+5vU39:A46810231D0D1D2D3STBOEMR4508Q0Q1Q2Q3579117126345U5ABCDLTBILE/STB74HC4511QAQBQCQDQEQFQG131211109151401U2:A46810D0D1D2D3STBOEMR4508Q0Q1Q2Q3579117126345U1ABCDLTBILE/STB74HC4511QAQBQCQDQEQFQG1312111091514432113121110D7D6D5D4D3D2D1D04532D7D6D5D4D3D2D1D0U1543211312111055U174532231EIEI02GSGSEOEO15Q2Q1Q0141567914679Q2Q1Q0U2:B16182022141513D0D1D2D3STBOEMR4508Q0Q1Q2Q3171921237126345U4ABCDLTBILE/STB74HC4511QAQBQCQDQEQFQG1312111091514U18ORU19ORU20ORU21OR03U3:A46810201231D0D1D2D3STBOEMR450860403Q0Q1Q2Q357911712634511U7ABCDLTBILE/STB74HC4511QAQBQCQDQEQFQG1312111091514U9:AU6345627119101D0D1D2D3SRSLCLKS0S1MR74HC194Q0Q1Q2Q3151413121U9:B305574LS0440204U9:C74LS04U9:D1374LS04120774LS04 图3.9 整个密码输入锁存电路 3.1.4密码比较模块设计
1.该模块主要实现的功能是比较密码正确与否
2.该模块主要四位数值比较器74LS85、一片2输入与门和一片4输入与门来实现。 3.结构框图
密码比较 与输入次数相与 图3.10 密码比较模块框图 4.protues仿真电路，及其原理
该模块原理是A0，A1,A1，A3,为输入密码的四位二进制代码的输入端，B0,B1,B2,B3为存储密码的输入端。通过74LS85比较，若比较出正确，则A=B端输出高电平，通过4片比较器比较后对结果进行与，再通过四输入与门确定四位密码正确与否，二输入与门输入端分别接密码输入次数（输入四次后05为高电平）和比较结果
结果 第 8 页
U1010121315911141234A0A1A2A3B0B1B2B3A
1.该模块主要实现定时报警，具体有以下几个功能： （1）5s内密码输入不正确则触发20s报警指示
（2）5s内密码未输入完成则触发20s报警指示并且自锁复位。 （3）5s内密码输入正确则不报警。
2.该模块主要由555定时器构成的多谐振荡器和单稳态触发器来实现，其间为实现上面4个功能，用到了D触发器，多个反相器和与门和与非门。 3.结构框图
5s定时 20s定时 图3.12定时报警模块框图
多谢震荡器 报警 4.protues仿真电路及原理
首先，解决5s内密码未输入完成自锁复位和报警，为解决该问题，画出时序
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图如下：
015s定时单稳态输出端0203密码未在5s内输入完成时比较结果输出信号密码正确输入时比较输出信号03取反040502取反5s内密码未输入完成时D触发器Q输出端密码正确时D触发器Q端 图3.13 时序图
其中D触发器D端接密码密码比较结果输出端06取反后的结果。CP端接5s定时单稳态输出3端取反,5s结束后CP得到有效脉冲。Q端为输出信号到20s定时4端。如下图所示： 74LS04+5vR18R11455k818.18kU16:AU38:A174LS0421506174LS04253DCLK6SQRVCCU11QDC37148U36:AU23QDC37RVCC445定时指示灯CVRQ25CV111374LS0442GNDTRTH6LED-BIRY55509U16:B2GNDD24013TRTH6NE555C120.01uC1110uC40.01uC31000u 图3.14 555定时报警电路（一） 其次，解决5s内密码输入错误20s报警和输入正确不报警。解决方案和上面一样。仅将D触发器的CP脉冲改接在确认按钮后。 具体555报警电路如图3.15和图3.16所示。 1第 10 页
U9:F06974LS04138911DCLK8U22:BQ13R121818k门铃按钮SR138100kU14QDC378U12QDC375CV4RVCC0910RQR40135CVVCC124LS1U9:E1174LS0410R1421.4kSOUNDERGND2TRTH62GNDR1510kTRTH6NE555C20.01u11555C14C110u0.01uC13C1510u10u 图3.15 555定时报警电路（二） U16:C574LS04+5v61327408 U32:AR18R11455k18.18kR198100kU35QDC5CV37U16:AU38:A174LS0421506174LS04253DCLK6SVCCQRQDCRRVCC4QDC377R45定时指示灯Q25VCC8U118U36:A14U2334LS2CVR2021.4kSOUNDERCVGND111LED-BIRY555NE5551374LS0442GNDTRTH609U16:B2TRTH62GNDD24013TRTH6C60.01u555密码设置部分C120.01uC1110uC40.01uC3C510u1000u1U9:F06974LS04138911DCLK8U22:BQ13R121818k门铃按钮R138100kU14QDC37S8U12QDC375CV4RVCC0910RQR40135CVVCC124LS1U9:E1174LS0410R1421.4kSOUNDERGND2TRTH62GNDR1510kTRTH6NE555C20.01u11555C14C110u0.01uC13C1510u10u 图3.16 555定时报警电路 3.1.6开锁自锁模块设计
1.该模块功能是密码正确时安确认按钮时开锁，开锁信号由LED灯指示。5s后自锁电路。
2.该模块由D触发器和逻辑开关来实现。 3.结构框图：
图3.17自锁开锁模块框图 4.protues仿真电路及原理。
该模块原理为确认按钮给D触发器一个有效脉冲，密码正确后LED灯亮，否则不亮。5s定时结束通过反相器给另一个D触发器，使其断开键盘电源达到自锁。
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确认 5s定时 LED指示 自锁键盘
U24:A40161XY2071313QQ12CU36:B8SR1009911CLKD4013150651336U22:AQ1DCLK开锁指示灯SD1RQ2LED-BIRY4013094 图3.18 开锁和自锁电路 3.2 电路元件选择和参数计算
3.2.1 元件参数计算
设计中有5s和20s定时，选择了555定时器组成的单稳态触发器来完成。 其中5s定时电路中R为455k，C为10u。具体公式如下：
TW=1.1RC
20s定时电路的R为1818k,C为10u。公式同上。
报警频率设置为1Hz，则采用555定时器构成的多谐振荡器来完成，其中多谐振荡器公式为：
由上述公式计算得R1为100k，R2为21.4k，C为10u。 3.2.2元件选择
元件选择见表3.1所示
表3.1 元件表
电阻R
电容C 第 12 页