江苏师范大学科文学院本科生课程设计课程名称：数字电子技术基础题目：数字密码锁专业班级： 14电信2班***名：**学生学号： *********日期： 2016年6月25日***师：***指导教师签字：年月日目录摘要 (II)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 背景 (1)1.2 目的 (1)2 设计方案简述 (1)2.1 设计任务 (1)2.2 设计原件需求 (2)3 详细设计 (2)3.1 设计原理图 (2)3.2 密码验证模块 (3)3.3 计时模块 (4)3.4 锁定输出 (5)3.5 逻辑组合 (6)4 设计结果及分析 (7)4.1 总电路图 (7)4.2 问题解决与分析 (7)4.3 测试数据 (9)5总结 (10)参考文献 (11)摘要在日常的生活和工作中, 住宅与部门的安全防范、单位的文件档案、财务报表以及一些个人资料的保存多以加锁的办法来解决。

若使用传统的机械式钥匙开锁，人们常需携带多把钥匙, 使用极不方便, 且钥匙丢失后安全性即大打折扣。

在安全技术防范领域，具有防盗报警功能的电子密码锁逐渐代替了传统的机械式密码锁，电子密码锁具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等优点,受到广大用户的欢迎。

本次课程设计简述数字密码锁的设计、制作过程，用74LS138为3线-8线译码器、555为计时模块、D触发器74LS175为锁定输出、74LS00为逻辑组合模块构成该数字密码锁的设计思想和实现过程。

该课程设计可以预先设定密码和修改密码等方便操作处理，通过发光二级管颜色的转变辨别密码的正确和密码锁的开启。

通过该课程设计，主要解决与我们平常生活关系密切的密码锁的问题，且制作该设计所需要元器件的成本较低，适合学生对数字电路的实践所用。

关键词：数字密码锁；74LS138；555；74LS175；74LS00AbstractIn daily life and work, security, residential units and departments of the documents, financial statements, and some personal information in order to save more than locking solutions. If the use of traditional mechanical key to unlock, people often need to carry multiple keys, a very inconvenient to use, and after the loss of key security that is greatly reduced. In the field of security and protection, anti-theft alarm function electronic combination lock gradually replace the traditional mechanical combination lock, electronic lock has the advantages of high safety, low cost, low power consumption, easy to operate, welcomed by the majority of users. The curriculum design of digital code lock design, process, using 74LS138 for 3 -8 decoder, 555 for the timing module, D triggers 74LS175 lock output, 74LS00 logic combination module design idea of the digital password lock and implementation process. The curriculum design can be pre-set password and modify passwords and other convenient operation, opening by discerning the password change light emitting two tubes of color and correct password lock. Through the curriculum design, mainly to solve the daily life with our close locks, and making the design required components with low cost, suitable for students to use the practice of digital circuit.Key words: the digital combination lock; 74 ls138; 555; 74 ls175; 74 ls001绪论1.1背景随着社会的发展和人们生活水平的提高，人们的安全意识加强，安全防盗已成为社会问题。

自古以来锁就是守门户的铁将军，所以人们对其要求也较高，希望锁既要安全可靠，又要使用方便。

目前使用广泛的弹子锁由于要携带钥匙，已经渐渐变得难以满足当前社会对于安全防盗的要求。

而数字密码锁由于安全性、低成本、易操作、可更改密码等优点受到越来越多人欢迎。

1.2目的巩固和加深对电子电路基本知识的理解，提高综合运用本课程所学知识的能力。

培养根据设计需要选学参考书籍，查阅相关手册、图表和文献资料的自学能力。

通过电路方案的分析、论证和比较，设计计算和选取元器件、电路组装、调试和检测等环节，初步掌握简单实用的分析方法和工程设计方法。

学会简单电路的实验调试和性能指标的测试方法，提高动手能力和进行数字电子电路实验的基本技能。

2设计方案简述2.1设计任务每把锁都有其预先设定好的（六位二进制数）密码，该密码可以修改。

输入密码按确定键后，若密码正确则锁打开（此设计用发光二极管S表示锁，锁打开就是点亮发光二极管S），打开的持续时间T为按下确定键到松开后10秒（按住确定键不放的话S一x直亮着）。

