电子密码锁毕业设计C51程序.docx

1、电子密码锁毕业设计C51程序泉州信息职业技术学院毕业设计（论文）题 目： 系 别： 专 业： 届 别： 学 号： 姓 名： 指导老师： 泉州信息学院教务处印制带断电存储功能的电子密码锁设计摘要 本文介绍一种基于单片机和串行EEPROM的智能密码锁，是密码锁设计中比较简单的一种，考虑到经济和水平的原因设计中扩展的功能还不够强大，但是其主要功能有键盘输入、LED数码管显示、加密、修改密码、密码检测、错误报警等简单易懂、使用方便、安全性能高等。本设计采用AT89S52单片机为芯片主体，采用AT24C08为掉电存储器的芯片。这种芯片稳定性高，成本低，还能扩展很多功能，如红外探测技术，指纹识别技术，语音

2、识别技术，图像识别技术等，但本设计没有采用这些扩展。它是采用AT89S52单片机和AT24C08串行EEPROM，通过AT89S52模拟I2C总线和AT24C08通讯，实现密码锁的功能。在日常的生活和工作中, 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。若使用传统的机械式钥匙开锁，人们常需携带多把钥匙, 使用极不方便, 且钥匙丢失后安全性即大打折扣。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。密码锁具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等优点，本次设计使

3、用ATMEL公司的AT89S52实现一基于单片机的电子密码锁的设计。件调试电路板，完成本次毕业设计。关键词：AT89S52，AT24C08，密码锁，矩阵键盘目 录 第1章 引言 - 3第2章 方案论证 - 42.1方案一：采用数字电路控制方案 - 42.2方案二：采用一种是用以AT89S51为核心的单片机控制方案 - 5 第3章 硬件设计 - 6 3.1 功能模块 - 6 3.2 原理图 - 93.3 PCB图 - 9 3.4 实物 - 10 第4章 软件设计 - 11 4.1 程序流程图 - 11 4.2 程序实现功能. - 12 第5章 总结 - 13 致谢语 - 14参考文献 - 15附

4、录一 程序 - 16附录二 元件清单 - 22第1章 引言.在日常的生活和工作中, 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。若使用传统的机械式钥匙开锁，人们常需携带多把钥匙, 使用极不方便, 且钥匙丢失后安全性即大打折扣。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。密码锁具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等优点。在安全技术防范领域，具有防盗报警功能的电子密码锁逐渐代替传统的机械式密码锁，克服了机械式密码锁密码量少、安全性能差的缺点，使密码锁无论在

5、技术上还是在性能上都大大提高一步。随着大规模集成电路技术的发展，特别是单片机的问世，出现了带微处理器的智能密码锁，它除具有电子密码锁的功能外，还引入了智能化管理、专家分析系统等功能，从而使密码锁具有很高的安全性、可靠性，应用日益广泛。随着人们对安全的重视和科技的发展，许多电子智能锁（指纹识别、IC卡辨认）已在国内外相继面世。但是这些产品的特点是针对特定的指纹和有效卡，只能适用于保密要求的箱、柜、门等。而且指纹识识别器若在公共场所使用存在容易机械损坏，IC卡还存在容易丢失、损坏等特点。加上其成本较高，一定程度上限制了这类产品的普及和推广。鉴于目前的技术水平与市场的接收程度，电子密码锁是这类电子防

6、盗产品的主流。本次设计使用ATMEL公司的AT89S52实现一基于单片机的电子密码锁的设计第2章 方案论证设计本课题时构思了两种方案：一种是用以AT89S52为核心的单片机控制方案；另一种是用以74LS112双JK触发器构成的数字逻辑电路控制方案。考虑到数字电路方案原理过于简单，而且不能满足现在的安全需求，所以本文采用前一种方案。2.1方案一：采用数字电路控制方案采用数字电路控制,其原理方框图如图21所示。图21 数字密码锁电路方案采用数字密码锁电路的好处就是设计简单,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

7、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过40秒（一般情况下，用户不会超过40秒，若用户觉得不便，还可以修改）电路将报警80秒，若电路连续报警三次，电路将锁定键盘5分钟，防止他人的非法操作。电路由两大部分组成：密码锁电路和备用电源(UPS)，其中设置UPS电源是为了防止因为停电造成的密码锁电路失效，使用户免遭麻烦。密码锁电路包含：键盘输入、密码修改、密码检测、开锁电路、执行电路、报警电路、键盘输入次数锁定电路。2.2方案二：采用一种是用以AT89S51为核心的单片机控制方案以AT89S51为核心的单片机控制方案利用单片机灵活

