LCD密码锁.docx

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LCD密码锁

目录

【摘要】3

第一章前言5

1．1课题的背景及意义5

1．2国内外发展现状5

1．3本文的主要研究内容5

1．4开发环境介绍6

第二章系统的组成及工作原理8

2．1需求分析8

2.1.1设计内容与要求8

2.1.2系统框图8

2．2系统组成9

2．3系统工作原理介绍9

第三章硬件电路设计10

3．1单片机最小系统介绍10

3.1.1时钟电路12

3.1.2复位电路13

3．2LCD显示模块14

3.2.1常见的液晶显示模块15

3.2.2“16×2”字符型液晶显示模块15

3.2.3“4×4”矩阵式键盘扫描17

3．3开锁电路19

3.4电路总图20

第四章软件设计21

4．1软件设计分析21

4．2系统资源分配21

4．3程序设计22

4．4程序清单及注释23

第五章实验调试及测试结果30

5．1硬件调试30

5．2软件调试31

5．3总体调试31

第六章制作电路板32

6．1Protel99SE简介32

6．2绘制电路原理图32

6．3制作PCB板33

第七章总结35

7．1实现功能35

7．2心得体会35

致谢36

参考文献37

附录一：

元器件清单38

LCD电子密码锁

【摘要】当今安全信息系统应用越来越广泛，特别在保护机密、维护隐私和财产保护方面起到重大作用，而基于电子密码锁的安全系统是其中的组成部分，因此研究它具有重大的现实意义。

本次设计以电磁继电器模拟密码锁，由单片机89C51来控制锁的打开与闭合，密码从键盘输入，用89C51来控制LCD显示当前锁的状态信息。

本次设计的核心是软件部分，通过编程来控制输出高低电平，再加上硬件电路来实现开锁的功能，密码为6位，且设计的电子密码系统稳定性能好，安全系数高，其方法和技术可广泛用于仓管、防盗门、密码箱等安全系统。

【关键词】单片机开发系统密码锁LCD

LCDElectronicPasswordlock

Abstract:

Nowthesecurityinformationsystemapplicationbecomesmoreandmorewidespread,speciallyplaysthesignificantroleinprotectingthesecret,vindicatingtheprivacyandthepropertyprotection.Andthesafetysystembasedontheelectronicpasswordlockisapartofthem.Thereforeinvestigatingitisofgreatpracticalsignificance.ThisdesignusestheElectromagneticRelaytosimulatepasswordlock,the89C51tocontroltheopeningandclosureofthelock,thekeyboardtoenterthepasswordandthe89C51tocontrolLCDwhichisusedtodisplaythecurrentstateofthelock.Thisdesigntakessoftwareasitscore,controlstheoutputheightlevelviaprogram,andinadditionrealizesthefunctionofopeningthelockviahardwareelectriccircuit.Thepasswordshouldbeconfinedto6figures,alsothestabilityofthedesignedelectroncryptographyisgood,thesafetycoefficientishigh,itsmethodsandthetechnologycanbewidelyusedinthestorehouseofmanagement,securitygate,combination-lockedbriefcaseandetc.

Keywords:

MCSdevelopmentsystem,passwordslock,LCD

第一章前言

1．1课题的背景及意义

随着现代化工业生产过程复杂性与集成化程度的增加，自动控制系统在工业过程中已成为不可缺少的重要组成部分，是电子技术与自动控制理论的紧密结合，并广泛应用于工业、农业、医学、国防和军事等等领域。

自动控制系统应用于工业控制有各种各样的结构和形式，实现各自不同的功能，此次设计中用到的89C51就是一种新型的价格便宜而性能优良的单片机系统，结构简单，布局合理，功能齐全，用途广泛。

用单片机开发系统来做这次课程设计，使得更进一步掌握如何利用接口电路进行硬件系统的设计，以及如何进行软件设计的方法和技术。

且设计的电子密码锁安全系数高，性能稳定，面向应用，设计的系统具有很强的现实意义。

1．2国内外发展现状

一直以来，市场上的密码锁产品都是基于机械原理的机械密码锁，这种密码锁最大的缺点就是结构简单，安全系数低。

但随着当今社会对家庭财产，公共隐私等保密性要求提高，使得对密码锁系统的安全性提出了更高的要求,而随着微电子技术的发展，微处理器与微型计算机得到迅速的发展，单片微型计算机功能强，结构紧凑，体积小，功耗低，抗干扰能力强，稍加一定的外围设备就方便地构成一个应用系统，这正好符合密码锁系统的要求，国内外市场上的相关产品也越来越多地使用单片机来加强密码锁的安全性稳定性。

1．3本文的主要研究内容

本文的主要研究基于单片机89C51为核心控制的电子密码锁安全系统，本次设计以电磁继电器模拟密码锁，由单片机89C51来控制锁的打开与闭合，由LCD来管理显示，密码从键盘输入，用89C51来控制LCD显示当前锁的状态信息。

