基于单片机电子密码锁设计

湖南工业大学本科毕业设计（论文）过程管理资料（2012届）专科毕业设计（论文）资料题 目 名 称：基于单片机的电子密码锁设计 学 院（部）： 电气与信息工程学院 专 业： 应用电子技术 学 生 姓 名： 班 级：学号指导教师姓名： 职称 副教授 最终评定成绩： 湖南工业大学教务处 2012届专科毕业设计（论文）资料第一部分 过程管理资料目录第一部分 过程管理资料一、2012届毕业设计（论文）课题任务书(4)二、湖南工业大学专科毕业设计（论文）开题报告(6)三、专科毕业设计（论文）中期报告(11)四、毕业设计（论文）指导教师评阅表(13)五、毕业设计（论文）评阅教师评阅表(14)六、毕业设计（论文）答辩及最终成绩评定表(15)第二部分 设计说明书七、设计说明书(16)2012届毕业设计（论文）课题任务书院(系)： 电气与信息工程学院 专业： 应用电子 指导教师学生姓名课题名称基于单片机的电子密码锁的设计内容及任务本设计主要研究基于单片机应用技术实现的具有实用价值，操作方便的电子密码锁。系统主要由键盘接口电路、密码锁的控制电路、输出八段显示电路等部分组成。利用单片机灵活的编程设计和丰富的IO端口，及其控制的准确性能，实现基本的密码锁功能。主要任务如下：1、系统的总体分析设计。2、能实现密码的输入、清楚、更改、开锁等功能。3、电路简单，性能稳定。4、系统的软件设计与任务实现。拟达到的要求或技术指标1、通过对电路的设计，掌握电子密码锁的设计原理，完成课题的设计和实现。2、熟练掌握各模块的相关知识。3、掌握用程序语言设计和实现一个系统的基本方法、过程、步骤和测调方法。4、论文文档格式规范，并能准确反映课题的开发实现过程。5、按学校对论文格式的相关规定撰写毕业论文。毕业论文的内容应如实反映自己的工作情况。6、学会撰写论文的方法和格式，为以后书写学术论文打下一定的基础。7、了解学术研究的一般思路和基本方法。进度安排起止日期工作内容备注2011年下学期16-19周寒假2012年上学期1-4周5-8周9-12周13-15周16周查阅资料，认识课题，撰写开题报告。学习相关资料，翻译外文资料毕业实习系统分析阶段课题制作阶段撰写论文毕业答辩主要参考资料1 李军.51系列单片机高级实例开发指南.北京:北京航空航天大学出版社，2004.2 龙忠琪，贾立新. 数字集成电路教程M. 北京：科学出版社，第三部分第八章 20013 刘瑞新，赵全利.单片机原理及应用教程.北京：机械工业出版社，2003.4 冯建华，赵亮.单片机应用系统设计与产品开发.北京：人民邮电出版社，2004.5 何立民.单片机高级教程.第一版北京：北京航空航天大学出版社，2001.6 赵景波，薛萍，赵景晖，王劲松. Protel 2004电路设计应用范例.北京：清华大学出版社，2006，5.7 江思敏，陈明.Protel电路设计教程.北京：清华大学出版社，2006.教研室意见年 月 日院(系)主管领导意见年 月 日湖 南 工 业 大 学毕业设计（论文）开题报告（2012届） 基于单片机的电子密码锁设计 电气与信息工程学院 电子091 周 玉 题目名称：学 院：报 告 人：学 号专业班级：指导教师：2011年12月23日题目：基于单片机的电子密码锁设计1. 结合课题任务情况，查阅文献资料，撰写15002000字左右的文献综述电子防盗锁应用于金融业，其根本的作用是“授权”，即被“授权”的人才可以存取钱、物。广义上讲，金融业的“授权”主要包括以下三种层次的内容：1、授予保管权，如使用保管箱、保险箱和保险柜；2、授予出入权，如出入金库、运钞车和保管室；3、授予流通权，如自动存取款。目前，金融行业电子防盗锁的应用主要集中在前两个层面上。下面将介绍几种在金融行业中使用较多的电子防盗锁以及它们的技术发展方向。 当然，以上所说的授权技术再高超，都必须由精良的“锁具”担当承载结构部件，实现开启、闭锁的功能，而且承担实体防护作用，抵抗住或尽量延迟破坏行为，让电子防盗锁“软、硬不吃”。