MẠCH KHÓA BẰNG số

Đồ án I: Mạch khoá số Trang CHƯƠNG I: CẤU TẠO Cấu trúc phần cứng mạch gồm có phần: 1.1 Khối điều khiển: Gồm IC cmos4081 IC 4017 số linh kiện thích hợp 1.1.1 IC cmos4081: BỐN CỔNG AND HAI NGÕ VÀO 1.1.1.1 Mô tả tổng quát: IC4081 bốn cổng and mạch điện gồm mạch điện tích hợp MOS bù, nguyên khối xây dựng với transistor kênh N kênh P IC có nguồn cân dòng hút mà tương thích phù hợp để thúc ngõ theo chuẩn B.Thiết bị khuếch đại ngõ mà cải thiện đặc tính chuyển đổi việc đưa độ lợi cao.Tất ngõ vào bảo vệ để chống lại phóng điện với diode nối đến VDD VSS GVHD: Đào Thị Thu Thủy SVTH: Lê Hải Đăng Bùi Thị Thúy Đồ án I: Mạch khoá số GVHD: Đào Thị Thu Thủy Trang SVTH: Lê Hải Đăng Bùi Thị Thúy Đồ án I: Mạch khoá số Trang 1.1.1.2 Đặc điểm: - Khả tương thích công suất thấp thúc hai IC74L tương thích với mức TTL IC74LS - Tham số định mức: 5V-10V-15V - Đặc tính ngõ đối xứng - Khi nhiệt độ cực đại rò điện 1uA tương ứng 15V 1.1.1.3 Các điều kiện hoạt động khuyến cáo: - Điện áp làm việc (VDD): 3VDC đến 15VDC - Khoảng nhiệt độ làm việc (TA): -40oC đến +85oC - Chú ý 1: Phạm vi tối đa tuyệt đối (vượt mức hư IC) giá trị lớn mà an toàn không đảm bảo Ngoại trừ “Khoảng nhiệt độ làm việc”, chúng ý nói thiết bị nên làm việc điểm giới hạn Bảng biểu “các đặc tính điện” đưa điều kiện làm việc thực tế (tham khảo datasheet) - Chú ý 2: Tất điện áp đo với V SS= 0V ngoại trừ cách thiết lập đặc biệt khác 1.1.2 IC4017: BỘ ĐIẾM/ BỘ CHIA 10 VỚI 10 NGÕ RA ĐƯỢC GIẢI MÃ 1.1.2.1 Mô tả tổng quát: IC4017 điếm Johnson tầng chia 10 với 10 ngõ giải mã có bit tràn Các điếm đưa giá trị “0” cách đặt mức trạng thái logic “1” chân reset Bộ điếm tăng lên cạnh dương xung clock tín hiệu cho phép đặt mức trạng thái logic “0” Cấu hình IC4017 cho phép làm việc tốc độ trung bình, 10 ngõ giải mã thường trạng thái mức logic “0” lên mức logic “1” thời điểm tương ứng Mỗi ngõ giải mã mức cao chu kỳ đầy đủ Các tín hiệu tràn đủ chu kỳ cho chu kỳ xung clock vào sử dụng tín hiệu truyền (chuyển) tiếp đến tầng điếm GVHD: Đào Thị Thu Thủy SVTH: Lê Hải Đăng Bùi Thị Thúy Đồ án I: Mạch khoá số Trang 1.1.2.2 Đặc điểm: - Điện áp làm việc rộng: 3.0V đến 15V - Chống nhiễu tần số cao: 0.45 Vdd (typ.) - Công suất tiêu thụ thấp, thúc hai 74L tương thích với mức TTL 74LS - Tốc độ làm việc trung bình: 5.0 MHz (typ.) - Công suất tiêu thụ thấp: 10uW (typ.) - Hoạt động hoàn toàn ổ định 1.1.2.3 Ứng dụng: - Máy tự động - Dụng cụ đo kiểm - Điện tử học y khoa - Hệ thống chống trộm - Điện tử công nghiệp - Thiết bị đo từ xa GVHD: Đào Thị Thu Thủy SVTH: Lê Hải Đăng Bùi Thị Thúy Đồ án I: Mạch khoá số GVHD: Đào Thị Thu Thủy Trang SVTH: Lê Hải Đăng Bùi Thị Thúy Đồ án I: Mạch khoá số Trang 1.1.2.4 Các điều kiện hoạt động khuyến cáo: - Điện áp cung cấp DC ( VDD): +3VDC đến +15VDC - Điện áp đầu vào (VIN): đến VDD VDC - Khoảng