电子密码锁本科毕业设计完整版文档格式.docx

1、 it combines with the external matrix keyboard input LCD digital display alarm unlock and so on circuits dominates by the C programming language chip EEPROM of the control procedures and carries on the translation with Keil software the password can be changed many times the electronic the password

2、control also has the alarming function. This password lock circuit design has anti-test button input intelligent control lock unlock alarm and change the password multiple functions. Password length can be changed great security and high flexible than others it is widely used. Key Words： Password lo

3、ck； MCU； Alarm； LCD Display摘要第一章 绪论 1.1电子密码锁简介.11.2电子密码锁的发展趋势.11.3本设计所要实现的目标.21.4设计方案简介.2第二章 主要元器件介绍2.1主控芯片AT89S51.32.1存储芯片AT24C02.62.3 LCD1602显示器.72.4 晶体振荡器.8第三章 硬件系统构成3.1设计原理.103.2电路总体构成.103.3电源输入电路.113.4键盘输入电路.123.5密码存储电路.123.6复位电路.133.7晶振电路.143.8显示电路.143.9报警电路.153.10开锁电路 .15第四章 软件系统设计4.1主程序流程图.1

4、74.2按键软件设计.184.3密码设置软件设计.194.4开锁软件设计.20第五章 调试与实现5.1硬件调试 .215.2软件调试 .215.3 Pruteus仿真.22结论与展望致谢参考文献附录 第一章 绪 论1.1 电子密码锁简介 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其特点如下：1） 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零2） 密码可变用户可以随时更改密码防止密码被盗同

5、时也可以避免因 人员的更替而使锁的密级下降3） 误码输入保护当输入密码多次错误时报警系统自动启动4） 无活动零件不会磨损寿命长5） 使用灵活性好不像机械锁必须佩带钥匙才能开锁6） 电子密码锁操作简单易行一学即会1.2 电子密码锁的发展趋势 日常生活和工作中住宅与部门的安全防范、单位的文件档案、财务报表以及一些个人资料的保存多以加锁的办法来解决目前门锁主要用弹子锁其钥匙容易丢失；保险箱主要用机械密码锁其结构较为复杂制造精度要求高成本高且易出现故障使用极不方便且钥匙丢失后安全性即大打折扣针对这些锁具给人们带来的不便若使用机械式钥匙开锁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

6、生由于电子器件所限以前开发的电子密码锁其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简单但很不安全在后为多是基于EDA来实现的其电路结构复杂电子元件繁多也有使用早先的20引角的2051系列单片机来实现的但密码简单易破解随着电子元件的进一步发展电子密码锁也出现了很多的种类功能日益强大使用更加方便安全保密性更强由以前的单密码输入发展到现在的密码加感应元件实现了真真的电子加密用户只有密码或电子钥匙中的一样是打不开锁的随着电子元件的发展及人们对保密性需求的提高出现了越来越多的电子密码锁出于安全、方便等方面的需要许多电子密码锁已相继问世但这类产品的特点是针对特定有效卡、指纹或声音有

7、效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、房间等由于数字、字符、图形图像、人体生物特征和时间等要素均可成为钥匙的电子信息组合使用这些信息能够使电子防盗锁获得高度的保密性如防范森严的金库需要使用复合信息密码的电子防盗锁组合使用信息也能够使电子防盗锁获得无穷扩展的可能使产品多样化对用户而言是千挑百选、自得其所可以看出组合使用电子信息是电子密码锁以后发展的趋势1.3 本设计所要实现的目标 本设计采用单片机为主控芯片结合外围电路组成电子密码锁用户想要打开锁必先通过提供的键盘输入正确的密码才能将锁打开密码输入错误有提示为了提高安全性当密码输入错误三次将报警密码可以有用户自己修改设定锁

