被點(diǎn)亮，同時蜂鳴器鳴笛十秒，數(shù)碼管顯示十秒倒計(jì)時；倒計(jì)時結(jié)束時，數(shù)碼管顯示00，對其產(chǎn)生的編碼信號經(jīng)門電路處理后轉(zhuǎn)化為低電平信號，傳給秒脈沖電路控制端，使其停止工作，從而脈沖驅(qū)動的蜂鳴器也停止報(bào)警。 The end of the countdown, digital pipe display, to produce a signal gate after processing the code into low level signals to the second pulse, the control circuit, make its stop work and pulse of driver buzzer also stopped the police.Keywords: electronic trick lock,Digital circuit,Preset password,Error alarm目 錄 1 聲控電子鎖的應(yīng)用與發(fā)展 1 1 1 4 53．單元模塊電路設(shè)計(jì) 5 5 取樣及放大整形電路設(shè)計(jì) 11 時基電路NE555 12 14 15 15 16 174．調(diào)試電路 184．1．調(diào)試要點(diǎn) 184．2電路調(diào)試 19結(jié)論 19致謝 20參考文獻(xiàn) 20外文資料的中文譯文 20附錄 25 聲控電子鎖的應(yīng)用與發(fā)展隨著電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，20世紀(jì)70年代，隨著微電子技術(shù)的應(yīng)用，出現(xiàn)了磁控鎖、聲控鎖、超聲波鎖、紅外線鎖、電磁波鎖、電子卡片鎖、指紋鎖、眼球鎖、遙控鎖等。目前，鎖還可在特定的系統(tǒng)中、按設(shè)定的邏輯關(guān)系實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的程序控制。是設(shè)計(jì)一個由掌聲的節(jié)奏（序列脈沖）控制的電子鎖，序列脈沖由4位0、1代碼構(gòu)成（代碼可自行設(shè)定）。執(zhí)行結(jié)果由LED發(fā)光二極管指示。方案一: 傳聲器放大整形電路10秒單穩(wěn)延時電路及脈沖產(chǎn)生電路計(jì)數(shù)器2計(jì)數(shù)器3計(jì)數(shù)器4計(jì)數(shù)器1計(jì)數(shù)器5138譯碼器非門與門開鎖驅(qū)動電路開鎖模擬指示電路報(bào)警器時鐘脈沖指示電路計(jì)數(shù)器6圖1. 基于門電路原理框圖方案原理：掌聲通過傳聲器轉(zhuǎn)化為電信號，此電信號為負(fù)相脈沖信號，為尖波。脈沖信號分別送到四個計(jì)數(shù)器中，同時脈沖信號輸入10秒延時電路中，觸發(fā)電路延時，同時觸發(fā)脈沖產(chǎn)生電路輸出周期為1秒的脈沖信號，脈沖信號的高、低由指示電路顯示。 由于計(jì)數(shù)器由譯碼器選通，因此在拍掌的時候也要注意時間的把握，計(jì)數(shù)器在高電平時選通，因此在38譯碼器的輸出端分別接上非門，脈沖信號計(jì)數(shù)器在每個脈沖上升時候計(jì)數(shù)一次，同時選通4個并聯(lián)計(jì)數(shù)器中的一個，所以要脈沖信號為高電平后拍掌，由電路可以知道，必須先拍掌啟動開鎖電路，然后再按照正確的開鎖密碼開鎖。開鎖電平驅(qū)動開鎖電路和開鎖指示電路。方案二： 聲音采集電路放大電路單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器多諧振蕩器報(bào)警電路圖2 基于單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器原理框圖方案原理：采用壓電陶瓷片采集聲音信號，經(jīng)三極管C9013反向放大后觸發(fā)一個NE555芯片構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，驅(qū)動蜂鳴器和發(fā)光二極管工作，發(fā)光二極管和蜂鳴器兩端用穩(wěn)壓管使電壓穩(wěn)定方案三： 傳聲器放大整形電路1101檢測 電路 開鎖模擬指示電路10秒單穩(wěn)延時電路及脈沖產(chǎn)生電路時鐘脈沖指示電路報(bào)警器開鎖驅(qū)動 電路計(jì)數(shù)器（開鎖次數(shù)檢測圖3. 基于檢測電路原理框圖方案原理：由原理框圖可見，該電子線路以脈沖數(shù)字電路為主體，兼有音頻放大部分。正脈沖分兩路信號分別送到檢測電路和NE556。由放大整形后得到的脈沖信號經(jīng)過反相送到延時電路，觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路延時，延時電路產(chǎn)生的正脈沖沖信號觸發(fā)脈沖產(chǎn)生電路產(chǎn)生時鐘脈沖送到檢測電路，為檢測電路提供一個時鐘脈沖。設(shè)計(jì)中的核心部分是檢測電路，從1101序列脈沖作為開鎖命令，進(jìn)一步說明電子線路工作原理和開鎖過程。它使10秒單穩(wěn)延時電路輸出一個高電平，開啟了時鐘脈沖產(chǎn)生電路，并輸出7個周期為1秒的方波，1101序列脈沖檢測電路開始對輸入信號進(jìn)行識別。