一般情况下，锁具防盗的关键是锁身外壳、闭锁的部件的强度、锁止型式、配合间隙和布局。 提高电子防盗锁之防护能力的必然途径是报警，在金融业的许多场所有人值守、有电视监控，具有报警功能，可以综合物理防范和人力防范两种作用。报警的前提是具备探测功能，根据电子防盗锁的使用场所和防护要求，可选择多种多样的探测手段。在中国的城市金融业中，实现联网报警已经成为对各金融网点的基本要求。 根据国内外的实践经验，金融业实行安全防范风险等级很有必要，即依据使用的防盗报警器材的性能、安装布局和人员值守状况等，可以评估被防护物或区域的防护能力，得出风险等级，其中，电子防盗锁的性能至关重要。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，这样对盗贼而言是“道高一尺、魔高一丈”。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”。2. 选题依据、主要研究内容、研究思路及方案本设计的任务拟采用单片机C51作为单片机的核心单元，利用单片机串行发射、接收等功能而设计的一款具有本机开锁和报警功能的电子密码锁。本系统成本低廉，功能实用2.1 选题依据拟在此电子密码锁的系统中设计主要由三部分组成：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。系统能完成本机超时报警、超次锁定、修改用户密码基本的密码锁的功能。除上述基本的密码锁功能外，还具有调电存储、声光提示等功能，依据实际的情况还可以添加遥控功能。2.2 主要研究内容主要分为以下几个部分：(1)设置密码及修改设置6位密码，密码可以由用户自己修改设定（只支持6位密码），密码通过键盘输入，若密码正确，则将锁打开。锁打开后才能修改密码。修改密码之前必须再次输入密码，在输入新密码时候需要二次确认，以防止误操作。(2)密码显示为了帮助用户确认是否有键按下，特在电路中设置了模拟显示电路；而为了防止密码外泄；显示时，并不是显示用户按下的数字符号，而是以一个特定的字母符号提醒用户是否有键按下。有键按下，就会显示出字符-“*”，没键按下，则不会显示字符。这样既巧妙的提醒了用户又保护了用户密码，此乃本设计可靠性优点之一。 (3)本机键开锁当用户键入正确密码后，在按确认键，便会自动开锁。但用户键入密码时应注意：数字与数字之间的间隔时间为2分钟，例如密码为32796851，当键入第一个数字3后应在2分钟内键入第二个数字2，否则，就会视为无效。如果键入完密码后不按确认键系统会当做放弃开锁处理 (4)密码错误报警当用户键入错误密码时，密码输入错误数码显示器会出现错误提示。当连续三次出现密码错误时，系统就会报警，由蜂鸣器发出报警声，锁定键盘且系统会长期报警不止。这时必须按复位方可停止。此乃安全可靠性之一。2.3 研究思路及方案决定采用一种是用以AT89S51为核心的单片机控制方案。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IO端口，及其控制的准确性，实现基本的密码锁功能。初步方案设计原理如下图所示：AT89S51键盘输入复位电路密码修改电路晶振电路电源输入显示电路报警电路开锁电路3. 工作进度及具体安排1. 2012上学期 12周：根据本次毕业设计题目、研究目标和内容，查阅中外文文献，完成外文文献翻译任务和开题报告。2.2012 上学期 312周：设计电路，并绘制电路原理图，制作电路版，编制系统相应软件，并调试系统，完成整个系统的开发与实现。3.2012 上学期 13-15周：撰写毕业设计论文。4.2012 上学期 16周：评审、答辩、给出成绩及评语。4. 指导教师意见导教师： 年 月 日说明：开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一，此报告应在导师指导下，由学生填写，将作为毕业设计（论文）成绩考查的重要依据，经导师审查后签署意见生效。