若密码不正确则电路发出报警信号（用发光二级管J和蜂鸣器表示，报警就是点亮发光二级管J，蜂鸣器响起），警报持续时间也为T。

任意输入密码而不按确定键x的话电路不会有反应。

2.2 设计原件需求表2-1原件需求一览表3详细设计3.1设计原理图3.2密码验证模块此模块主要是用输入键盘和74LS138实现，74LS138为3线-8线译码器,它的功能表如表3-2.表3-2 74LS138功能表由表3-1可知每个输出端为0时都有唯一的输入码，所以可以把S1 S2S3A2A1A作为密码输入端，与输入键盘相连,共有26=64种输入情况。

Y0—Y7只需要选择其中一端作为密码验证信号输出，有8个选择，也就是修改密码时，只有8个不同的固定密码可图3-1 设计原理图以选。

电路连接图如图3-3.图3-3密码验证模块电路图表3-4 密码和密码选择端对应表密码设定端的连接密码100000Y100001Y1100010Y2100011Y3100100Y4100101Y5100110Y6Y10011173.3计时模块此模块选用555电路单稳态的一种变形。

如图3-5.按下确定开关将在时基电路输出端OUT （第3引脚）产生高电平，经延时T x 后，输出端OUT 将保持低电平不变。

(T x ≈1.1R 1C 1)当按钮按下时C 1储存的电荷通过SW 7泄放，2脚TR 受低电平触发，555置位，3脚输出高电平。

松开按钮后，定时即开始，此时电源通过电阻R 1向C 1充电，使C 1两端电圧不断升高，当升至2/3V cc 时，时基电路复位，定时结束，3脚输出低电平。

3.4锁定输出此模块用的是D 触发器74LS175.其电路连接如图3-6.B图3-5 555电路单稳态图至74LS175该模块是把密码验证模块送来的验证结果存住。

在按下确定键时，555电路3脚产生的上升沿使触发器做出反应。

如表3-7.输入输出 CLK D Q 0 0 1 1X保持3.5逻辑组合模块此模块的两个输入端是接锁定模块的输出端A 和计时模块的输出端B 。

两个输出端分别接开锁指示灯S 和报警指示灯J 。

它们的真值表如表3-8。

表3-8 计时模块真值表A B S J 0 0 1 1 0 10 1图3-6 D 触发器74LS175图来自74HC138来自555AA1 0 1 1 1 11 0所以S= B A J=A B由此可以选用74LS00实现该模块的逻辑功能A 的非直接用74LS175的3引脚输出。

其连接图如图3-9.图3-9 74LS00逻辑组合模块电路图ABA4设计结果及分析4.1总电路图图4-1 总电路图4.2问题及解决设计该电路的最初方案是用51单片机实现，其优点是硬件电路简单，功能拓展方便。

但该课程设计的要求是电路主要选用中规模TTL集成电路74系列（不能用专用集成电路）。

所以放弃最初方案。

密码验证模块的最初设计方案是用逻辑门电路实现，但其缺点是电路连接复杂。

还有一种普遍的方案是用数据比较器74LS85，其优点是可以设置16种密码但只用一片的话只有4位密码输入。

使用译码器74LS138可使电路连接简单得多，也可以有6位密码输入。

开始时设计存在一个缺点，就是在按确定键后到计时结束这段时间内键盘密码的输入是有效。

即在第一次按错密码而警报响起时马上输入正确密码，则警报停，开锁信号灯亮。

其波形图如图4-2.（S, J 为低电平时才能点亮LED 灯）图4-2 电路的时序图经过思索应该引进锁存器，翻阅资料好，发现D 触发器74LS175可以解决该问题，于是增加了74LS175。

但还有个缺点，就是给电路上电时，前22秒是会给555电路的C 1充电，3引脚在这段时间是高电平，而74LS175输出的是低电平，有表4-2可知S 亮，既锁会打开。

为解决这个缺点，可以增加个二极管。

tttt4.3测试数据表4-3 数据测试表5总结以上即为所设计的数字密码锁，经过多次修改和整理，是一个比较不错的设计，可以满足人们的基本需求，但因为水平有限，此电路中还是存在一定问题。

它能够通过密码输入键，实现密码正确的开启。

在密码错误的时候能够报警一定时限。

电路密码只有8种可供修改，有64种输入方法，所以非本人开锁的几率很小。

但是但是此电路没有显示模块或者密码保存模块，所以密码遗忘会很麻烦，可以查看电路中74HC138中的引角7-15，并查看表3-4 密码和密码选择端对应表查看密码。