基于单片机的电子密码锁的设计毕业论文Word格式.doc

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20年0月日

中原工学院信息商务学院毕业论文（设计）

摘要

随着科技的发展,安全已成为人们关注的焦点之一,于是各种安全产品相继问世（如指纹防盗!

红外防盗!

GPS等）"

虽然这类产品安全性高,但因其生产成本高,携带安装使用不方便,在一定程度上限制了这类产品的普及和推广"

本文介绍的是一种基于单片机智能锁的硬件和软件设计及实现方法"

这种电路设计具有按键有效提示,输入错误提示,控制开锁电平,控制报警电路,修改密码等多种功能"

可在意外泄密的情况下随时修改密码"

4位数密码共一万组不重复组合,保密性强,灵活性高,特别适用于家庭，办公室，学生宿舍及宾馆等公开场所。

本文采用以89c51为核心的主控芯片外接AT24C01掉电存储单元来完成控制功能，设计主要分为硬件和软件两部分，由矩阵键盘，显示电路，报警电路，单片机复位及晶振电路等构成外围硬件电路，软件部分则由控制程序来完成。

通过软硬件结合来实现设计功能。

本文通过单片机及外围芯片完成密码锁的上锁及开锁功能，采用的设计思想是由键盘输入的设置密码被存储在固定单元内，然后通过单片机对键盘进行扫描以确认密码是否正确，若密码正确则发出开锁信号，在此用二极管说明开锁信号，若密码不对则发出警报，这样设计的目的极大的提高了产品的安全性。

关键字：

89c51，AT24C01掉电存储，矩阵键盘，显示电路，报警电路等。

Thedesignofelectroniclocksbasedonmicrocontroller

Abstract

Withthedevelopmentoftechnology,securityhasbecomethefocusofattention,soavarietyofsecurityproductshavecomeout（suchasfingerprintsecurity!

infraredalarm!

GPS,etc.）"

Althoughtheseproductsaresafe,butbecauseofitshighproductioncosts,Installationisnotconvenienttocarry,toacertainextent,limitedthepopularityofsuchproductsandtopromote"

Thispaperdescribesamicrocontroller-basedintelligentlockhardwareandsoftwaredesignandimplementationmethod,"

thiscircuithasakeyandeffectiveprompt,entertheerrorSuggestthatthecontrollocklevel,controlandalarmcircuits,changepasswords,andotherfunctions"

canbecompromisedinthecaseofanaccidentatanytimechangeyourpassword"

4-digitpasswordtotalinggroupdoesnotrepeatthecombinationofconfidentiality,andhighflexibility,inparticular,Forhome,office,studenthostelsandhotelsandotherpublicplaces

Inthispaper,thecoreofthemainchip89c51,AT24C01externalstorageunittocompletethepower-downcontrol,hardwareandsoftwaredesigncanbedividedintotwoparts,thematrixkeyboard,displaycircuit,alarmcircuit,microcontrollerreset,andconstitutetheexternalcrystalcircuitHardware,softwarepartbythecontrolprogramtocomplete.Designcapabilitiesachievedthroughthecombinationofhardwareandsoftware.

ByMCUandperipheralchipstocompletelockingandunlockingcodelockfunction,usingthedesignsetbythekeyboardinputpasswordisstoredinafixedunit,andthenscanthroughtheSCMonthekeyboardtoconfirmthepasswordiscorrect,ifthepasswordiscorrectIssuetheunlocksignaldiodesthatusethelockonthissignal,ifthepasswordisnotalert,thisisdesignedtogreatlyimprovethesafetyofproducts.

Keywords：

Chip89C51AT24C01power-downstorageMatrixkeyboardDisplaycircuitAlarmcircuitandsoon.

目录

1概述 1

1.1课题背景和意义 1

1.2本设计需要解决的问题 1

1.3本设计的研究方法 2

1.4设计方案论述 2

2外围硬件电路的设计 4

2.1硬件的基本组成 4

2.2硬件介绍 4

2.2.1单片机概述 4

2.2.2AT89c51的简介 7

2.2.3单片机控制方框图 10

2.2.4开锁机构示意图 10

2.2.5矩阵键盘 12

2.2.624C01掉电存储单元设计 13

2.2.7显示电路设计 14

2.2.8电源稳压模块设计 15

3软件设计 16

3.1主程序模块 16

3.2键盘扫描及识别子程序 16

3.3密码对比程序 17

3.4开锁程序 18

4结论 20

5致谢 21

参考文献 22

附录一 23

附录二 24

III

1概述

1.1课题背景和意义

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，传统的机机械锁由于其构造的简单，被撬的事件屡见不鲜。

电子密码锁是由电子电路控制锁体的新型锁具，它采用矩阵键盘输入密码的方式开锁，操作方便。

电子锁的输入部分采用键盘开关（矩阵键盘），其优点比于传统的机械开关在于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，无活动零件，不会磨损，寿命长等实用功能受到了广大用户的亲赖。

