本科毕业论文基于单片机的电子密码锁设计.docx

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本科毕业论文基于单片机的电子密码锁设计

淮阴工学院

毕业设计（论文）

作者:

学号：

系（院）:

电子与电气工程学院

专业:

测控技术与仪器

题目:

基于单片机的电子密码锁

——硬件设计

指导者：

评阅者：

2015

年

6

月

毕业设计说明书（论文）中文摘要

随着科学技术的不断发展，人们对日常生活中的安全保险器件的要求越来越高。

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。

电子密码锁具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等优点。

本文介绍了一种以单片机为核心的可多次更改设置密码的电子密码锁。

系统在密码输入错误次数超过3次时能自动报警并锁定键盘。

用户通过连接单片机的矩阵键盘输入密码，单片机将用户输入的密码与预先保存在芯片的密码进行对比，从而判断密码是否正确，并驱动开锁电路或者报警电路控制开锁或者报警，还可通过语音播报的方式提示用户。

本课题硬件电路部分包括单片机模块及其附属子模块、键盘模块、显示模块、电源模块、蜂鸣器模块等。

该系统电路简单、实用性强、显示直观醒目，实现了电子密码锁的密码开锁以及报警功能，对比普通机械锁的安全性有很大提升，可广泛应用于家庭、办公地的安全门锁控制系统。

关键词电子密码锁，单片机，语音芯片，存储芯片

毕业设计说明书（论文）外文摘要

TitleTheDesignofElectroniCodedclocks

——HardwareDesign

Abstract

Withthecontinuousdevelopmentofscienceandtechnology,inthedailylifeofpeopleoninsurancesafetydeviceisincreasingdemanding.Tomeettherequirementsoftheuseoflockstoincreasetheirsecurity,withapasswordinsteadofthepasswordkeylockcameintobeing.Electronicpasswordlockissafe,lowcost,lowpowerconsumption,easytooperate,andotheradvantages.Thisarticledescribesakindoflockbasedonthemicrocontrollerwhichcanbechangedmultipletimes.Thesystemwillautomaticallyalarmandlockthekeyboardwhenthepasswordisenteredmorethanthreetimesthenumberoferrors.Usersenterthepasswordbythekeyboardmatrixconnectedthemicrocontroller.Inordertodeterminewhetherthepasswordiscorrectanddrivelockcircuitoralarmcircuitlockingoralarming,themicrocontrollerwillcomparethepasswordwhichtheuserenteredwiththepasswordsstoredinadvanceinthechip,Thiselectronicclockcanalsopromptstheuserbyvoicebroadcastmode.

Thisissue’shardwarecircuitsectionincludesamicrocontrollermoduleanditsaffiliatedsub-modules,keyboardmodule,displaymodule,powersupplymodule,buzzermoduleandsoon.Thissystemcircuitissimple,practical,intuitiveandeye-catchingdisplaywhichcanachievetheelectroniclockspasswordlockandalarmfunctions.Contrastthiselectroniclocktothecommonmechanicallocksecurityhasimprovedsomuch,Itcanbewidelyusedinhomes,officesofthesecuritydoorlockcontrolsystem.

KeywordsElectronicpasswordlocks,single-chip,voicechip,memorychip

2．1设计要求……………………………………………………………………………3

2．2系统结构……………………………………………………………………………3

4．1仿真软件介绍……………………………………………………………………15

4．2调试工具……………………………………………………………………15

4．3系统仿真结果……………………………………………………………………15

1引言

1．1课题的背景

在以往人们的日常生活中，大家利用最平凡的锁是二十世纪50年代外国人所创造的机械锁，它操纵起来操作单一、结构也很容易，成本低廉。

但在在使用过程中我们也慢慢的发现很多缺点：

一：

依据资料的统算，在每四千把锁当中就会存在两把锁的钥匙的齿形是类似或者是一样的，因此机械锁的安全性比较低。

也有一些调查资料结果表明，装有电子防盗设备锁居民楼或者办公大楼盗窃犯罪率都会明显下降好多。

二：

如果机械锁上的钥匙遗落，一旦被别人捡到那么不管谁都可以将锁打开。

三：

传统机械锁的材料大多为黄铜，这种材质易损坏。

四：

机械锁钥匙易于复制，不适合一些公共场所使用[1]。

以往部门文件档案跟一些资料箱使用的大多都是机械锁，所以我们如果都是用机械锁的话就得整天携带钥匙，会产生许多麻烦，一旦丢失会造成不良后果。

这样的话不仅影响个人生命财产安全，也很麻烦[2]。

人们对日常生活水平的质量要求大大提高，对日常生活中的安全设备的要求也伴之愈来愈高[3]。

为了满足人们在日常生活中对锁的使用要求，用密码取代钥匙的密码锁随之产生。

这种设置的密码锁不仅具有自动报警功能而且灵活性好，同时因为保密功能高它的安全系数也比机械锁提升很多[4]。

电子密码锁不仅可以解决机械钥匙携带不方便的问题同时还可设置多组密码，可以用来修改用户密码又清除所有用户密码，其中我们也会设置一个用户密码来防止后期忘记密码等操作[5]。