8、的编程设计和丰富的I/O端口，及其控制的准确性，不但能实现基本的密码锁功能，还能添加调电存储、声光提示甚至添加遥控控制功能。其原理如图22所示。图22单片机控制方案 通过比较以上两种方案，单片机方案有较大的活动空间，不但能实现所要求的功能而且能在很大的程度上扩展功能，而且还可以方便的对系统进行升级，所以我们采用后一种方案。第3章 硬件设计 3.1 功能模块3.11开锁电路设计通过单片机送给开锁执行机构，将P3.5置低电平，密码正确指示灯亮，从而达到开锁的目的。其原理如图31所示。图31密码锁开锁示意图3.12按键电路设计由于设计要求使用矩阵键盘，所以本设计就彩行列式键盘，同时也能减少键盘与单片

9、机接口时所占用的I/O口线的数目，在按键比较多的时候，通常采用这样方法，其原理如图32所示。图32 行列式键盘原理电路图每一条水平（行线）与垂直线（列线）的交叉处不相通，而是通过一个按键来连通，利用这种行列式矩阵结构只需要N条行线和M条列线，即可组成具有NM个按键的键盘。在这种行列式矩阵键盘非键盘编码的单片机系统中，键盘处理程序首先执行等待按键并确认有无按键按下的程序段。当确认有按键按下后，下一步就要识别哪一个按键按下。对键的识别通常有两种方法：一种是常用的逐行扫描查询法，另一种是速度较快的线反转法。判断键盘中哪一个键被按下使通过将列线逐列置低电平后，检查行输入状态来实现的。方法是：依次给列线

10、送低电平，然后查所有行线状态，如果全为1，则所按下的键不在此列；如果不全为1，则所按下的键必在此列，而且是在与零电平行线相交的交点上的那个键。按键的操作面板如图图33所示。共计数字键10个，功能键4个，键盘上还有2个指示灯和蜂鸣器。图33 按键操作面板示意图其中10个数字键用来输入密码，另外4个功能键分别是：A、B、C、D。其中A键的功能是显示密码，B键的功能是确认输入的密码，C键的功能是当输入密码错误的时候，清除前面已经输入的数据，重新输入，D是用来进入修改密码的状态。上面的两个指示灯L1、L2、是用来指示操作的状态：L1是开门指示灯，正常的情况下无显示，当键盘动作且密码正确的时候，灯亮；L

11、2是电源状态指示灯，当接通电源时，指示灯自动点亮，否则，灯灭。面板上还有一个蜂鸣器，其功能是当用户输入密码错误时或密码输入错误次数超过了3次，鸣笛以示报警。3.13显示电路设计本系统设计的显示电路是为了给使用者以提示而设置的，选择四位连体共阳的数码管,本系统的显示采用并行显示的方式，只使用单片机的两个口P0口和P2口，就可以完成单片机的显示功能，显示电路的电路原理图如图34所示,P0口完成段码显示，P2口完成位选功能。电路设定：当密码输入错误次数达到三次以上时,显示”E”,当无输入断电时,则关闭显示，当忘记密码,输错密码,判断密码正确无误时，可通过功能键进行显示更改密码及判断。图34 显示器原

12、理图3.14 AT24C08断电存储单元的设计断电存储单元的作用是在电源断开的时候，存储当前设定的信息。AT24C08是ATMEL公司的8KB字节的电可擦除存储芯片，采用两线串行的总线和单片机通讯，电压最低可以到2.5V，额定电流为1mA，静态电流10Ua(5.5V)，芯片内的资料可以在断电的情况下保存40年以上，而且采用8脚的DIP封装，使用方便。其电路如图35所示。图35断电存储电路原理图由于AT24C08的数据线和地址线是复用的，采用串口的方式传送数据，所以只用两根线SCL（移位脉冲）和SDA（数据/地址）与单片机传送数据。每当设定一次单价，系统就自动调用存储程序，将单价信息保存在芯片内

13、；当系统重新上电的时候，自动调用读存储器程序，将存储器内的单价等信息，读到缓存单元中，供主程序使用。3.15 总体设计总框图图36总体设计框图3.2 原理图3.3 PCB图3.4 实物 第4章 软件设计 4.1 程序流程图 图41 主程序流程图 图42 修改密码流程图 图43 键盘程序流程图 图43 24c08程序流程图4.2 程序实现功能. 该主要由三部分组成：44矩阵键盘接口电路、密码锁的控制电路、输出八段显示电路。另外系统还有LED提示灯，报警蜂鸣器等，可分为以下几个模块： 垣残壁 (1)主程序模块 主程序主要完成初始化、检查有无按键按下、以及调用显示等等，其流程图如4-1所示。 (2)

