基于AT89C51的电子号码锁设计.docx

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基于AT89C51的电子号码锁设计

摘要

随着人们的生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一问题也变的尤其的突出，传统机械锁由于结构简单，被撬事件屡见不鲜；电子锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的青睐，本课题具有实际应用价值。

本设计以单片机AT89C51作为密码锁监控装置的检测和控制核心，分为主机控制和从机执行机构（本设计重点介绍主机控制），实现钥匙信息在主机上的初步认证注册、密码信息的加密、钥匙丢失报废等功能。

根据51单片机之间的串行通信原理，这便于对密码信息的随机加密和保护。

而且采用键盘输入的电子密码锁具有较高的优势。

采用数字信号编码和二次调制方式，不仅可以实现多路信息的控制，提高信号传输的抗干扰性，减少错误动作，而且功率消耗低；反应速度快、传输效率高、工作稳定可靠等。

软件设计采用自上而下的模块化设计思想，以使系统朝着分布式、小型化方向发展，增强系统的可扩展性和运行的稳定性。

测试结果表明，本系统各项功能已达到本设计的所有要求。

经实验证明，该密码锁具有设计方法合理，简单易行，成本低，安全实用等特点，符合住宅、办公室用锁要求，具有推广价值。

关键词:

单片机密码锁单片机设计电子锁

Abstract

Aspeople'slivingstandardenhancement,howtorealizethefamilyguardagainstthefthasbecomeaparticularlyprominent,thetraditionalmechanicallockbecauseofitssimplestructure,prizingeventsitisoftenseen.;electroniclockhighbecauseoftheirconfidentiality,theuseofflexibilitygood,highsafetyfactor,bythefavorofthemajorityofusers,thispaperhaspracticalvalue.

Thedesignofsingle-chipAT89C51ascipherlockmonitoringdeviceforthedetectionandcontrolofthecore,thehostisdividedintocontrolandtheslaveactuator（thissetfocusesoncontrolofthehost）,realizethekeyinformationinahostofpreliminaryregistration,passwordinformationencryption,keylossandfunction.Accordingtothe51single-chipserialcommunicationbetweentheprinciple,itisconvenientforthepasswordinformationrandomencryptionandprotection.Andtheuseofkeyboardinputoftheelectroniccodelockhashighadvantage.Digitalsignalencodingandthetwomodulationmodes,whichcannotonlyrealizethemultiplexedinformationcontrol,toimproveanti-interferencesignaltransmission,reducethemistakeaction,andlowpowerconsumption;fastreactionspeed,hightransmissionefficiency,suchasstableandreliablework.Thesoftwaredesignusesatop-downmodulardesignconcept,tomakethesystemdistributedtowardsminiaturization,thedirectionofdevelopment,enhancethesystem'sscalabilityandstability.Thetestresultsshowthat,variousfunctionsofthissystemhasreachedthedesignrequirementsforall.

Provedbyexperiment,thelockhasadesignmethodisreasonable,simple,lowcost,safetyandpracticality,withresidential,officelockrequest,havepromotionvalue.

keyword：

Singlechipmicrocomputer,cryptogramlock,Singlechipdesign,electroniclock.

1绪论

1.1引言

随着人们生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一问题也变的尤其的突出，传统的机械锁由于其构造的简单，安全性能低，无法满足人们的需要。

而电子锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的喜爱。

锁是置于可启闭的器物上,用以关住某个确定的空间范围或某种器具的,必须以钥匙或暗码打开的扣件。

锁具发展到现在已有若干年的历史了，人们对它的结构、机理也研究得很透彻，因此，不用钥匙就能打开的方法和工具也层出不穷。

现代人类文明社会里，由于社会中各种矛盾冲突十分剧烈，人们的思想道德观念，价值观念，文化修养水平等差异，群众中良莠不齐，善良的人们能够自觉规范自已的行为，“非礼不为”，虽无钥匙亦不会乱闯。