本次设计用单片机开发系统来模拟密码锁的多种功能，密码由6位数字组成，当密码相符则开锁，显示“RIGHT”，否则显示“ERROR”，同时密码可以修改。

开锁单片机开发出开关量，通过光电耦合器控制，打开密码锁。

1．4开发环境介绍

1、从概念产品到设计完成的完整电子设计工具

Proteus组合了高级原理布图、混合模式SPICE仿真,PCB设计以及自动布线来实现一个完整的电子设计系统。

此系统受益于15年来的持续开发,被《电子世界》在其对PCB设计系统的比较文章中评为最好产品—“TheRoutetoPCBCAD”。

Proteus产品系列也包含了革命性的VSM技术,用户可以对基于微控制器的设计连同所有的周围电子器件一起仿真。

用户甚至可以实时采用诸如LED/LCD、键盘、RS232终端等动态外设模型来对设计进行交互仿真。

系统特性：

􀁺ISIS原理布图—个易用而又功能强大的工具；

􀁺PROSPICE混合模型SPICE仿真--可以升级到我们的独特的虚拟系统模型技术的工业标准SPICE3F5f仿真器；

􀁺ARESPCB设计—具有32位数据库、元件自动布置、撤消和重试的自动布线功能的超强性能的PCB设计系统；

􀁺标准的时尚的图形用户界面；

􀁺保证所有的主要模块的操作性能和兼容性；

􀁺支持Windows98/Me/2K/XP；

􀁺产品完全可以信赖：

超过15年的连续不断的开发；

􀁺数千个拷贝安装分布全世界35个国家；

􀁺直接来自开发者的技术支持；

2、ISIS智能原理图输入系统

ISIS是PROTEUS系统的中心,它远不仅是一个图表库。

它是具有控制原理图画图的外观的超强的设计环境。

无论用户的要求是快速实现复杂设计的仿真以及PCB设计,还是设计精美的原理图以供出版,ISIS是最好的工具。

特性：

生成出版质量的原理图；

风格模板允许提供库部件的用户化；

鼠标驱动和内容关联的用户界面；

自动走线，以及接点的布置和切除

参数表示子电路元件值的层次设计

包括子电路端口以及总线引脚的总线支持

挑选元件或建立新库元件可预览PCB封装

完全体现多元器件的同性和异性

包括相应对话框用户化的元件特性的精细管理

超过8000元件的大型元件库。

完全适用于仿真模型

网表格式：

LabcenterSDF，SPICE，Tango，Boardmaker，EEDeginer，Futurenet，Racal&Valid

电器标准检查以及元件报告清单

可彩色或单色输出到Windows打印装置

图形输出格式：

WMF，BNP，DXF，EPS以及HPGL

第二章系统的组成及工作原理

2．1需求分析

2.1.1设计内容与要求

（1）．设计一个数字式密码锁；

（2）．密码由6位数字组成；

（3）．密码相符则开锁，显示“RIGHT”，否则显示“ERROR”；

（4）．密码可以更新；

（5）．采用LCD显示。

2.1.2系统框图

图2-1为本次密码锁设计的总框图：

LCD显示电路

复位电路

矩阵

键盘

控制

图2-1系统框图

2．2系统组成

本次设计的基于单片机的电子密码锁系统主要由三个模块组成，核心是89C51单片机，LCD显示荧幕，4x4矩阵式键盘，而开锁电路则由光电耦合器及电磁继电器组成。

2．3系统工作原理介绍

通电复位，电路进入就绪状态，等待用户输入密码，LCD显示PASSWORD:

000000，表示锁闭合。

“*”为密码设定键：

先输入所要设定的密码，然后按“*”，即完成设定，并将显示屏幕清除为“PASSWORD:

000000”。

“#”为清除键：

按下此键后，屏幕会清除为“PASSWORD:

000000”。

“A”为显示密码键：

按下此键时显示当前设定的密码，经4秒后将显示屏幕清除为“PASSWORD:

000000”。

“B”为开门键：

输入密码后再按此键，经比较密码，正确则令电锁动作（P0.0）,并在第二行显示“RIGHT!

”,如果错误则在第二行显示“ERROR!

”，经4秒后将显示屏幕清除为“PASSWORD:

000000”。

“C”为闭锁键：

按下此键后会令电锁动作（P0.0）,此时锁已关闭。

显示屏幕重新显示“PASSWORD:

000000”，表示锁已闭合，用户可以离开。

第三章硬件电路设计

3．1单片机最小系统介绍

如图3-1，8051单芯片是MCS-51族系中最早问世的产品也是最典型的代表，在1980年时，就已经制造生产，它是专为控制应用所设计的8位CPU。

而89C51单芯片其指令集与接脚完全与MCS-51兼容。

8051共有4个I/O端口，为P0、P1、P2、P3，四个I/O口都是双向的，且每个口都具有锁存器。

每个口有8条线，共计32条I/O线。

各端口的功能叙述如下：

1、P0口有三个功能：

（1）外部扩充存储器时，当作数据总线（D0~D7）。

（2）外部扩充存储器时，当作地址总线（A1~A7）。

（3）不扩充时，可做一般I/O口使用，但内部没有上拉电阻，作为输入或输出时应在外部接上拉电阻。

2、P1口只做I/O口使用，其内部有上拉电阻。

3、P2口有两个功能：

（1）扩充外部存