基于单片机的电子密码锁论文大学论文Word文档下载推荐.docx
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4matrixkeyboardinterfacecircuit,passwordstoragecircuit,LCDdisplaycircuit,unlockcircuitandvoicealarmcircuit.UsingtheflexibleprogrammingandtherichI/OportoftheSCM,thesystemcanaccomplishthefollowingfunctions:
input,clearorcomparethepassword,unlockwhenthepasswordiscorrect,alarmwhenthewrongenterpasswordtimesisoverandtheusercanchangethepassword.
keywords:
Single-ChipMicrocomputer;
electronicpasswordlock;
matrixkeyboard;
voicealarm
目录
1绪论4
1.1设计的背景和意义4
1.2电子密码锁的国内外现状4
1.3电子密码锁的发展趋势5
2系统设计5
2.1系统方案设计5
2.2系统工作原理6
3系统硬件设计7
3.1STC89C52最小系统设计7
3.1.1时钟电路设计7
3.1.2复位电路设计7
3.2键盘、显示电路硬件设计8
3.2.1键盘电路硬件设计8
3.2.2显示电路硬件设计9
3.3AT24C02掉电存储单元的设计11
3.4声光提示报警电路12
3.4.1报警提示电路12
3.4.2LED提示电路12
4系统软件设计13
4.1主程序模块13
4.2密码比较判断模块15
4.3密码修改模块15
4.4键盘扫描模块16
4.51602A液晶显示模块17
5总结18
致谢18
参考文献18
附录19
1器件清单19
2源程序20
1绪论
1.1设计的背景和意义
随着科学技术的发展和社会物质财富的日益增长，安全问题已成为人们关注的焦点
之一。
而锁自古以来就是用于安全防盗的重要器件，如何制作既安全可靠又使用方便的
锁是制锁工程师们长期以来研制的主题。
众所周知机械锁由于结构上的局限其钥匙很容
易被仿制，很多钥匙可以互开，安全性差，且钥匙丢失后其安全性随即大打折扣。
为满
足人们对锁的使用要求，增加其安全性，用密码代替钥匙的电子密码锁应运而生。
本文
从经济实用的角度出发，以STC89C52单片机为核心，设计了一款具有自动报警功能的
电子密码锁。
该密码锁具有软硬件设计简单，易于开发，成本较低，安全可靠，操作方
便等特点，可应用于住宅、办公室的保险箱及档案柜等需要防盗的场所，有比较强的实
用性。
1.2电子密码锁的国内外现状
据有关资料介绍，电子密码锁的研究从20世纪30年代就开始了，在一些特殊场所
早就有所应用。
这种锁是通过键盘输入一组密码完成开锁过程。
研究这种锁的初衷，就
是为提高锁的安全性。
由于电子锁的密钥量（密码量）极大，可以与机械锁配合使用，
并且可以避免因钥匙被仿制而留下安全隐患。
电子锁只需记住一组密码，无需携带金属
钥匙，免除了人们携带金属钥匙的烦恼，而被越来越多的人所欣赏。
电子锁的种类繁多，
例如数码锁，指纹锁，磁卡锁，IC卡锁，生物锁等。
但较实用的还是按键式电子密码锁。
20世纪80年代后，随着电子锁专用集成电路的出现，电子锁的体积缩小，可靠性
提高，成本较高，是适合使用在安全性要求较高的场合，且需要有电源提供能量，使用
还局限在一定范围，难以普及，所以对它的研究一直没有明显进展。
目前，在西方发达国家，电子密码锁技术相对先进，种类齐全，电子密码锁已被广
泛应用于智能门禁系统中，通过多种更加安全，更加可靠的技术实现大门的管理。
在我
国电子锁整体水平尚处于国际上70年代左右，电子密码锁的成本还很高，市场上仍以
按键电子锁为主，按键式和卡片钥匙式电子锁已引进国际先进水平，现国内有几个厂生
产供应市场。
但国内自行研制开发的电子锁，其市场结构尚未形成，应用还不广泛。
国
内的不少企业也引进了世界上先进的技术，发展前景非常可观。