此即開鎖信號，繼電器吸合，使開門電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，門被打開。由于檢測電路所用JK觸發(fā)器是在時鐘脈沖下降沿出現(xiàn)時，發(fā)生狀態(tài)轉(zhuǎn)換，因此，當(dāng)時鐘脈沖高電平快要結(jié)束前拍掌，則x為1。為了滿足時序電路這種同步工作的需要，掌握好拍掌時機(jī)，電路中設(shè)計(jì)了時鐘脈沖指示電路。不拍掌或在黃光熄滅以后再拍掌，輸入x為0信號。拍掌節(jié)律不符，開不了鎖。因此對于不懂使用方法，不知道拍掌特定節(jié)律的不速之客，亂拍手掌是絕對打不開鎖的。方案一：當(dāng)?shù)谝粋€掌聲啟動開鎖電路后，啟動10秒延時電路進(jìn)一步啟動時鐘脈沖產(chǎn)生電路整個電路開始工作。如果在同步時鐘脈沖下接收的掌聲信號不為1101，那么最后與門輸出為低，開門電路不工作。因此只有把握開門時間以及拍掌毫億兆時節(jié)奏，才能使門打開，否則電路報(bào)警且自鎖。當(dāng)輸入掌聲信號為1101時，JK觸發(fā)器經(jīng)過一系列的狀態(tài)轉(zhuǎn)變，最后輸入一個高電平，即開鎖電平，驅(qū)動開鎖驅(qū)動電路工作，門打開。經(jīng)過計(jì)數(shù)器判斷開門次數(shù)，當(dāng)開門次數(shù)超過限定時，電路報(bào)警且信號返回到放大整形電路中使電路自鎖，整個電路的安全性得到了保證。通過論證兩種方案雖然實(shí)現(xiàn)過程不同，但是都能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)要求的功能。從成本考慮，方案一和方案三在實(shí)現(xiàn)同一個電路功能的時候，方案一明顯比方案三的成本高得多。因此雖然三個方案都能實(shí)現(xiàn)功能，但方案二的可行性更高。因此我們選擇方案三。該部分電路的設(shè)計(jì)工作，是整個電子線路的設(shè)計(jì)重點(diǎn)，要分好幾個步驟才能完成。S00S1S2S3S41/01/00/01/1圖4. 1101序列脈沖檢測電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換主鏈圖其設(shè)計(jì)思路是:設(shè)電路初始狀態(tài)為S0。用箭頭把S0到S4五個狀態(tài)順序連接，并標(biāo)注對應(yīng)的轉(zhuǎn)換條件(X/Y)，形成了狀態(tài)轉(zhuǎn)換主鏈圖。：上面所說的狀態(tài)轉(zhuǎn)換主鏈，是假設(shè)輸入信號(用X表示)按照欲檢測脈沖序列的組合順序逐個輸入，電路狀態(tài)作相應(yīng)的轉(zhuǎn)換而組成的一條狀態(tài)轉(zhuǎn)換主鏈。例如，在主鏈中S2的狀態(tài)下，輸入一個X，即為1邏輯值，則已輸入脈沖序列為111，將111與欲檢測脈沖序列1101的前三位110作比較，不符。再如，在S4狀態(tài)下，輸入脈沖為1，此時已輸入脈沖序列是11011。將其后三位011與1101前三位相比較，不符。當(dāng)然，在S4狀態(tài)下，亦可輸入0脈沖，此時已輸入脈沖為11010序列。依此類推，可以把離開狀態(tài)轉(zhuǎn)換主鏈的所有狀態(tài)轉(zhuǎn)換分支的轉(zhuǎn)移方向全部確定，然后逐一標(biāo)注到狀態(tài)轉(zhuǎn)換主鏈圖中去，并注明相應(yīng)的轉(zhuǎn)換條件，便得到一幅完整的1101序列脈沖檢測電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。因?yàn)閺腟1狀態(tài)出發(fā)的兩條狀態(tài)轉(zhuǎn)換路徑的轉(zhuǎn)換條件(0/0, 1/0)及所到達(dá)的目標(biāo)狀態(tài)(S0,S2)與從S4出發(fā)的兩條狀態(tài)轉(zhuǎn)換路徑的轉(zhuǎn)換條件(0/0,1/0)及所到達(dá)的目標(biāo)狀態(tài)(S0,S2)是對應(yīng)一致的。在狀態(tài)轉(zhuǎn)換簡圖中，原從S4出發(fā)的兩條狀態(tài)轉(zhuǎn)換路徑被吸收，而從S3指向S4的一條狀態(tài)轉(zhuǎn)換路徑，改向?yàn)镾1。表1 狀態(tài)表 XS 0 1 S/YS0S1S2S3S0/0 S1/0S0/0 S2/0S3/0 S2/0S0/0 S1/1 (四)列狀態(tài)編碼表 因?yàn)?101序列脈沖檢測電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換簡圖中只用S0到S3共四個狀態(tài)，所以該檢測電路可用兩只JK觸發(fā)器產(chǎn)生的兩位二進(jìn)制碼來表示四個狀態(tài)。表2 狀態(tài)編碼表SQ1 Q0S00 0S10 1S21 0S31 1 (五)列編碼后的狀態(tài)表編碼后的狀態(tài)表如表3所列：表3 編碼后的狀態(tài)表S X01Q1nQ0nQ1n+1Q0n+1YQ1n+1Q0n+1Y0 00 0 00 1 00 10 0 01 0 01 01 1 01 0 01 10 0 00 1 1 (六)列J, K端激勵表根據(jù)JK觸發(fā)器的特征方程及編碼后的狀態(tài)表，列出各觸發(fā)器J, K端的激勵表，如表4所列：表4 觸發(fā)器激勵表 由表4知J、K的觸發(fā)器