8、打开后才能修改密码修改密码之前必须再次输入就的密码在输入新密码的时候要二次确认以防止误操作1.4 设计方案简介 采用以单片机为核心的控制方案 由于单片机种类繁多各种型号都有其一定的应用环境因此在选用时要多加比较合理选择以期获得最佳的性价比一般来说在选取单片机时从下面几个方面考虑：性能、存储器、运行速度、I/O口、定时/计数器、串行接口、模拟电路功能、工作电压、功耗、封装形式、抗干扰性、保密性除了以上的一些的还有一些最基本的比如：中断源的数量和优先级、工作温度范围、有没有低电压检测功能、单片机内有无时钟振荡器、有无上电复位功能等在开发过程中单片机还受到：开发工具、编程器、开发成本、开发人员的适应

9、性、技术支持和服务等等因素基于以上因素本设计选用单片机AT89S51作为本设计的核心元件利用单片机灵活的编程设计和丰富的I/O端口及其控制的准确性实现基本的密码锁功能在单片机的外围电路外接输入键盘用于密码的输入和一些功能的控制外接AT24C02芯片用于密码的存储外接LCD1602显示器用于显示作用当用户需要开锁时先按键盘开锁键之后按键盘的数字键09输入密码密码输完后按下确认键如果密码输入正确则开锁不正确显示密码错误重新输入密码当三次密码错误则发出报警；当用户需要修改密码时先按下键盘设置键后输入原来的密码只有当输入的原密码正确后才能设置新密码新密码输入无误后按确认键使新密码将得到存储密码修改成功

10、第二章 主要元器件2.1主控芯片AT89S51单片机AT89S51功能介绍AT89S51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM-Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压高性能CMOS8位微处理器俗称单片机该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中ATMEL的AT89S51是一种高效微控制器为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案AT89S51芯片引脚图如图2-1所示主要特性：与MCS-51 兼容 4

11、K字节可编程闪烁存储器 寿命：1000写/擦循环数据保留时间：10年全静态工作：0Hz-24Hz三级程序存储器锁定128*8位内部RAM32可编程I/O线两个16位定时器/计数器5个中断源 可编程串行通道低功耗的闲置和掉电模式片内振荡器和时钟电路 管脚说明：下面按其引脚功能分为四部分叙述这40条引脚的功能 1、主电源引脚VSS和VSS AT89S51芯片引脚图VSS-（40脚）接+5V电压；VSS-（20脚）接地2、外接晶体引脚XTAL1和XTAL2 XTAL1（19脚）接外部晶体的一个引脚在单片机内部它是一个反相放大器的输入端这个放大器构成了片内振荡器当采用外部振荡器时对HMOS单片机此引脚

12、应接地；对SHMOS单片机此引脚作为驱动端XTAL2（18脚）接外晶体的另一端接至上述振荡器的反相放大器的输出端采用外部振荡器时该引脚接外部振荡器的信号即把外部振荡器的信号直接接到内部时钟发生器的输入端；对XHMOS此引脚应悬浮3、控制或与其它电源复用引脚RST/VPD、ALE/PROG、PSEN和EA/VPP RST/VPD（9脚）当振荡器运行时在此脚上出现两个机器周期的高电平将使单片机复位推荐在此引脚与VSS引脚之间连接一个约8.2k的下拉电阻与VSS引脚之间连接一个约10F的电容以保证可靠地复位VSS掉电期间此引脚可接上备用电源以保证内部RAM的数据不丢失当VSS主电源下掉到低于规定的电

13、平而VPD在其规定的电压范围（50.5V）内VPD就向内部RAM提供备用电源ALE/PROG（30脚）：当访问外部存贮器时ALE（允许地址锁存）的输出用于锁存地址的低位字节即使不访问外部存储器ALE端仍以不变的频率周期性地出现正脉冲信号此频率为振荡器频率的1/6因此它可用作对外输出的时钟或用于定时目的然而要注意的是每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲ALE端可以驱动（吸收或输出电流）8个LS型的TTL输入电路 对于EPROM单片机（如8751）在EPROM编程期间此引脚用于输入编程脉冲（PROG）PSEN（29脚）：此脚的输出是外部程序存储器的读选通信号在从外部程序存储器取指令（或常数

