基于单片机的电子密码锁的设计学士学位论文.docx

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基于单片机的电子密码锁的设计学士学位论文

本科毕业设计（论文）

题目基于单片机的电子密码锁的设计

姓名汪超博

专业电子科学与技术

学号201131047

指导教师周鹏（教授）

郑州科技学院电气工程学院

二○一五年五月

基于单片机的电子密码锁的设计

摘要

科学技术在不断的发展，带动了人们的生活各方面的逐渐进步，人们对保护家庭财产安全的意识也随之增加。

然而以前人们家中普遍使用的是比较落后的机械锁，这就导致很多被偷窃事故的发生。

所以开发出安全性能更好，保密性能更高，操作相对简单的锁具成为一大课题，最终电子密码锁横空出世，并且得到普遍的认可。

本设计是将单片机AT89S51作为核心部件，单片机的外围接入密码锁的检测、监控和执行的各种程序，最终可以达到输入密码，检测正确与否，执行开关，错误时报警等诸多功效。

本设计具有以下三方面的创意点，第一：

利用51单片机之间串行通信的这一特点进行设计，可以使该产品的密码内容更具有随机性，保护起来能好，并且因为使用键盘键入的方式优势更加明显。

第二：

本设计的编码方式是用二次编码，调制方式是用二次调制，这些方式不仅可以在许多条线路上进行控制信息，并且提高信号在传输过程中的抗干扰性能，更加减少错误的动作，而且功率的消耗更低；反应的速度更快速、传输的效率更高、工作的稳定性更可靠等。

第三：

软件设计思路是利用从上到下的分层模块法，最终可以实现系统的扩展性能更高，运行稳定性更强，体积更加缩小的目的。

关键词：

AT89S51单片机;LED;电子锁；自动报警

Basedonsinglechipmicrocomputerelectroniccombinationlockdesign

Abstract

Thedevelopmentofscienceandtechnologyconstantly,ledthelifeofpeopleallaspectsofthegradualprogress,peopletoprotectthefamilypropertysafetyconsciousnessalsowillincrease.Ago,peoplecommonlyusedinthehomeis,however,therelativelybackwardmechanicallock,andthisleadstoalotofstolenaccident.Sodevelopedbettersafetyperformance,highersecurityperformance,relativelysimpleoperationlocksbecomeabigissue,thefinalconsumerelectroniccombinationlock,anduniversallyrecognized.

ThisdesignisthesinglechipmicrocomputerAT89S51ascoreparts,MCUperipheralcombinationlockaccesstothedetection,monitoring,andperformavarietyofprocedures,canachieveinputpassword,eventuallydetectcorrectlyornot,switches,erroralarm,andmanyothereffects.Thecreativepointofthisdesignhasthefollowingthreeaspects,first,byusingthecharacteristicofserialcommunicationbetween51single-chipmicrocomputertocarryonthedesign,canmaketheproduct'spasswordcontenthasmorerandomness,canwellprotected,andbecauseofthewayusingthekeyboardtypeadvantagesmoreapparent.Second:

thedesignofcodingmethodistousethesecondarycoding,modulationmethodistouseasecondmodulation,notonlycanthesewaysonmanyroutestocontrolinformation,andimprovetheanti-jammingperformance,thesignalsinthetransmissionprocessmorereducethewrongaction,andlowerpowerconsumption;Reactionspeed

ismorerapidandtransmissionworkmoreefficientandmorereliablestability,etc.Third:

thesoftwaredesignideaisusingthemethodoflayeredmodulesfromtoptobottom,canfinallyrealizetheexpansionofthesystemperformanceishigher,runningstabilityisstronger,moresmaller.

Keywords:

AT89S51MCU;LEDdisplay;tricklock;theautomaticalarm

1绪论

1.1课题背景

在日常的生活和工作中,住宅与部门的安全问题、公司的重要文件、账簿报表以及公司员工资料的安全问题多用加密码锁的方式去解决。

如果用传统的金属弹簧锁，人们经常需要多把钥匙,一点也不方便,而且钥匙一旦丢失会带来很多困扰。

当前科学技术飞速发展，日常生活中人们对于安全的防护要求日趋严厉，为了符合当下的需求增强锁的安全度，不需要钥匙的电子锁出现了。

密码锁具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等优点。

根据本设计要求，密码输入控制电路或芯片的工作，以便控制所述机械开关被关闭时，完全锁定，锁定和其他任务。

它的产品多种多样，有一个简易的电路产品，而且还有比较便宜的以芯片为基础的产品。

当前用变成实现，以芯片做为核心的数码锁被广泛应用。

其性能和安全性已大大超过了机械锁。

其主要优点有：

（1）保密性好,编码量多,远比传统金属弹簧锁强。

不容易被轻易开锁。

（2）密码可变。

用户可以固定时间变换密码，避免密码被他人盗取，而且也会避免人员的替换造成被盗的风险。

（3）自动保护功能。

当输入密码错误时，系统会报警。

（4）操作简单，一学就会。

1.2课题的目的和意义以及设计特点

随着现在快速发展的科学技术，单片机的性能不断被提高，产品性价比提高，相关技术不断提升趋于完成。

单片机对国家和人民生活帮助、军事设备和民用生活电器等各个方面起到了非常大的作用。

本设计采用的收集数据和算法控制是通过单片机和其他设备来实现的，用于某个功能的实现，还可以测试提高学生对整体电路设计和把握能力，知道单片机的系统的设计过程，还有针对实际制作和手动调试电路板的能力。

同时加强数字电路的现实使用，也奠定了理论和实践依据同类产品的进一步发展。

上世纪80年代以来，作为电子锁和电子锁的ASIC容积减少，改进的可靠性和成本高的到来，适于使用安全性要求高的场合，以及需要提供能源的使用也是在一定范围内有限的功率，也难以扩散，所以也没有显著研究。

现在西方国家生产密码锁的技术比较成熟，而且种类繁多，在防盗安全系统发面应用广泛，社会中的各种门运用了更安全靠谱的技术。

中国的电子锁的总体水平仍然在国际上是50年前左右，电子锁的价格还是很高的，电子锁的主要市场仍是关键，按键式和卡片钥匙锁已引进了国际先进水平，只有国内几家工厂供应市场。

但国内自行开发的电子锁，其市场格局尚未形成，应用并不广泛。

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。

未来通过人们的不懈努力，能让电子锁在我们的国家可以广泛应用。

2核心芯片及元件介绍

2.1AT89S51介绍

图2.2AT89S51引脚图

AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS八位单片机，单片机内部含有4k字节的可以反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件是通过高密度，非易失性存储技术制造的，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISPFlash存储单元，AT89S51在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。

AT89S51引脚如图2.2。

2.1.2AT89S51主要特性

1.与MCS-51兼容

2.4K字节可编程闪烁存储器寿命：

3.寿命：

1000写/擦循环

4.数据保留时间：

10年

5.全静态工作：

0Hz-24MHz

6.三级程序存储器锁定

7.128×8位内部RAM

8.32可编程I/O线

9.两个16位定时器/计数器

10.5个中断源

11.可编程串行通道

12.低功耗的闲置和掉电模式

13.片内振荡器和时钟电路

2.1.1AT89S51芯片的引脚

VCC：

供电电压，其工作电压为5V。

GND：

接地。

XTAL1：

通过一个引脚外部晶振。

在内部，它是放大器，放大器片上振荡器的反相输入端。

当使用外部振荡器HMOS单片机，该引脚应接地；对于SHMOS微控制器，该引脚用作驱动端。

XTAL2：

连接外部晶体的另一端。

RST/VPD：

当振荡器运行时，该引脚上出现两个机器周期的高电平将使单片机复位。

ALE/PROG：

即使没有访问外部存储器，ALE端仍然是相同的频率发生周期性的正脉冲信号，1/6的振荡频率的频率。

但是，请注意，每当访问外部数据存储器，一个ALE脉冲被跳过。

EPROM在编程的时候，对于如8751的微控制器，这个引脚主要用来编程脉冲的输入。

PSEN：

该引脚的输出是外部程序存储器读选通信号。

在取指令（或常量）从外部程序存储器在每个机器周期两次PSEN有效。

PSEN也可驱动（吸收或输出）8LS型TTL输入。

EA/VPP：

为常用8031，没有内部程序存储器，那么EA脚必须始终接地只选择外部程序存储器。

P0口：

是一个双向八三态I/O端口，外部存储器，地址总线和数据总线低8复用，能够吸收电流驱动器8的LSTTL负载的类型。

P1口：

是一个准双向8位I/O口。

因为此接口的输出不是高阻抗状态，输入不能锁存，它不是真正的双向I/O端口。

P1口可驱动（吸收或输出电流）4个LS型的TTL负载。

当EPROM编程和程序验证时，它接收低8位地址。

P2口：

是一个准双向8位I/O口。

在对EPROM编程和程序验证时，它接收高8位地址。

P2可驱动（吸收或输出电流）4个LS型的TTL负载。

作为第一个特征，使用时，将作为通用I/O口使用，功能和操作使用相同的P1口。

作为第二功能使用每个引脚的定义示于表2.1

每个端口可以独立地为P3被定义为第一或第二功能的输入和输出的功能。

表2.1P3口管脚备选功能

P3.0

RXD（串性输入口）

P3.1

TXD（串