nhiệt độ làm việc ( Ta): -40oC đến +80oC - Chú ý 1: Phạm vi tối đa tuyệt đối (vượt mức hư IC) giá trị lớn mà an toàn thiết bị không đảm bảo, chúng ý nói thiết bị nên làm việc điểm giới hạn Bảng biểu “các điều kiện hoạt động khuyến cáo” “các đặc tính điện” đưa điều kiện làm việc thực tế (tham khảo datasheet ) - Chú ý 2: VSS= 0V ngoại trừ cách thiết lập đặc biệt khác 1.1.3 Relay: GVHD: Đào Thị Thu Thủy SVTH: Lê Hải Đăng Bùi Thị Thúy Đồ án I: Mạch khoá số Trang Tính hiệu mở khóa điều khiển mức logic cao Khi mở khóa chân số 10 IC cmos4081 lên mức 1, điều khiển Q dẫn, có dòng qua cuộn dây relay Điều khiển mở khóa 1.2 Khối bàn phím: Gồm bàn phím dòng cột 1.3 Khối âm thanh: GVHD: Đào Thị Thu Thủy SVTH: Lê Hải Đăng Bùi Thị Thúy Đồ án I: Mạch khoá số Trang Gồm mạch dao động đa hài đơn giản kết hợp với loa CHƯƠNG 2: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ 2.1 Giới thiệu sơ lược: GVHD: Đào Thị Thu Thủy SVTH: Lê Hải Đăng Bùi Thị Thúy Đồ án I: Mạch khoá số Trang Đây mạch khóa số, nhiên có nhiều ứng dụng khác Bàn phím có phím mối nối chung phím có chức khóa riêng biệt mật mã chọn để khóa gồm ký tự nhập từ bàn phím (tương ứng với phím) để mở khóa ký tự mã khóa, phím dùng cho reset, phím lại không tham gia vào trình mở khóa Năm phím chọn làm mật mã gồm phím: [7], [5], [3], [0], [4] nối với chân A, B, C, D, E Các phím : [*], [8], [#], có chức reset nối qua chân số 15 IC4017 Còn lại phím: [1], [2], [6], [9], nối trực tiếp qua chân 14(CLK) IC4017 2.2 Nguyên lý hoạt động: GVHD: Đào Thị Thu Thủy SVTH: Lê Hải Đăng Bùi Thị Thúy Đồ án I: Mạch khoá số GVHD: Đào Thị Thu Thủy Trang 10 SVTH: Lê Hải Đăng Bùi Thị Thúy Đồ án I: Mạch khoá số Trang 11 Khi ta nhấn phím A chân số IC cmos4081 lên mức cao giữ khoảng thời gian 10s nhờ tụ C1 R1 Tiếp tục nhấn phím B làm cho chân số IC mức cao, chân đầu IC mức cao Kế đến nhấn tiếp phím C làm cho chân số lên mức cao, đồng thời kích cho Q giữ chân số mức cao, lúc chân số lên mức cao Tiếp theo nhấn phím D, chân số lên mức cao, đồng thời kích cho Q2 dẫn giữ chân số mức cao, chân số 10 lên mức cao Ngoài ra, kích cho Q dẫn đồng thời tác động lên relay làm cho hoạt động trạng thái hoạt động Q6 giữ nhờ R8 Cuối phím E nhấn, làm cho chân số 13 lên mức cao, đồng thời kích dẫn Q giữ chân số 12 mức cao, kết cuối làm cho chân số 11 lên cao, dẫn đến Q on Q6 off Nếu nhấn liên tục phím A, B, C, D trình mở khóa thành công, led phát sáng Còn nhấn liên tục phím A, B, C, D, E led tắt mạch bị khóa Với kết hợp IC4017 lần nhập sai, IC đếm lên Theo cấu trúc mạch cho phép nhập sai tối đa phím( thay đổi số lần nhập sai,dao động từ đến 10 phím) Mỗi lần nhấn sai phím trình tự ngõ IC 4017 lên mức cao Quá phím sai mà chưa nhập mã chân số IC 4017 lên mức cao Chân số làm chức năng, mặt đưa vào chân số 13 IC 4017 để giữ trạng thái hoạt động, mặt khác kích