隨著人們生活水平的提高，如何實(shí)現(xiàn)家庭防盜這一問(wèn)題也變的尤其的突出，傳統(tǒng)的機(jī)械鎖由于其構(gòu)造的簡(jiǎn)單，被撬的事件屢見(jiàn)不鮮，電子鎖由于其保密性高，使用靈活性好，安全系數(shù)高，受到了廣大用戶的青睞。設(shè)計(jì)本課題時(shí)構(gòu)思了兩種方案：一種是用以AT89C2051 為核心的單片機(jī)控制方案;另一種是用以74LS112 雙JK 觸發(fā)器構(gòu)成的數(shù)字邏輯電路控制方案。考慮到單片機(jī)方案原理復(fù)雜，而且調(diào)試較為繁瑣，所以本文采用后一種方案。

　　設(shè)計(jì)思路

　　共設(shè)了9 個(gè)用戶輸入鍵，其中只有4 個(gè)是有效的密碼按鍵，其它的都是干擾按鍵，若按下干擾鍵，鍵盤(pán)輸入電路自動(dòng)清零，原先輸入的密碼無(wú)效，需要重新輸入;如果用戶輸入密碼的時(shí)間超過(guò)40 秒（一般情況下，用戶不會(huì)超過(guò)40 秒，若用戶覺(jué)得不便，還可以修改）電路將報(bào)警80 秒，若電路連續(xù)報(bào)警三次，電路將鎖定鍵盤(pán)5 分鐘，防止他人的非法操作。

　　設(shè)計(jì)原理分析

　　電路由兩大部分組成：密碼鎖電路和備用電源（UPS），其中設(shè)置UPS 電源是為了防止因?yàn)橥ｋ娫斐傻拿艽a鎖電路失效，使用戶免遭麻煩。密碼鎖電路包含：鍵盤(pán)輸入、密碼修改、密碼檢測(cè)、開(kāi)鎖電路、執(zhí)行電路、報(bào)警電路、鍵盤(pán)輸入次數(shù)鎖定電路。鍵盤(pán)輸入、密碼修改、密碼檢測(cè)、開(kāi)鎖及執(zhí)行電路 。

　　其電路如下圖1 所示：

　　圖1 鍵盤(pán)輸入、密碼修改、密碼檢測(cè)、開(kāi)鎖、執(zhí)行電路 3.2 報(bào)警電路

　　報(bào)警電路實(shí)現(xiàn)的功能是：當(dāng)輸入密碼的時(shí)間超過(guò)40 秒（一般情況下用戶輸入不會(huì)超過(guò)），電路報(bào)警80 秒，防止他人惡意開(kāi)鎖。電路包含兩大部分，2 分鐘延時(shí)和40 秒延時(shí)電路。其工作原理是當(dāng)用戶開(kāi)始輸入密碼時(shí)，電路開(kāi)始2 分鐘計(jì)時(shí)，超出40 秒，電路開(kāi)始80 秒的報(bào)警。如圖3 所示

　　圖3 報(bào)警電路

　　有人走近門(mén)時(shí)，觸摸了TP 端（TP 端固定在鍵盤(pán)上，其靈敏度非常高，保證電路可靠的觸發(fā)），由于人體自身帶的電，使IC10 的2 腳出現(xiàn)低電平，使IC10 的狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)，其3 腳輸出高電平，T5 導(dǎo)通（可以通過(guò)R12 控制T1 的基極電流），其集電極接的黃色發(fā)光二極管D3 發(fā)光，表示現(xiàn)在電子鎖處于待命狀態(tài)，T6 截止，C4 開(kāi)始通過(guò)R14 充電（充電時(shí)間是40 秒，此時(shí)為用戶輸入密碼的時(shí)間，即用戶輸入密碼的時(shí)間不能超過(guò)40 秒，否則電路就開(kāi)始報(bào)警， 由于用戶經(jīng)常輸入密碼，而且知道密碼，一般輸入密碼的時(shí)間不會(huì)超過(guò)40 秒），IC2 開(kāi)始進(jìn)入延時(shí)40 秒的狀態(tài)。

　　開(kāi)始報(bào)警：當(dāng)用戶輸入的密碼不正確或輸入密碼的時(shí)間超過(guò)40 秒，IC11 的2 腳電位隨著C4 的充電而下降，當(dāng)電位下降到1/3Vcc 時(shí)（即40 秒延時(shí)結(jié)束時(shí)候），3 腳變成高電位（延時(shí)時(shí)是低電平），通過(guò)R15 使（R15 的作用是為了限制T7 的導(dǎo)通電流防止電流過(guò)大燒毀三極管）T7 導(dǎo)通，其集電極上面接的紅色發(fā)光二極管D4 發(fā)亮，表示當(dāng)前處于報(bào)警狀態(tài)，T8 也隨之而導(dǎo)通，使蜂鳴器發(fā)聲，令賊人生怯，實(shí)現(xiàn)報(bào)警。

　　停止報(bào)警：當(dāng)達(dá)到了80 秒的報(bào)警時(shí)間，IC10 的6，7 腳接的電容C5 放電結(jié)束，IC10 的3 腳變成低電平，T5 截止，T6 導(dǎo)通，強(qiáng)制使強(qiáng)制電路處于穩(wěn)態(tài)，IC11 的3 腳輸出低電平，使T7，T8 截止，蜂鳴器停止報(bào)警;或者用戶輸入的密碼正確，則有開(kāi)鎖電路中的T10 集電極輸出清除報(bào)警信號(hào)，送至T12（PNP），T12 導(dǎo)通，強(qiáng)制使T7 基極至低電位，解除報(bào)警信號(hào)。

　　報(bào)警次數(shù)檢測(cè)及鎖定電路

　　若用戶操作連續(xù)失誤超過(guò)3 次，電路將鎖定5 分鐘。其工作原理如下：當(dāng)電路報(bào)警的次數(shù)超過(guò)3 次，由IC9（74161）構(gòu)成的3 位計(jì)數(shù)器將產(chǎn)生進(jìn)位，通過(guò)IC7，輸出清零信號(hào)送往74161 的清零端，以實(shí)現(xiàn)重新計(jì)數(shù)。經(jīng)過(guò)IC8（與門(mén)），送到IC12（555）的2 腳，使3 腳產(chǎn)生5 分鐘的高電平鎖定脈沖（其脈沖可由公式T=1.1RC 計(jì)算得出），經(jīng)T9 倒相，送IC6 輸入端，使IC6 輸出低電平，使IC13 不能開(kāi)鎖，到鎖定的目的。電路圖如下圖4 所示：

　　圖4 報(bào)警次數(shù)檢測(cè)及鎖定電路 3.4 備用電源電路