然而，那些毫无道德观念的盗贼却想方设法利用高科技手段撬门开锁，使广大居民防不胜防。

为什么会出现这种情况呢？

因为传统锁具都存在致命的弱点：

　　第一、锁芯采用常见的铜、铝、锌等材料，抵抗不了强力破坏；

　　第二、锁具制作工艺，技术落后，无法阻止技术手段的开启。

　　目前，市场上很多国内外的锁具，实际上都不具备真正的防盗功能。

在惯偷面前，两根钢丝或几件简单的工具就可以把这些锁打开，有的惯偷甚至公开扬言：

“没有我打不开的锁。

”其实，不是他们多高明，而是一般锁具技术原理太过简单。

面对这一残酷的现状，新时代提出了锁具必须革命的迫切的要求。

1.2电子密码锁的背景

在电子锁出现以前人们广泛的使用机械锁，但随着时间的推移机械锁已不能满足人们的要求，于是电子锁应运而生。

以前由于电子器件所限，开发的电子密码锁种类不多，保密性差，最基本的就是只依靠最简单的模拟电子开关来实现的，制作虽然简单但是非常的不安全。

而现在电子锁的技术是时时都在进步，出现了很多性能好，安全可靠地新型电子锁。

例如：

遥控式电子密码锁，卡式电子锁，生物特征电子锁。

但是应用最广泛的还是键盘式电子锁。

遥控式电子锁：

优点是传输信息量可以很大，速度很快。

人眼识别不出来，又无法在光路径上用仪器捕捉信号进行复制，因此保密性极高。

缺点是需要随声携带遥控器或钥匙，如果丢失或忘记携带会很不方便。

卡式电子锁：

这一类电子锁能够在卡内存储大量的个人信息，并且可以实现一卡多用。

但它也有很大的缺陷，开锁用的卡很可能因为受到一些随身携带电子产品的干扰而“失效”；同时卡也容易丢失，这个过程也是相当的麻烦的。

生物特征电子锁：

人的某些与生俱来的个性特征（如手、眼睛、声音等）几乎不可重复，作为“钥匙”是唯一的。

但是生物特征电子锁需要大量的个人身体上的信息，这就使其处理上会变得复杂，也因为这个，所以现在生物特征电子锁仅仅适用于极个别的行业。

键盘式电子锁：

主要依靠的是键盘输入密码验证，不需要随身携带专一的“钥匙”，只需要记住密码即可。

键盘式电子锁有采用数字电路控制的，但控制的准确性和灵活性比较的差；有以单片机为核心的键盘式电子锁，它的性能比较的稳定，而且性价比也比较低的高，受到了广泛的关注。

尽管随着科学的发展，电子的应用技术在不断的提高，新式电子锁层出不穷，但键盘式电子锁仍然“老树发新芽”，在市场上占据着主导地位。

1.3电子锁设计的特点

电子密码锁是一种通过密码输入来控制电路或是芯片工作，从而控制机械开关的闭合，完成开锁、闭锁任务的电子产品。

它的种类很多，有简易的电路产品，也有基于芯片的性价比较高的产品。

现在应用较广的电子密码锁是以芯片为核心，通过编程来实现的。

其性能和安全性已大大超过了机械锁，主要特点如下：

保密性好，编码量多，远远大于弹子锁。

随机开锁成功率几乎为零。

密码可变。

用户可以经常更改密码，防止密码被盗，同时也可以避免因人员的更替而使锁的密级下降。

1.4电子锁设计的意义

单片机，亦称单片微电脑或单片微型计算机。

它是把中央处理器（CPU）、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、输入/输出端口（I/0）等主要计算机功能部件都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。

计算机的产生加快了人类改造世界的步伐，但是它毕竟体积大。

微计算机（单片机）在这种情况下诞生了，它为我们改变了什么？

纵观我们现在生活的各个领域，从导弹的导航装置，到飞机上各种仪表的控制，从计算机的网络通讯与数据传输，到工业自动化过程的实时控制和数据处理，以及我们生活中广泛使用的各种智能IC卡、电子宠物等，这些都离不开单片机。

以前没有单片机时，这些东西也能做，但是只能使用复杂的模拟电路，然而这样做出来的产品不仅体积大，而且成本高，并且由于长期使用，元器件不断老化，控制的精度自然也会达不到标准。

在单片机产生后，我们就将控制这些东西变为智能化了，我们只需要在单片机外围接一点简单的接口电路，核心部分只是由人为的写入程序来完成。

这样产品的体积变小了，成本也降低了，长期使用也不会担心精度达不到了，且容易升级改善。

电子锁可以在日常生活和现代办公中，住宅与办公室的安全防范、单位的文件档案、财务报表以及一些个人资料的保存等多种场合使用。

大大提高了主人物资的安全性，安全可以代替老式机械锁。

目前使用的密码锁种类繁多，各具特色。

本文从经济实用的角度出发，采用AT89C2051单机，研制了一款具有防盗自动报警功能的电子密码锁。

该密码锁设计方法合理，简单易行，成本低，符合住宅、办公室用锁要求，具有一定的推广价值。

1.5电子号码锁的发展趋势

从目前的技术水平和市场认可程度看，使用最为广泛的是键盘式电子密码锁，该产品主要应用于保险箱、保险柜和金库，还有一部分应用于保管箱和运钞车。

键盘式电子密码在键盘上输入，与打电话差不多，因而易于掌握，其突出优点是“密码”是记在被授权人脑子里的数字和字符，既准确又可靠，不会丢失（除了忘记），难以被窃（除非自己泄露）。

但是密码不能太简单，太简单了就容易被他人在键盘上试探出来，或者可能被旁观者窥测出来，造成保密性不足。

当然，密码又不能太复杂，太复杂了可能自己都糊涂了，或者输入密码操作成功率低，造成使用不便。

因此，为了发扬优点、克服弱点，键盘式电子密码也在不断发展中，如“任意设定密码”技术使得被授权人可以根据自己的需要或喜好设定密码，常用常新；而“自动更改密码”技术使得本次输入的密码将自动更改成下次应输入的密码，更改的规律不为他人所知，因而不怕旁观者窥测；独出心裁的“键盘乱