带红外遥控和布防系统的电子保险柜密码锁设计_精品文档.doc
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毕业设计（论文）开题报告
题目保险柜电子密码锁硬件设计
专业名称电子信息工程
班级学号088205242
学生姓名朱振华
指导教师王忠
填表日期2012年02月29日
一、选题的依据及意义：
在日常的生活和工作中,住宅与部门的安全防范、单位的文件档案、财务报表以及一些个人资料的保存多以加锁的办法来解决。
若使用传统的机械式钥匙开锁，人们常需携带多把钥匙,使用极不方便,且钥匙丢失后安全性即大打折扣。
随着科学技术的不断发展，人们对日常生活中的安全保险的要求越来越高。
为满足人们对锁的使用要求，增加其安全性，用密码代替钥匙的密码锁应运而生。
密码锁具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等优点。
在安全技术防范领域，具有防盗报警功能的电子密码锁逐渐代替传统的机械式密码锁，克服了机械式密码锁密码量少、安全性能差的缺点，使密码锁无论在技术上还是在性能上都获得了大大的提高。
二、国内外研究概况及发展趋势：
随着大规模集成电路技术的发展，特别是单片机的问世，出现了带微处理器的智能密码锁，它除具有电子密码锁的功能外，还引入了智能化管理、专家分析系统等功能，从而使密码锁具有很高的安全性、可靠性，应用日益广泛。
随着人们对安全的重视和科技的发展，许多电子智能锁（指纹识别、IC卡辨认）已在国内外相继面世。
但是这些产品的特点是针对特定的指纹和有效卡，只能适用于保密要求的箱、柜、门等。
而且指纹识识别器若在公共场所使用存在容易机械损坏，IC卡还存在容易丢失、损坏等缺点，再加上其成本较高，一定程度上限制了这类产品的普及和推广。
鉴于目前的技术水平与市场的接受程度，电子密码锁是这类电子防盗产品的主流。
二、研究内容及实验方案：
1、研究内容：
1、LCM模块用来提示用户输入密码，平时可以显示日期和时间。
当系统上电后，LCM模块会显示出日期和时间，如图1所示。
此时，用户可以在4x4小键盘上输入密码，如图2所示。
2、当用户按下4x4小键盘的按键A时，可以输入密码。
此时用户可以在4x4小键盘上输入密码，而所输入的密码则显示在下一行中，如图2所示。
3、当用户按下4x4小键盘的按键B时，可以修改时间，如图3所示。
4、当用户输入的密码与预设的密码相同时，就会从P3.7脚送出1的信号，P3.7引脚通过放大电路连到一个电磁锁，电磁锁将会打开。
5、当用户所输入的密码错误时，LCM模块显示器就会显示“WRONG”，如图5所示，并且四个警示灯亮，然后按任意键返回密码输入界面，若连续三次输入密码错误，则四个警示灯亮、报警模块报警同时锁定3分钟。
6、当用户按下修改密码的弹跳按钮C时，就进入修改密码的状态。
修改密码时必须先输入正确的旧密码，然后才可以输入新修改的密码，如图6所示。
当新修改的密码输入后，系统会要求用户重新输入新修改的密码，再次确认，如图7所示。
如果两次输入的密码相同，密码修改成功，新的密码会存入93C66中。
_0:
06:
00
2012/03/01
INPUTPASSWORD:
******
10:
06:
00
2012/03/01
图1初始界面图2密码输入界面图3修改时间界面
OLDPASSWORD:
******
NEWPASSWORD:
******
10:
06:
00WRONG
2012/03/01
图4密码错误界面图5旧密码输入界面图6新密码输入界面
2、实验总体方案设计：
总体设计按照模块化设计的思路，用以AT89S51为核心，配备93C66为掉电存储以及结合LCM、自制4X4小键盘、555、扬声器、LED组、NPN和电磁锁等构成存储模块、显示模块、输入模块、警铃模块、警报灯模块、锁模块、复位模块等等。
AT89S51单片机
显示模块
晶振模块
锁模块
复位模块
存储模块
键盘输入模块
警灯模块
警铃模块
图7系统总体模块
3、硬件具体设计：
整体电路见附录1。
A、LCM显示模块：
使用AT89S51的P1口连接到LCD显示器的数据线，P3.3、P3.4、P3.5则连到LCD显示器的控制线。
程序执行时LCD显示器会显示出数字时钟的时和分。