14、）期间每个机器周期两次PSEN有效但在此期间这两次有效的PSEN信号将不出现PSEN同样可以驱动（吸收或输出）8个LS型的TTL输入EA/VPP（引脚）：当EA端保持高电平时访问内部程序存储器但在PS（程序计数器）值超过0FFFH（对851/8751/80S51）或1FFFH（对8052）时将自动转向执行外部程序存储器内的程序当EA保持低电平时则只访问外部程序存储器不管是否有内部程序存储器对于常用的8031来说无内部程序存储器所以EA脚须常接地这样才能只选择外部程序存储器对于EPROM型的单片机（如8751）此引脚也用于施加21V的编程电源（VPP）4控制或与其它电源复用引脚 RST/VpdA

15、LE/PROGPSEN 和EA/VppRST/Vpd 当振荡器运行时在此引脚上出现两个机器同期的高电平（由低到高跳变）将使单片机复位在 VSS掉电期间由 Vpd向内部 RAM提供备用电源以保持内部RAM中的数据ALE/PROG 正常操作时为ALE功能（允许地址钱存）提供把地址的低字节锁存到外部锁存器ALE引脚以不变的频率（振荡周期的1/6）周期性地发出正脉冲信号但要注意将跳过一个 ALE脉冲 ALE端可以驱动（吸收或输出电流）八个 LSTTL电路对于 EPROM型单片机在 EPROM编程期间此引脚接收编程脉冲（PROG功能）PSEN 外部程序存储器读选通信号输出端在从外部程序存储器取指令（或数

16、据）期间；PSEN 在每个机器周期内两次有效 PSEN 同样可以驱动八个LSTTL输入EAVpp EA为内部程序存储器和外部程序存储器选择端当EA为高电平时访问内部程序存储器（PS值小于4K）当EA为低电平时则访问外部程序存储器对于EPROM型单片机此引脚上加21VEPROM编程电源（Vpp）5、输入/输出（I/O）引脚P0、P1、P2、P3（共32根） P0口（39脚至32脚）：是双向8位三态I/O口在外接存储器时与地址总线的低8位及数据总线复用能以吸收电流的方式驱动8个LS型的TTL负载P1口（1脚至8脚）：是准双向8位I/O口由于这种接口输出没有高阻状态输入也不能锁存故不是真正的双向I/

17、O口P1口能驱动（吸收或输出电流）4个LS型的TTL负载对8052、8032P1.0引脚的第二功能为T2定时/计数器的外部输入P1.1引脚的第二功能为T2EX捕捉、重装触发即T2外部控制端对EPROM编程和程序验证时它接收低8位地址P2口（21脚至28脚）：在访问外部存储器时它可以作为扩展电路高8位地址总线送出高8位地址在对EPROM编程和程序验证期间它接收高8位地址P2可以驱动（吸收或输出电流）4个LS型的TTL负载P3口（10脚至17脚）：在MSS-51中这8个引脚还用于专门功能是复用双功能口P3能驱动（吸收或输出电流）4个LS型的TTL负载作为第一功能使用时就作为普通I/O口用功能和操作

18、方法与P1口相同作为第二功能使用时各引脚的定义如表所示 值得强调的是P3口的每一条引脚均可独立定义为第一功能的输入输出或第二功能表2-1 P3口管脚备选功能P3.0RXD（串行输入口）P3.1TXD（串行输出口）P3.2/INT0（外部中断0）P3.3/INT1（外部中断1）P3.4T0（记时器0外部输入）P3.5T1（记时器1外部输入）P3.6/WR（外部数据存储器写选通）P3.7/RD（外部数据存储器读选通）2.2 存储芯片AT24C02如图2-2为AT24C02的芯片引脚图图2-2 AT24C02的芯片引脚图特点：低压和标准电压运行模式- 2.7 （VCC = 2.7V to 5.5V）- 1.8 （VCC = 1.8V to 5.5V）内建128x8存储序列2线制串行接口双向数据传送协议100kHz（1.8V2.5V2.7V） 和400kHz（5V）兼容写同步时钟（最大10ms）高可靠性极限：1M写时钟周期数据保存:100年不断推进的芯片等级扩大了设备的可用温度范围AT24C02提供电可擦除的串行1024位存储或可编程只读存储器（EEPROM）128字（8位/字）芯片在低压的工业与商业应用中进行了最优化设备操作：