动态电子锁的设计方案是什么？

动态电子锁的设计方案是什么？

设计方案包括：1   设计要求
　（1）共5位密码，每位密码的取值范围为0～9。
　（2）系统根据开锁次数、电子锁序号、开机随机数动态生成密码。
　（3）5位密码输入不完全正确时，报警30   s，重新生成开机随机数并显示，生成新的密码，用户需要新的密码才能打开密码锁。
　（4）键入的5位密码完全正确时，LED闪烁10   s，电子锁开锁。
　（5）电子锁上锁后，显示上锁随机数，用户正确输入密码前，用户不能重新生成随机数。
　（6）由于电子锁运行过程中，需要轮换显示上锁随机数、开锁随机数以及用户输入的密码，因此，电子锁需要有一位数码管显示相应的功能符。
　（7）成本要比较低，硬件和软件要尽可能简洁可靠，便于批量生产。
2   设计思路及软硬件实现
　根据总体设计要求分析，该电子锁电路需要的I/O口线少于15个。若设计得当，程序不超过8   KB，所需的RAM少于256×8   bit。所以可选择质优价廉的AT89C52，而且不需要外接程序存储器和数据存储器及其他扩展部件。外围电路主要由LED、键盘输入显示电路、继电器驱动电路、扬声器等组成。。
电子锁上锁后，数码管显示5位上锁代码，此代码由2位开锁次数和3位随机数随机组成。每次上锁，由于开锁次数和生成的随机数不同所产生的代码不同。

总体方案设计      1、设计思路      共设了9个用户输入键，其中只有4个是有效的密码按键，其它的都是干扰按键，若按下干扰键，键盘输入电路自动清零，原先输入的密码无效，需要重新输入；如果用户输入密码的时间超过40秒（一般情况下，用户不会超过40秒，若用户觉得不便，还可以修改）电路将报警80秒，若电路连续报警三次，电路将锁定键盘5分钟，防止他人的非法操作。       2、总体方框图      三、设计原理分析    电路由两大部分组成：密码锁电路和备用电源(UPS)，其中设置UPS电源是为了防止因为停电   造成的密码锁电路失效，使用户免遭麻烦。      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、报警电路、键盘输   次数锁定电路。      1、键盘输入、密码修改、密码检测、开锁及执行电路   .      键盘输入、密码修改、密码检测、开锁、执行电路      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   它是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。本电路有16组的密码可供修改。                                                                                                      密码修改电路                                                                                                                                           由两块74LS112（双JK触发器，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IC13的2脚，执行电路动作，实现开锁。      执行电路是由一块555单稳态电路（IC13），以及由T10、   T11组成的达林顿管构成。若IC13 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D5（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使为了提高电磁阀的力矩。    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（一般情况下用户输入不会超过），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。 消除报警信号   去密码检测电路清零信号                                                                              报警电路                                                                                                                                                                                                                                                                                                 有人走近门时，触摸了TP端(TP端固定在键盘上，其灵敏度非常高，保证电路可靠的触发)，由于人体自身带的电，使IC10的2脚出现低电平，使IC10的状态发生翻转，其3脚输出高电平，T5导通(可以通过R12控制T1的基极电流)，其集电极接的黄色发光二极管D3发光，表示现在电子锁处于待命状态,T6截止，C4开始通过R14充电(充电时间是40秒,此时为用户输入密码的时间，即用户输入密码的时间不能超过40秒，否则电路就开始报警,   由于用户经常输入密码，而且知道密码，一般输入密码的时间不会超过40秒)，IC2开始进入延时40秒的状态。         开始报警:当用户输入的密码不正确或输入密码的时间超过40秒，IC11的2脚电位随着C4的充电而下降,当电位下降到1/3Vcc时(即40秒延时结束时候),3脚变成高电位(延时时是低电平),通过R15使(R15的作用是为了限制T7的导通电流防止电流过大烧毁三极管)T7导通,其集电极上面接的红色发光二极管D4发亮,表示当前处于报警状态,T8也随之而导通,使蜂鸣器发声,令贼人生怯,实现报警.      停止报警:当达到了80秒的报警时间，IC10的6,7脚接的电容C5放电结束,IC10的3脚变成低电平,T5截止,T6导通,强制使强制电路处于稳态，IC11的3脚输出低电平,使T7,T8截止,蜂鸣器停止报警；或者用户输入的密码正确，则有开锁电路中的T10集电极输出清除报警信号，送至T12（PNP），T12导通，强制使T7基极至低电位，解除报警信号。      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。其工作原理如下：当电路报警的次数超过3次，由IC9（74161）构成的3位计数器将产生进位，通过IC7，输出清零信号送往74161的清零端，以实现重新计数。经过IC8（与门），送到IC12（555）的2脚，使3脚产生5分钟的高电平锁定脉冲（其脉冲可由公式T=1.1RC计算得出），经T9倒相，送IC6输入端，使IC6输出低电平，使IC13不能开锁，到锁定的目的。 报警次数检测及锁定电路   4、备用电源电路      为了防止停电情况的发生，本电路后备了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B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，由于本电路功耗较少，所以选用10W的小型变压器。                                                                                                   电源电路      由R8，R9，R6，R7及IC14构成电压比较器，正常情况下，V+V-   IC14输出高电平，由T3，T4构成的达林顿管使继电器J开启，将其常开触电将蓄电池和电路相连，实现市电和蓄电池供电的切换，保证电子密码锁的正常工作（视电池容量而定持续时间）。其电路图如下3-4-2所示：      R850K   R940KR730K   R6   20K   T39018   R105.1K   T49014   1   2   3   IC14   741继电器   蓄电池供电   5V   直流电源      A1蓄电池   A2   5V   直流电源      A1   蓄电池   A2   VCC   常闭   常开                                                                           图3-4-2停电检测及电子开关切换电路    T1，T2构成的蓄电池自动充电电路，它在电池充满后自动停止充电，其中D1亮为正在充电，D2为工作指示。由R4，R5，T1构成电压检测电路，蓄电池电压低，则T1，T2导通，实现对其充电；充满后，T1，T2截止，停止充电，同时D1熄灭，电路中C4的作用是滤除干扰信号。

电子锁            电子锁具有保密性强、防盗性好等特点。随着对电子锁产品的开发研制，它在日用锁中所占比重日益增强。电子锁具有机械锁无法比拟的优越性，它不仅可以完成锁本身的功能，还可以兼有多种功能，如记忆、识别、报警、兼作门铃等等。作为密码类电子锁，还不需要带钥匙，只要记住开锁密码即可。如果密码失密，主人还可以随时变换密码，不会造成不应有的损失。            一、任务要求            1．设计一个电子锁，其密码为8值二进制代码，开锁指令为串行输入码。            2．当开锁输入码与密码一致时，锁被打开。            3．当开锁输入码与密码不一致时，则报警。报警动作响1分钟，停10秒钟后再重复出现。            4．报警器可以兼作门铃用，而门铃响的时间通常为7一l0秒。            二、设计说明和提示            锁体一般由电磁线圈、锁拴、弹簧和锁框等组成．当有开锁信号时，电磁线圈有电流通过，于是线圈便产生磁场吸住锁拴，锁便打开。当无开锁信号时，线圈无电流通过，锁拴被弹入锁框，门被锁上。为教学方便，我们用发光二极管代替锁体，亮为开锁，灭为上锁。密码存储可用高低电平开关设置，也可以采用时序电路存储。当开锁信号串行输入时，一定做到输入8位代码后才出现比较结果，一致时则开锁，不一致时则报警。

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