hoạt làm Q on, làm cho chân C xuống thấp, dẫn đến chân số IC cmos4081 mức thấp, bỏ mức ưu tiên cổng AND1 việc mã hóa bị thấp bại, vô hiệu bàn phím, đồng thời kích hoạt mạch cảnh báo làm loa phát lên báo động nhờ chân số Khi đó, muốn tắt loa hay mã hóa lại phải nhấn tổ hợp phím: [*], [8], [#] mạch Reset trở trạng thái ban đầu, sẵn sàng để nhập mã lại KẾT LUẬN GVHD: Đào Thị Thu Thủy SVTH: Lê Hải Đăng Bùi Thị Thúy Đồ án I: Mạch khoá số Trang 12 Giới hạn: Mặc dù bảo tận tình giáo viên hướng dẫn kiến thức nhiều hạn chế, thời gian ngắn ngũi nên đồ án nhiều điểm chưa mang tính hoàn thiện Do chúng em chưa bổ sung kiến thức vi xử lý nên mạch khóa số đơn giản, đáp ứng số yêu cầu mạch khóa số Hướng phát triển: Để sản phẩm mang tính ứng dụng kết hợp khoá số với điều khiển mở khoá qua Remote tính an toàn cao Nếu có tham gia vi xử lý tính mạch khoá số đa dạng Đây đề tài có ứng dụng thực tế nên em cố gắng hoàn thiện đề tài để phù hợp với nhu cầu ngày cao thực tiễn Hạn chế: Do kiến thức tích lũy chưa nhiều, việc chọn linh kiện chưa tốt nên đồ án chưa hoàn thiện Bên cạnh số hạn chế sau: chưa có phần hiển thị; không trùng mã được, phím tham gia lần trình mã hóa; không đổi password cách linh hoạt, muốn đổi password phải thay đổi cấu trúc mạch PHỤ LỤC GVHD: Đào Thị Thu Thủy SVTH: Lê Hải Đăng Bùi Thị Thúy Đồ án I: Mạch khoá số GVHD: Đào Thị Thu Thủy Trang 13 SVTH: Lê Hải Đăng Bùi Thị Thúy Đồ án I: Mạch khoá số Trang 14 Sơ đồ mạch in: TÀI LIỆU THAM KHẢO GVHD: Đào Thị Thu Thủy SVTH: Lê Hải Đăng Bùi Thị Thúy Đồ án I: Mạch khoá số Trang 15 Mạch số PGS.TS Nguyễn Hữu Phương Nhà xuất thống kê 2001 www.dientuvietnam.net www.diendandientu.com www.ant7.com www.datasheet.com GVHD: Đào Thị Thu Thủy SVTH: Lê Hải Đăng Bùi Thị Thúy [...]... chúng em chưa bổ sung kiến thức vi xử lý nên mạch khóa bằng số này rất đơn giản, chỉ đáp ứng được một số yêu cầu của mạch khóa số Hướng phát triển: Để sản phẩm mang tính ứng dụng hơn chúng ta có thể kết hợp khoá số với điều khiển mở khoá qua Remote như vậy tính an toàn sẽ cao hơn Nếu có sự tham gia của vi xử lý thì tính năng của mạch khoá bằng số càng đa dạng hơn Đây là một đề tài rất có ứng dụng trong...Đồ án I: Mạch khoá bằng số Trang 11 Khi ta nhấn phím A thì chân số 1 của IC cmos4081 sẽ lên mức cao và được giữ trong khoảng thời gian 10s nhờ tụ C1 và R1 Tiếp tục nhấn phím B sẽ làm cho chân số 2 của IC này ở mức cao, do đó chân 3 ở đầu ra của IC cũng ở mức cao Kế đến là nhấn tiếp phím C sẽ làm cho chân số 6 lên mức cao, đồng thời cũng sẽ kích cho Q 1 giữ chân số 5 ở mức cao, lúc đó chân số 4 sẽ lên... một số hạn chế như sau: đó là chưa có phần hiển thị; không trùng mã được, mỗi phím chỉ tham gia 1 lần trong quá trình mã hóa; không đổi password một cách linh hoạt, nếu muốn đổi password thì phải thay đổi cấu trúc của mạch PHỤ LỤC GVHD: Đào Thị