声控电子密码锁(3)

通过上面的介绍我们可以知道当输入 X信号依次为 1101 时，在电路图最右边的

元件的 3 脚输出一个高电平，否则输出一个低电平。其中 CP 脉冲为整个电路提供一个时钟信号，延时信号主要是在每一次开锁后是 JK 触发器复位。

3，开锁时间及拍掌节奏指示电路设计

NE556 由两个独立的 NE555 够成，在 NE556 的左边够成一个单稳态触发电路，延时 10 秒，即一个开锁周期。原理与上面 NE555 相同，这里就不做介绍。在 NE556 的右边够成一个多谐振荡器，且由单稳态触发电路触发。在电路中产

生周期为 1 秒的脉冲信号，为JK 触发器提供时钟信号。触发信号后面接两个发光二极管是为了指示电路高、低电平，当脉冲为高电平时，LED3 发光，反之，则 LDE2 发光。指示电路在指示何时拍掌时极其重要，过快或过慢够不能打开电

子锁，因此加上指示电路是十分必要的。 4，开锁次数检测及报警电路

对于次数检测电路的设计很简单一，直接有一个计数器可以完成次数检测，在这里我们选用计数器 74161，其具体电路设计如下

当 74161 的 RD、LD、EP、ET分别为高时，当 2 脚 CP 脉冲端有脉冲信号

时，在每个脉冲的上升沿时开始计数 1。图中电路的 2 脚 CP脉冲为 10 秒延时电

路的输出正脉冲，通过计数器计数，由 Q1、Q2、Q3、Q4 输出相应的正脉冲次数，Q4 为最高位，由每次开锁都要使 10 秒延时电路产生一个延时脉冲，且脉冲

宽度约为一个开锁周期。在电路设计为最后多可以开 4 次，由电路输出可知：当第一次、第二次、直到第四次，Q4、Q3、Q2、Q1 分别为 0001、0010、0011、0100，由此可知当第 4 次开锁时 Q3为 输出电平为高，三极管导通，报警电路报警。Q3的高电平送异或门一端，异或门两脚都为高电平时输出为低电平从而使第一个555自锁。我们在 74161 上加了一个复位电路，当电路报警后，将开关

闭合，RD=0 与门输出为低，电路解除自锁。

四、总原理图及元器件清单

图4-1总原理图电路

2．元件清单

五、安装与调试

1.电路安装

根据电路图逐级连接电路，话筒有极性，与金属外壳相连的那一脚为负，极性电容注意极性，每一级输入输出留出夹子以待检测，74ls76引脚特别注意VCCGND5脚13脚。蜂鸣器也有极性。

具体连接时各芯片放置有大致位置，便于连接。

2.电路调试

电路调节主要是调节整个电路能够同步实现功能。第一个555调节RC使输出脉冲周期1～2s，将 NE556 左边的 NE555通过对电容、电阻的调节使脉冲产生电路的周期为10秒即一个开锁周期，结果可通过频率计测得。然后通过调节 NE556 右边的单稳态触发电路使电路延时间为1 秒。同理调节 NE555 的外接电容、电阻使其延时间达到要求

六、性能测试与分析

（1）测试步骤

1，声音信号放大及整形电路，看能否作为555信号输入信号，2端理论上是输入一个低电平尖端不规则脉冲作为555输入信号再经过其整形为矩形脉冲。

2，脉冲整形电路，第一看四端是否为高电平，第二看单稳态暂态持续时间即调节RC。

3，系列脉冲检测电路，与前端输入相互隔开，采用高电平点触方式输入1101密码看能否输出开锁信号。

4，556右边的555构成多谐振荡器，电路检测红黄灯跳变节奏即拍掌节奏大概1~2秒，556左边构成单稳态触发器实现开锁周期，红黄等停止跳动周期即一次开锁周期，大概10秒左右。查阅相关电路分别调节RC。

（2）测试数据

1，声音信号有放大，但并没有理论上一样输入一个声音产生一个低电平脉冲，往里吹气测量输出电压由万用表由3V向右偏转。

2，初步测试555没有脉冲输出，检测到4端电平为低，接高后输出为高电平但没有暂稳态，原因是2输入端为高电平。断开前置输入采用标准脉冲作为输入，调节变阻器使R使脉冲宽度在合适范围。

3，系列脉冲检测电路正常

4，556左边单稳态电路周期设置为10s测得红黄灯开始停止闪烁为9s左右，右边555多谐振荡即红黄闪亮为1s。报警电路蜂鸣器正常。但是，自锁信号减小幅度过小，还不是低电平。

（3）数据处理

检测之后各数据较为协调 （4）结论分析（包含误差分析）

本次设计除了声音信号放大电路没有实现预期功能，其余基本符合设计要求。声音信号采集部分可能原因是三极管没有工作在正常状态下，其余各部分电路整体不是很协调基本符合要求。

七、结论

本次设计，包括声音信号放大及整形电路，系列脉冲检测电路，开锁时长及

拍掌节奏指示电路，开锁次数检测电路。

除了声音信号放大电路和报警自锁信号没按预期要求出现之外，其余设计基本符合要求。采用高电平触发方式代替拍掌信号，发现有开锁信号即绿灯闪烁，多次触发产生报警。

优点，很人性化考虑到各种不良因素所产生开锁干扰进行了优化，比如拍掌节奏指示，比如报警自锁。

缺点，声控电子锁在信号的转换和处理方面做的不好，由模拟信号转换为数字信号存在着很大的误差，信号不能按理想化的数字电路的两种状态进行传输。芯片由不同的厂商生产也会存在误差。比如自锁信号由计数器输出，两个高电平经过异或门，本来出来的是低电平，实际上输出端只有小幅度减小并不是低电平。

解决方法和建议，用模块化思想处理各级电路，用理想化信号检测相关电路。读者在设计之初一定要熟悉电路原理。电路一定仿真正确，清楚每一级电路和芯片的作用。检测时用万用表很容知道各输出输入端的状态。

八、参考文献

1．《电子技术课程设计指导》 湖南大学 彭介华 2．《电子技术实验与课程设计》 3．《新颖实用电子设计与制作》 4．《数字电子技术基础》

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