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無需使用微控制器的數(shù)字密碼鎖電路

科技觀察員 ? 來源:gadgetronicx ? 作者:gadgetronicx ? 2023-06-15 17:39 ? 次閱讀

基于密碼的鎖定機制是一種非常流行的安全方法,可以保護我們珍貴的財產(chǎn)。現(xiàn)在,隨著技術的快速發(fā)展,我們的鎖定系統(tǒng)也實現(xiàn)了現(xiàn)代化。新的,更好,功能更強大的數(shù)字密碼鎖已經(jīng)取代了舊的傳統(tǒng)鎖,因為它比機械鎖小巧,安全可靠。在這個項目中,我們將看到如何在不使用MCU的情況下制作這個數(shù)字密碼柜。為了實現(xiàn)這一點,我們使用邏輯門、比較器、移位寄存器來實現(xiàn)這一點。

密碼鎖如何工作?

該系統(tǒng)具有預設的主密碼和按鈕,用戶可以在其中輸入密碼。輸入密碼長度限制為

5。按下五個按鈕后,將其與主密碼進行比較。如果找到匹配項,則繼電器被激活解鎖儲物柜,綠色 LED 亮起。但是,當不匹配時,儲物柜會通過點亮紅色 LED

來指示它。

所需組件:

該電路中使用了相當多的元件。我在下面的列表中對每個組件的功能進行了簡短描述,以便在您進一步閱讀時更好地了解電路。

按鈕 – 10(電路輸入)

74ALS520N – 2 ( 8位比較器,用于比較輸入與主密碼)

742G79DCU – 5 ( D 型觸發(fā)器臨時存儲輸入密碼 )

74AS832N – 2 ( 5通道R門將輸入限制為《》個輸入)

74LS96N – 1 ( 觸發(fā)輸入密碼與主密碼的比較 )

74ALS08N – 1 ( 和柵極用于組合兩個比較器的輸出)

74LVC04 – 1 (如果密碼不匹配,則補充輸出以激活警報)

中繼

發(fā)光二極管

電阻

數(shù)字密碼鎖電路圖:

工作原理

1.png

上述電路的工作原理分為不同的塊并單獨解釋。

按鈕輸入:

我們使用通用按鈕將輸入饋送到電路。按下按鈕時,它將輸入連接到 Vcc。因此,高信號被饋送到D-Flip Flop以臨時存儲其輸入值。

去抖動機制:

從標記為“*”的按鈕看到輸入端子嗎?這表明使用帶有按鈕的去抖動機制。與數(shù)字芯片相比,按鈕相對較慢,因此按一下按鈕可能會被解釋為同一按鈕的多個輸入。這將導致我們的儲物柜電路行為不當。為了避免這種情況,增加了電容器電阻器的組合。當按下按鈕時,電容器充電但不瞬時充電,Vcc需要一段時間才能在電容器中顯示,從而消除了多次按下D-翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)的可能性。SW1的每個按鈕。。.。.SW10

應使用自己的去抖動機制設置。您可以在此處閱讀有關此去抖機制及其工作原理的更多信息

D 觸發(fā)器:

正如我們所看到的,按鈕的一端連接到Vcc,另一端連接到觸發(fā)器塊的數(shù)據(jù)和時鐘引腳。這是因為,根據(jù)D觸發(fā)器的真值表,輸出會根據(jù)其數(shù)據(jù)引腳的輸入改變其狀態(tài),但僅在時鐘脈沖處于活動狀態(tài)時改變。因此,我們需要同時將兩個引腳拉高。因此,通過按下觸發(fā)器的按鈕輸入,時鐘引腳變?yōu)楦唠娖健R虼耍覀冊谳敵龆双@得高信號。它保持這種狀態(tài),因為

Flip-Flop 在這里充當內(nèi)存元素。

比較儀:

然后,觸發(fā)器的輸出連接到輸入引腳P0IC7比較器的P9和IC0的P1、P10。從P2到P7的其余引腳連接到GND,因為我們不需要它們。我們需要兩個比較器IC,因為我們有8個輸入按鈕,而一個比較器只能有0個輸入進行比較。在這里,如果您觀察,IC7和IC9比較器的其他輸入狀態(tài)Q10.。。.Q《》連接到Vcc和GND。這將充當主密碼。為方便起見,您可以使用

DIP 開關。

您可以注意到IC0的Q2,Q6,Q9和IC0的Q1,Q10連接到Vcc端子。現(xiàn)在將其設置為主密碼。這意味著如果用戶按SW1,SW2,SW7,SW9和SW10,IC0的P2,P6,P9和IC0的P1,P10的引腳變?yōu)楦唠娖剑@將與IC0的Q2,Q6,Q9和IC0的Q1,Q10進行比較。比較將導致IC9和IC10的輸出變?yōu)楦唠娖剑甘久艽a匹配。如果按錯按鈕或按鈕按錯順序,IC9輸出和IC10保持低電平。

或門:

按鈕輸入也連接到OR門的輸入。通過真值表,我們知道當OR門的任一輸入變高時,輸出也會變高。每個手術室門輸入連接到兩個按鈕。因此,當按下其中任何一個時,該OR門的輸出變?yōu)楦唠娖健H缓螅瑏碜設R門的兩個輸出連接到另一個OR門的輸入,依此類推,導致單個OR門。此OR門與移位寄存器一起使用,以將密碼輸入限制為5個。

移位寄存器:

我們希望將其制作為5位數(shù)的代碼鎖系統(tǒng)。因此,我們必須將密碼輸入限制為 5

個按鈕,并使用比較器將輸入密碼與主密碼進行比較。為了限制關鍵輸入,我們將使用5位移位寄存器。我們將OR門的輸出連接到該移位寄存器的輸入。按下每個按鈕后,移位寄存器上的二進制計數(shù)器將從

QA 增加到

QE。移位寄存器的QE引腳連接到兩個比較器的G1引腳。因此,當用戶按下五個按鈕時,QE變?yōu)楦唠娖剑蓚€比較器上的G1引腳拉高,從而命令比較器將輸入與主密碼進行比較。

比較:

一旦移位寄存器激活比較器,它將P0P7引腳上的輸入邏輯與Q0Q7引腳進行比較。如果用戶按正確的順序按下 SW1、SW2、SW7、SW9 和 SW10

按鈕,則會發(fā)生匹配。這將激活比較器的輸出,該輸出進入AND門。如果用戶按下了不正確的按鈕或按鈕不按順序,比較器輸出將保持低電平,沒有任何反應。

輸出級:

當比較器的輸出均為高電平時,AND柵極的輸出變?yōu)楦唠娖健ND 門的高輸出激活繼電器,解鎖儲物柜,允許用戶使用它,綠色 LED

充當指示燈。有一個重置按鈕連接到移位寄存器的CLR引腳,用戶應手動激活該按鈕,以便在使用后將儲物柜重置回原始狀態(tài)。如果輸入的輸入不正確,AND門的輸出保持低電平,并且將被NOT門反轉(zhuǎn),這將為連接到它的紅色LED供電。LED

將處于此狀態(tài),直到用戶輸入正確的代碼并將其解鎖。

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