希望通过不断的努力，
使电子密码锁在我国也能得到广泛应用。
1.3电子密码锁的发展趋势
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。
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。
2系统设计
2.1系统方案设计
以STC89C52单片机为电子密码锁系统核心，使用4*4矩阵键盘作为数据输入方式，驱动1602A显示器提示程序运行过程和开锁的步骤，利用AT24C02芯片实现掉电存储。
图1为单片机控制密码锁的系统原理框图。
图1单片机控制密码锁的系统原理框图
2.2系统工作原理
本系统以STC89C52单片机为核心,使用4*4矩阵键盘作为数据输入方式,驱动1602显示器提示程序运行过程和开锁的步骤。
本系统的密码判断过程如下：
当使用者输入6位密码后按下确认键,单片机通过密码逐个比较,如果输入的6位密码和设定的密码完全相同,那么能成功驱动开锁模拟灯（LED绿灯）将锁打开。
若输入6位密码与设定的密码不相同,按下确认键后,模拟灯（LED绿灯）不亮,自动返回主界面可以重新输入。
由于输入密码过程中难免输入失误,如果密码输错,蜂鸣器会短时报警一次,但是系统不允许无限次地出错,以免密码被套用,当3次密码输入都错误,单片机将驱动蜂鸣器长时间报警。
修改密码功能如下：
当密码输入正确后,按下修改密码键可新设置密码。
每设定一位新密码,单片机将其送给E2PROM,当6位新密码都输入完毕,按确认键系统将自动回到程序开始,重新读取密码并保存,使用者需输入新的密码才能将锁打开。
3系统硬件设计
3.1STC89C52最小系统设计
3.1.1时钟电路设计
时钟电路用于产生单片机工作时所必需的时钟控制信号，常用的时钟电路有内部时钟方式和外部时钟方式。
内部时钟方式电路外接两个电容和一个晶振，根据振荡频率要求的不同选用不同阻值的电容和晶振。
时钟电路中的晶振震荡频率范围通常是1.2MHz～12MHz，STC89C52常选择6MHz或12MHz的石英晶体，为消除误差，得到准确的波特率，本设计选择震荡频率为11.0592MHz的石英晶，时钟电路如图2所示。
图2时钟电路
3.1.2复位电路设计
复位是单片机的初始化操作，只需在单片机的复位引脚加上大于2个机器周期的高电平就可使单片机复位，当程序运行出错或操作进入死循环状态可通过复位重新启动程序。
MCS-51的复位是由外部的复位电路来实现的，STC89C52也不例外，复位电路通常采用上电自动复位和按钮复位两种方式，为方便复位操作，本文采用按键电平复位，电路如图5所示。
其中C取10uF，R2取10KΩ，复位电路如图3所示。
图3复位电路
3.2键盘、显示电路硬件设计
3.2.1键盘电路硬件设计
每一条水平（行线）与垂直线（列线）的交叉处不相通，而是通过一个按键来连通，利用这种行列式矩阵结构只需要M条行线和N条列线，即可组成具有M×
N个按键的键盘。
由于本设计中要求使用16个按键输入，为减少键盘与单片机接口时所占用的I/O线的数目，故使用矩阵键盘。
本设计中，矩阵键盘行线和单片机P1.0-P1.3相连，列线与单片机P1.4-P1.7相连。
矩阵键盘设计电路图，如图4所示。
键盘扫描采用行扫描法，即依次置行线中的每一行为低电平，其余均为高电平，扫描列线电平状态，为低电平即表示该键按下。
图4矩阵键盘设计电路图
3.2.2显示电路硬件设计
本设计中，显示电路采用1602A液晶显示器显示[7]。
如下所示，图5为1602A液晶显示器的接口示意图，表1为接口说明。
图51602A液晶显示器的接口示意图
表1接口说明
管脚序
名称
电平
功能描述
1
VSS
0V
接地
2
VCC
5.0V
电源输入
3
V0
—
LCD驱动电压输入
4
RS
H/L
寄存器选择：
RS=H，选择数据寄存器；
RS=L，选择指令寄存器
5
R/W
读写信号线：
R/W=H，读操作；
R/W=L，写操作
6
E
H,H→L
使能信号
7
DB0
数据线
8
DB1
9
DB2
10
DB3
11
DB4
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