摘 要:电子密码锁利用数字逻辑电路,实现对门的电子控制,并且利用各种附加电路,保证电路能够安全工作,有极高的安全系数。
随着人们生活水平的提高,如何实现家庭防盗这一问题也变得尤为突出。传统的机械锁由于其构造简单,被撬的事件屡见不鲜,电子锁由于其保密性高,使用灵活性好,安全系数高,受到了广大用户的青睐。
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。该电路有16组的密码可供修改。
由两块74LS112(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555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,以及由T10、T11组成的达林顿管构成。若555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DS(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是为了提高电磁阀的力矩。开锁及执行电路如图3所示。
报警电路实现的功能是:当输入密码的时间超过40秒,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。当达到了80秒的报警时间,停止报警。
若用户操作连续失误超过3次,电路将锁定5分钟。当电路报警的次数超过3次, 74161构成的3位计数器产生进位,使74161重新计数。将信号送往由555组成的锁定电路的第二引脚,将键盘电路锁定。
为了防止停电情况的发生,该电路可后备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。
以上所介绍的电子密码锁电路,经过多次修改和整理,已是一个比较满意的设计,可以满足人们的基本要求。笔者主要就电子密码锁的键盘输入、密码修改、密码检测、开锁及执行电路做了详细说明。报警电路、报警次数检测及锁定电路、备用电源电路只是做了简单的介绍。电子密码锁电路中也存在一些问题,譬如:电路的密码不能遗忘,一旦遗忘,就很难打开,这一问题可以通过增加电路解决,但由于过于复杂,该设计未涉及;用开关作74LS112的CLK脉冲,不是很稳定,可以调换其他高速开关或计数脉冲;电路密码只有16种可供修改,但由于他人不知道密码的位数,而且还要求在规定的时间内按一定的顺序开锁,所以他人开锁的概率很小;电路中未加显示电路,但可通过其他数字模块实现这一功能。
[1]康华光.电子技术基础(第四版)[M].北京:高等教育出版社,1998.