14、显示子程序 由于是分屏显示数据，所以就要用到4个显示子程序，分别是：功能键显示密码状态子程序、修改密码显示子程序、判断密码输入正确提示子程序、密码输入错误次数超过3次后的锁定状态显示子程序，其流程图如4-2所示。 (3)键盘扫描及识别子程序 键盘采用查询的方式，放在主程序中，当没有按键按下的时候，单片机循环主程序，一旦有按键按下，便转向相应的子程序处理，处理结束再返回，其程序流程图如4-3所示。 (4)调电存储服务程序 当比较密码的时候，需要读AT24C08程序，将存储在芯片内的数据读到RAM中，然后和输入的密码相比较。当修改密码的时候，需要把输入的密码保存到AT24C08中，并实现断电保护,

15、其流程图如4-4所示。 第5章 总结以上为实习期间所设计的电子密码锁电路，它经过多次修改和整理，是一个能满足人们的基本要求，但因为水平有限，此电路中也存在一定的问题，譬如说电路的密码不能立即清除,数码管不是很亮，这可以通过增加电路解决，但过于复杂，本次设计未其中； 我感觉有很大的收获：首先，通过学习使自己对课本上的知识可以应用于实际，使的理论与实际相结合，加深自己对课本知识的更好理解，同时实习也段练了我个人的动手能力：能够充分利用图书馆去查阅资料，增加了许多课本以外的知识。能对protel 99、和Keil uVision等仿真软件操作，能达到学以致用。对我们学生来说，理论与实际同样重要，这是

16、我们以后在工作中说明自己能力的一个重要标准。在做设计的过程中，我感受到了老师对学生的那种悔人不卷的精神，每天的固定时间，老师都来给我们指导，使我们少走弯路，顺利完成实习任务，请允许我向你们致意崇高的敬意，感谢你们，老师！ 在没有做毕业设计以前，觉得毕业设计只是对知识的单纯总结，但是通过这次毕业设计发现自己的看法有点太片面，课程设计不仅是对前面所学知识的一种检验，也是对自己能力的一种提高，通过这次课程设计使自己明白了原来的那点知识是非常欠缺的，要学习的东西还很多，通过这次课程设计，明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作和生活中都应该不断的学习，努力提高自己的知识和综合素质。 在这次毕业设计中

17、，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，发现我们所学的知识实在是有限，不过我们能够充分利用网络的优势去查阅资料。在整个设计过程中懂得了许多东西，也培养了独立思考和设计的能力，树立了对知识应用的信心，相信会对今后的学习工作和生活有非常大的帮助，并且提高了自己的动手实践操作能力， 使自己充分体会到了在设计过程中的成功喜悦。虽然这个设计做的不怎么好，但是在设计过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和财富，使我终身受益致谢语 在此，我很感谢我的指导老师陈海彬，在做毕业设计的过程中得到他的悉心指导，在论文行文过程中，多次帮助我分析思路，开拓视角，在我遇到困难想放弃的时候给予我最大的支持和鼓励

18、。从论文选题到搜集资料，从写稿到反复修改，期间经历了喜悦、聒噪、痛苦和彷徨，在写作论文的过程中心情是如此复杂，陈海彬老师始终认真负责地给予我深刻而细致地指导，在百忙之中抽出时间帮助我搜集文献资料，帮助我理清论文写作思路，对我的论文提出了诸多宝贵的意见和建议。帮助我开拓研究思路，精心点拨、热忱鼓励。正是老师的无私帮助与热忱鼓励，我的毕业论文才能够得以顺利完成，谢谢陈海彬老师。 他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。陈老师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，在此谨向陈老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。我还要感谢在一起愉快的度过毕

19、业论文小组的同学们，正是由于你们的帮助和支持，我才能克服一个一个的困难和疑惑，直至本文的顺利完成。 我要感谢，非常感谢自己。在论文的写作过程中，自己总是积极主动的，主动与老师同学们沟通，不耻下问。通过写作论文，我更加深刻理解了“态度决定一切”这句话，论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意! 最后，再次对关心、帮助我的老师和同学表示衷心地感谢，感谢我的家人和那些永远也不能忘记的朋友，他们的支持与情感，是我永远的财富 参考文献1.孙涵芳，徐爱卿编著。MCS51/96系列单片机原理及应用（修订版）。北

