隨著人們生活水平的提高，如何實現(xiàn)家庭防盜這一問題也變的尤其的突出，傳統(tǒng)的機(jī)械鎖由于其構(gòu)造的簡單，被撬的事件屢見不鮮，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)計本課題時構(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)計思路

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

　　設(shè)計原理分析

　　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 電源是為了防止因為停電造成的密碼鎖電路失效，使用戶免遭麻煩。密碼鎖電路包含：鍵盤輸入、密碼修改、密碼檢測、開鎖電路、執(zhí)行電路、報警電路、鍵盤輸入次數(shù)鎖定電路。鍵盤輸入、密碼修改、密碼檢測、開鎖及執(zhí)行電路 。

　　其電路如下圖1 所示：

　　圖1 鍵盤輸入、密碼修改、密碼檢測、開鎖、執(zhí)行電路 3.2 報警電路

　　報警電路實現(xiàn)的功能是：當(dāng)輸入密碼的時間超過40 秒（一般情況下用戶輸入不會超過），電路報警80 秒，防止他人惡意開鎖。電路包含兩大部分，2 分鐘延時和40 秒延時電路。其工作原理是當(dāng)用戶開始輸入密碼時，電路開始2 分鐘計時，超出40 秒，電路開始80 秒的報警。如圖3 所示

　　圖3 報警電路

　　有人走近門時，觸摸了TP 端（TP 端固定在鍵盤上，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 開始通過R14 充電（充電時間是40 秒，此時為用戶輸入密碼的時間，即用戶輸入密碼的時間不能超過40 秒，否則電路就開始報警， 由于用戶經(jīng)常輸入密碼，而且知道密碼，一般輸入密碼的時間不會超過40 秒），IC2 開始進(jìn)入延時40 秒的狀態(tài)。

　　開始報警：當(dāng)用戶輸入的密碼不正確或輸入密碼的時間超過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（即40 秒延時結(jié)束時候），3 腳變成高電位（延時時是低電平），通過R15 使（R15 的作用是為了限制T7 的導(dǎo)通電流防止電流過大燒毀三極管）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，實現(xiàn)報警。

　　停止報警：當(dāng)達(dá)到了80 秒的報警時間，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，強制使強制電路處于穩(wěn)態(tài)，IC11 的3 腳輸出低電平，使T7，T8 截止，蜂鳴器停止報警;或者用戶輸入的密碼正確，則有開鎖電路中的T10 集電極輸出清除報警信號，送至T12（PNP），T12 導(dǎo)通，強制使T7 基極至低電位，解除報警信號。

　　報警次數(shù)檢測及鎖定電路

　　若用戶操作連續(xù)失誤超過3 次，電路將鎖定5 分鐘。其工作原理如下：當(dāng)電路報警的次數(shù)超過3 次，由IC9（74161）構(gòu)成的3 位計數(shù)器將產(chǎn)生進(jìn)位，通過IC7，輸出清零信號送往74161 的清零端，以實現(xiàn)重新計數(shù)。經(jīng)過IC8（與門），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 不能開鎖，到鎖定的目的。電路圖如下圖4 所示：

　　圖4 報警次數(shù)檢測及鎖定電路 3.4 備用電源電路