这个电路主要的设计观点是利用AT89S51的P3.3、P3.4、P3.5作为控制线，分别用来控制LCD的E（引脚6）、R/W（引脚5）、RS（引脚4）。
然后将AT89S51的P1口当做数据总线连接到LCD得数据总线DB0-7上，让LCD显示数据。
如图8所示。
图8LCM显示模块
B、晶振模块：
XTAL1和XTAL2脚分别是新片内振荡器的输入端和输出端，它可以使用晶体振荡器或是陶瓷振荡器。
本电路采用外加石英晶体和两个30PF的电容并联以产生工作时钟，其电路如图9所示。
图9晶振模块电路
C、锁模块：
AT89S51的P2.7脚输出控制信号通过驱动放大电路驱动电磁锁，从而控制锁的开关。
电路如图10所示。
图10锁模块电路
C、复位模块：
当按键按下时，AT89S51的RESET（9引脚）置高，单片机复位。
此时，AT89S51进入一下状态：
a、从&0000的位置开始执行程序。
b、所有的中断皆失效。
c、使用寄存器组0。
d、看门狗中断断无效。
复位电路如图11。
图11复位模块电路
D、存储模块：
AT93C66是一片128words的串行式EEPROM。
AT93C66的操作电压只要2.7V到5.5V，数据读取与写入时只要通过AT93C66的SK、DI、D0即可。
写入AT93C66的数据可以维持100年的时间，而且AT93C66可以反复地清除后再重新写入100万次。
存储模块如图12所示。
图12存储模块电路
E、键盘输入模块：
本次设计，将AT89S51的P2口连接到4X4小键盘，以便让用户输入数据。
4X4小键盘使用扫描的原理来检测是否被按下，以及被按下的时哪一个按键。
键盘扫描的原理是每次送出信号到一列，再利用按键信号返回线检测是否导通，如果按键导通，就表示按键已按下，然后就可以知道被按下的时哪一个按键。
利用这个原理，先将P2.0、P2.1、P2.2、P2.3接到列的位置，再将P2.4、P2.5、P2.6、P2.7接到行的位置。
接下来将P2.0、P2.1、P2.2、P2.3作为输入，并将P2.4、P2.5、P2.6、P2.7作为输出。
图13键盘输入模块电路
F、警灯模块：
当异常发生时，置P3.0（RXD）为低电平，从而使相连的四个红色LED点亮，以示报警，如图14所示。
图14警灯模块电路
G、警铃模块：
此电路使用555多谢振荡构成模拟声响电路，当单片机响应报警时，P3.1（TXD）引脚输出高电平，555定时器的复位端4脚输入高电平，电路开始振荡发出报警声，当10s计时结束或者人工复位时，P3.1输出低电平，555振荡器的4脚接受到低电平，振荡器停止振荡，报警停止，报警电路如图。
图15警铃模块电路
四、目标、主要特色及工作进度
1、目标：
遵循模块化设计、模块化编程思想，实现保险柜电子密码锁的基本功能（输入正确密码开锁，并能修改密码），并且在此基础上做一定提升，实现意外报警（含LCD显示WRONG、警铃响、警灯亮三个模块）以及系统锁定，并且能够显示并可以修改当前日期和时间。
2、主要特色：
嵌入式设计、模块化设计、时间显示及修改、555警报系统、LED红灯组以示警灯、锁定等等。
3、工作进度：
1-3周：
完成硬件电路原理图的构思，并用protel绘出，完成开题报告
4-6周：
7-9周：
10-13周：
14到17周：
五、参考文献
1、王迎旭编.《机原理与应用》【M】.机械工业出版社。
2、张先庭主编.《单片机原理、接口与C51应用程序设计》【M】.国防工业出版社。
3、陈光东编.《单片微型计算机原理及接口技术》【M】.华中科技大学出版社。
4、郁文工作室编《嵌入式C语言程序设计—使用MCS—51》.人民邮电出版社。
六、附录1：
电路原理图：
七、附录2：
元器件清单：
元件
参数
数量
电阻
330Ω
4
电阻
1KΩ
6
电阻
3.3KΩ
1
电阻
10KΩ
2
电阻
15KΩ
1
电容
30PF
2
电容
0.1uf
1
电容
0.01uf
1
电容
0.3uf
1
电容
4.7uf
1
LED
黄
1
LED
红
4
按键
17
晶振
1MHz
1
三极管
NPN
1
扬声器
1
LCM
C1602A
1
单片机
AT89S51
1
计数器
555
1
存储器
93C66
1
11
升级会员 