密码锁经过设置键盘上的输入密码，来掌管部分电路或是芯片，从而控制密码锁是开启还是关闭，来完成任务。

电子密码锁的另一项突出的特点就是自动报警功效，这种应用以单片机为核心，利用c语言编程，从而保证设计的基本功能和安全性要求[6]的密码锁的保密性高，安全系数高，设计方法合理，简单，成本低，办公室用锁要求，具有推广价值[7]。

它具有保密性好、寿命长、操作简单等特点，值得我们去继续探讨与研究[8]。

1．2电子密码锁的发展趋势

随着二十一世纪的到来，电子技术的发展极其迅猛，如今电子产品几乎渗透了日常生活的各个地方。

社会信息化水平也被提高，与此同时也鞭策当代电子产品性能的不断改善。

21世纪后，eda技术逐渐渗透整个社会，该技术就是选用高级语言，拥有系统仿真和综合能力[9]。

它给整个社会带来巨大的发展。

在当代社会中，密码锁作为家庭安全、办公安全的功能越来越重要，它比普通的机械锁安全性要高很多，这些都是电子锁在使用量上占上风的原因，密码锁只需要记住密码便可开锁，这样我们就不需要携带一串沉重的钥匙出门了。

目前，很多电子密码锁开始运用到金融行业，它的根本作用就是给相关人员赋予一个权力，也就是说只有这个权限的人才可以存取钱或者物品。

金融业赋予的这种权利主要包括以下三个方面的内容：

第一是保管权，就是说如何使用保管箱等设备；第二是流通权；第三是诸如出入金库、运钞车或者保管室出入权。

当然，以上所说的权利的技术再怎么复杂，都必须通过精准的锁具来承载电子密码锁的结构部件，从而实现开锁、闭锁的功能，同时也保证了设备的防护作用，能够抵挡小偷或者一些外界的损坏，让电子密码锁不管在什么情况下安全性能都能得到保障。

大多数情况，锁具自身的外部构造、锁内置部件的坚韧度、组合间隙跟构造都是锁具防盗的参考因素[10]。

根据各个国家社会调查，专家认为在金融业很有必要履行安全防范危机等级的测试，也就是说通过了解目前所使用的防盗设备的功能、单位公司的安装构造以及工人值守状态等，来对所处的地区的安全和防备情况进行估算以及等级鉴定。

其中，电子密码锁的功能最为重要。

报警是提升电子密码锁防盗功效的必然方式，我们可以综合物理防范和人力防范，比如在一些场合派人值守、监控设备，这些都具有报警功能。

然而只有齐备探测效力才能够报警，我们可以通过判断锁具利用的地理位置以及不同地点所需要的不同防护水平，来选择相对应的探测技术措施。

在我们国家城市金融业中，金融网点的基本要求就是实现联网报警，这样对管理以及防护都有着至关重要的作用。

与此同时随着社会科学技术的迅速发展，普通的机械锁已经慢慢地拓展到了密码锁、声控锁、激光锁、磁性锁、电子锁等。

在普通机械锁佩带钥匙的基础上，附上几组密码，密码可以通过声音、磁场、光以及指纹的差异来控制新生智能锁的开启。

从而锁的安全性得到了大幅度的提高，使得那些不法分子无计可施。

通过这些智能锁，整个社会的安全性会有所提高，个人的财产隐私也有多了一份保障。

现今，大家都开始习惯安全性高的信息系统，尤其是在维护国家机密、个人隐私以及资产方面起到重大效作。

1．3课题研究的方向

随着单片机技术的发展，单片机在控制过程中、电机一体化、智能仪表、智能家居等，得到了广泛应用，这都因为单片机本身运转速率快、体积小、制造简单、购买便宜等特点。

在本课题要研究的内容主要分为以下几个部分：

1）密码显示

此模块配置了一个模拟的显示电路，这样可以提示用户当前按键的状态。

为了防止密码外泄，不显示按下的数字字符到液晶显示屏，但通过一个专门的字母符号来警示用户当前按键情况。

有键按下，就会显示出字符“*”，没有键按下，则不会显示字符[11]。

如此一来，既巧妙的使用户得到了提示，同时又保护了用户密码不被外泄。

2）密码更改

这个设计有6位数的密码，如果需要改密码，那么按下“修改密码”这个按键，最初要在输入界面输入正确，才能够再正确输入两次新的密码，最后按下确认键显示屏是显示密码修改成功时，则说明密码修改成功同时语音播报“修改密码成功”

3）密码判断与报警

在用户密码输入准确的前提下，按下“确认”这个按键，密码锁就会自动开锁并语音播报“密码正确”。

在密码输入错误时则语音播报“密码错误”，一旦错误次数超过3次时则自动持续报警并锁定键盘。

2总体设计

2．1设计要求

本系统是一种以单片机为核心的，该系统可多次变动设置密码。

该电子锁能在输入错误累积高出3次时，能够自动报警并锁定键盘。

它同时还具备掉电保存功效，这为一旦断电所有数据全部丢失提