Thu Thủy SVTH: Lê Hải Đăng Bùi Thị Thúy Đồ án I: Mạch khoá bằng số GVHD: Đào Thị Thu Thủy Trang 13 SVTH: Lê Hải Đăng Bùi Thị Thúy Đồ án I: Mạch khoá bằng số. .. thì mạch sẽ Reset trở về trạng thái ban đầu, và sẵn sàng để nhập mã lại KẾT LUẬN GVHD: Đào Thị Thu Thủy SVTH: Lê Hải Đăng Bùi Thị Thúy Đồ án I: Mạch khoá bằng số Trang 12 Giới hạn: Mặc dù được sự chỉ bảo tận tình của giáo viên hướng dẫn nhưng do kiến thức còn nhiều hạn chế, thời gian quá ngắn ngũi nên đồ án còn nhiều điểm chưa mang tính hoàn thiện Do chúng em chưa bổ sung kiến thức vi xử lý nên mạch khóa. .. cùng là làm cho chân số 11 lên cao, dẫn đến Q 5 on và Q6 off Nếu nhấn liên tục 4 phím A, B, C, D thì quá trình mở khóa đã thành công, led sẽ phát sáng Còn nếu nhấn liên tục 5 phím A, B, C, D, E thì led sẽ tắt vì khi đó mạch đã bị khóa Với sự kết hợp của IC4017 thì mỗi lần nhập sai, IC này sẽ đếm lên 1 Theo cấu trúc của mạch này thì cho phép nhập sai tối đa là 8 phím( có thể thay đổi số lần nhập sai,dao... chân số 6 của IC 4017 lên mức cao Chân số 6 này sẽ làm 3 chức năng, một mặt đưa vào chân số 13 của IC 4017 để giữ trạng thái hoạt động, mặt khác sẽ kích hoạt làm Q 6 on, làm cho chân C xuống thấp, dẫn đến chân số 1 của IC cmos4081 ở mức thấp, nó sẽ bỏ mức ưu tiên ở cổng AND1 và việc mã hóa bị thấp bại, vô hiệu bàn phím, và đồng thời nó sẽ kích hoạt mạch cảnh báo làm loa phát lên báo động nhờ chân số. .. Thị Thúy Đồ án I: Mạch khoá bằng số GVHD: Đào Thị Thu Thủy Trang 13 SVTH: Lê Hải Đăng Bùi Thị Thúy Đồ án I: Mạch khoá bằng số Trang 14 Sơ đồ mạch in: TÀI LIỆU THAM KHẢO GVHD: Đào Thị Thu Thủy SVTH: Lê Hải Đăng Bùi Thị Thúy Đồ án I: Mạch khoá bằng số Trang 15 1 Mạch số PGS.TS Nguyễn Hữu Phương Nhà xuất bản thống kê 2001 2 www.dientuvietnam.net 3 www.diendandientu.com 4 www.ant7.com 5 www.datasheet.com... khi nhấn phím D, chân số 9 sẽ lên mức cao, đồng thời sẽ kích cho Q2 dẫn và giữ chân số 8 ở mức cao, khi đó chân số 10 cũng lên mức cao Ngoài ra, nó cũng sẽ kích cho Q 4 dẫn đồng thời tác động lên relay làm cho nó hoạt động trạng thái hoạt động của Q6 được giữ là nhờ R8 Cuối cùng khi phím E được nhấn, nó sẽ làm cho chân số 13 lên mức cao, đồng thời sẽ kích dẫn Q 3 và giữ chân số 12 ở mức cao, kết quả ... em chưa bổ sung kiến thức vi xử lý nên mạch khóa số đơn giản, đáp ứng số yêu cầu mạch khóa số Hướng phát triển: Để sản phẩm mang tính ứng dụng kết hợp khoá số với điều khiển mở khoá qua Remote... số Trang Đây mạch khóa số, nhiên có nhiều ứng dụng khác Bàn phím có phím mối nối chung phím có chức khóa riêng biệt mật mã chọn để khóa gồm ký tự nhập từ bàn phím (tương ứng với phím) để mở khóa. .. cho chân số lên mức cao, đồng thời kích cho Q giữ chân số mức cao, lúc chân số lên mức cao Tiếp theo nhấn phím D, chân số lên mức cao, đồng thời kích cho Q2 dẫn giữ chân số mức cao, chân số 10 lên