20、京：北京航空航天大学出版社，1996.42.何立民编著。MCS-51系列单片机应用系统设计（系统配置与接口技术）。北京：北京航空航天大学出版社，1993.83.吴微，文军编著。单片机原理及制作。武汉：武汉大学出版社，1991.54.孙育才，苏学成编著。单片微型计算机应用系统设计与实现。南京：东南大学出版社，1990.55.郑步生，Multisim 2001 电路设计及仿真入门与应用，北京。电子工业出版社，20026何小艇。电子系统设计。杭州：浙江大学出版社，20007李瀚荪主编。电路分析基础（上、中、下册（第三版）。北京：高等教育出版社，19838温照方编。电路基础。北京：北京理工大学出版社，

21、19969。9杨志忠。电子技术基础数字部分。北京：电力出版社，199910杨颂华。数字电子技术基础。西安：西安电子科技大学出版社，200011杜刚。电路设计与制板Protel应用教程（电子电路设计循序渐进系列教程）。北京：清华大学出版社，200612曾峰。印刷电路板（PCB）设计与制作。北京：电子工业出版社，200513童诗白，华成英，模拟电子技术基础（第三版），北京，高等教育出版社，2001康华光，电子技术基础（模拟部分，第四版），北京，高等教育出版社，199914王佩珠，电路与模拟电子技术，南京，南京大学出版社，199415杨清学，电子装配工艺【M】 北京，电子工业出版社 ，200416王

22、成安，模拟电子技术（实训篇）【M】，2版，大连，大连理工大学出版社，200517黄纯，电子产品工艺【M】 北京，电子工业出版社，2001附录一 程序及部分说明#include #include unsigned char b14=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xff,0xff,0xff,0xff;unsigned char c4;unsigned char a4=0xf1,0xf2,0xf4,0xf8,kk8;unsigned char K,Key,ac,i,z,wr,ii; /ac表示数码管显示个数sbit scl =

23、P26; sbit sda = P27; sbit P35 = P35;sbit P34 = P34;/ 延时子程序 void delay(unsigned char pp) /延迟时间等于pp*1ms while(pp-) unsigned char j; for(j=0;j126;j+); /j进行的内部循环，1次延迟8us,延迟1ms void delayNOP() _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();/开始位 void start() sda = 1; delayNOP(); scl = 1; delayNOP(); sda = 0; delayNOP();

24、 / 停止位 void stop() sda = 0; delayNOP(); scl = 1; delayNOP(); sda = 1; delayNOP(); /应答/ void respons () unsigned char i; scl=1; delayNOP(); while(sda=1)&(i250)i+; scl=0; delayNOP();/总线初始化/void init() sda=1; delayNOP(); scl=1; delayNOP(); /写字节/void write_byte(unsigned char date) unsigned char i,temp;

25、temp=date; for(i=0;i8;i+) temp=temp1; scl=0; delayNOP(); sda=CY; delayNOP(); scl=1; delayNOP(); scl=0; delayNOP(); sda=1; delayNOP(); /读字节/unsigned char read_byte() unsigned char i,j,k; scl=0; delayNOP(); sda=1; delayNOP(); for(i=0;i8;i+) scl=1; delayNOP(); if(sda=1) j=1; else j=0; k=(k1)|j; scl=0;

26、delayNOP(); return k; /写地址/void write_add(unsigned char address,unsigned char date) start(); write_byte(0xa0); respons(); write_byte(address); respons(); write_byte(date); respons(); stop(); /读地址/unsigned char read_add(unsigned char address) unsigned char date; start(); write_byte(0xa0); respons();

27、write_byte(address); respons(); start(); write_byte(0xa1); respons(); date=read_byte(); stop(); return date;/功能/void fun1()/功能键显示密码 for(z=0;zac;z+) P0=cz; P2=read_add(wr+); c3=c2; c2=c1; c1=c0; c0=read_add(i+); void fun2()/判断密码 if(P0=read_add(i)!=(P0=ci)&(P2=read_add(i)!=(P2=ai) P34=0; delay(100); P34=1; ii+; else P35=0; void fun3()/删除功能键 for(K=10;K11;K+) c0=c1; c1=c2; c2=c3; c3=bK; void fun4()/更改密码确认键 if(P35=0) write_add(i,c0); write_add(wr,a0); delay(10); write_add(i+1,c