出于安全、方便等方面的需要，许多电子密码锁已相继问世。

基于单片机的电子密码锁是智能密码锁的初级产品，先进一点的比如指纹识别及更高级的虹膜识别系统的密码锁业已被开发出来，但这类产品的特点是针对特定有效卡、指纹或声音或者人身上独一无二的某一项特征有效，而且不能实现远程控制，只能适用于保密要求高且供个人使用的箱、柜、房间等。

除此之外卡片式IC卡还有易丢失，携带不便等特点，加上其成本比较高，在一定程度上限制了这类产品的普及和推广。

但是基于单片机的密码锁由于其结构简单，成本低，无论是安全还是效益都能满足普通用户的需求，所以基于单片机的密码锁在电子产品的中低端市场有很广阔的前景。

应该被广泛地应用和推广。

在科学技术不断发展的今天，电子密码防盗锁作为防盗卫士的作用也日趋重要。

本设计采用89c51单片机作为电路控制的核心单元，设计了一款具有本机开锁和报警功能的电子密码锁。

即简单又实用。

1.2本设计需要解决的问题

本设计的任务采用单片机89c51作为单片机的核心单元，利用单片机串行发射、接收等功能而设计的一款具有本机开锁和报警功能的电子密码锁。

主要分为以下几个部分：

1）设置密码

将事先编好的密码程序存储在EPROM中，用户通过密码选择键进行选择。

具体操作过程如下：

首先按下密码输入键，然后在逐渐输入号码，最后按下确认键即可。

1]

2）密码显示

为了帮助用户确认是否有键按下，特在电路中设置了数字显示电路；

而为了防止密码外泄；

显示时，并不是显示用户按下的数字符号，而是以一个特定的字母符号提醒用户是否有键按下。

有键按下，就会显示出字符---“*”，没键按下，则不会显示字符。

这样既巧妙的提醒了用户又保护了用户密码，此乃本设计可靠性优点之一。

3）按键开锁

当用户键入正确密码后，在按确认键，便会自动开锁。

但用户键入密码时应注意：

数字与数字之间的间隔时间是有限制的，如在规定时间在没有输入正确的密码，则系统会默认取消本次开锁，限制的时间可以设置，可以最大限度节约能源。

例如密码为3296，键入第一个数字3和最后一个数字6必须是在事先设置的时间内完成的。

否则，就会视为无效。

如果键入完密码后不按确认键系统同样会当做放弃开锁处理

3]

4）密码错误报警

当用户键入错误密码次数超过三次时，系统就会自动报警，由扬声器发出报警声。

系统会长期报警不止。

这时必须按复位方可停止。

此乃安全可靠性之一。

待解决的问题是实现遥控开锁，当此锁用于私家车库或仓库时，用户可以不用上车，只要手执遥控器，键入正确密码，便会自动开锁；

如果密码错误，同样也会报警。

还有实现声控开锁，这种开锁方式在于方便且快速，比遥控式开锁的遥控器方便携带又怕丢失遥控器。

但声控式容易被别人模仿。

有一定的失密性。

1.3本设计的研究方法

本设计主要采用的芯片有89c51单片机主控芯片，AT24c01掉电存储芯片和外接LED液晶显示等。

在设计系统中主要由单片机系统、矩阵键盘、液晶显示、密码存储和报警系统组成。

设置开锁密码，利用软件与硬件结合的方法来实现。

系统能完成本机开锁、超时报警、超次锁定、管理员解密、修改用户密码基本的密码锁的功能。

除上述基本的密码锁功能外，还具有调电存储、声光提示等功能，依据实际的情况还可以添加遥控功能。

本系统成本低廉，功能实用。

1.4设计方案论述

对于电子密码锁而言，可以采用典型的数字电路控制，但是在安全上远不及以单片机为核心的控制方案，数字电路也有它的特点，比如设计简单，但是就实用而言，还是没有单片机应用的广泛，下面将两种方案做一对比，以确定更佳的方案。

方案一：

采用数字电路控制。

用以74LS112双JK触发器构成的数字逻辑电路作为密码锁的核心控制，共设了9个用户输入键，其中只有4个是有效的密码按键，其它的都是干扰按键，若按下干扰键，键盘输入电路自动清零，原先输入的密码无效，需要重新输入；

如果用户输入密码的时间超