专科毕业设计（论文）中期报告 填表日期：2012年5月8日学院(部)电气与信息工程学院班级学生姓名课题名称：基于单片机电子密码锁设计课题主要任务：设计电路，并绘制电路原理图，制作电路版，编制系统相应软件，并调试系统，完成整个系统的开发与实现。 撰写毕业设计论文。 根据本次毕业设计题目、研究目标和内容，查阅中外文文献，完成外文文献翻译任务 1、简述开题以来所做的具体工作和取得的进展或成果1. 毕业设计课题的基本硬件电路图的设计基本完成。2. 毕业论文的基本框架有了大概的轮廓。3. 对Protel软件有了更深层次的理解和运用，并对Protues等计算机仿真软件有了初步的认识。2、下一步的主要研究任务，具体设想与安排1.准备进行电气软件检查，以确定原理图的正确性，为将来的计算机仿真做好准备。2.基于单片机密码锁电路原理图的汇编语言源程序正在编写之中。3.毕业设计的文本资料即毕业设计报告的绪论已经完成，并正在为详细论述设计方案和硬件介绍准备资料。3、存在的具体问题1. 毕业设计电路原理图的布线是主要问题，因为本课题的外围电路包括单片机的晶振电路，复位电路，7805稳压电路，掉电存储电路，显示电路，报警电路及矩阵键盘，线路比较复杂，布线有一定的困难，所以自动布线已经不再适用，只能单根布线，需要花费大量的时间来查阅资料。2. 元器件的封装，没有现成的封装库可以利用，需要进行手动封装。3. 时间上有些紧促，不过论文的绪论已经完成，详细介绍设计方案只是时间问题。我会尽快完成。4、指导教师对该生前期研究工作的评价指导教师签名：日 期： 毕业设计（论文）指导教师评阅表学院（部）：电气与信息工程学院学生姓名学 号班 级专 业应用电子技术指导教师姓 名课题名称基于单片机电子密码锁设计评语：（包括以下方面，学习态度、工作量完成情况；检索和利用文献能力、计算机应用能力；学术水平或设计水平、综合运用知识能力和创新能力；）是否同意参加答辩：是 否指导教师评定成绩分值：指导教师签字： 年 月 日毕业设计（论文）评阅教师评阅表学院（部）：电气与信息工程学院 学生姓名学 号班 级专 业课题名称基于单片机电子密码设计评语：（对论文学术评语，包括选题意义；文献利用能力；所用资料可靠性；创新成果及写作规范化和逻辑性）针对课题内容给设计者（作者）提出3个问题，作为答辩时参考。1.2.3.评 分：是否同意参加答辩是 否评阅人签名： 年 月 日 毕业设计（论文）答辩及最终成绩评定表学院（部）（公章）： 学生姓名学号班级答辩日期课题名称基于单片机电子密码锁设计指导教师成 绩 评 定分值评 定教师1教师2教师3教师4教师5小计课题介绍思路清晰，语言表达准确，概念清楚，论点正确，实验方法科学，分析归纳合理，结论严谨，设计（论文）有应用价值。30答辩表现思维敏捷,回答问题有理论根据，基本概念清楚，主要问题回答准确、深入,知识面宽。70合 计100答 辩 评 分分值：答辩小组长签名：答辩成绩a： 30指导教师评分分值：指导教师评定成绩b： 40评阅教师评分分值：评阅教师评定成绩c： 30最终评定成绩： 分数： 等级：答辩委员会主任签名： 年 月 日 说明：最终评定成绩a+b+c，三个成绩的百分比由各学院（部）自己确定。2012届专科毕业设计（论文）资料第二部分 设计说明书10 （2012届）专科毕业设计（论文）基于单片机的电子密码锁设计 学 院（部）： 电气与信息工程学院 专 业： 应用电子技术 学 生 姓 名： 班 级： 学号 指导教师姓名： 职称 最终评定成绩 : 摘 要 随着人们生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一问题也变得尤其突出，传统的机械锁由于其构造简单，安全性能低，无法满足人们的需求。随着电子产品向智能化和微型化的不断发展，单片机已成为电子产品研制和开发中首选的控制器，所以具有防盗报警功能的电子密码控制系统逐渐代替传统的机械式密码控制系统，克服了机械式密码控制的密码量少，安全性能差的缺点。通过单片机编写密码程序，并用74LS47和3-8译码器74LS138驱动的数码管来显示密码。数码管可以时时显示当前输入的四位数字。当输入密码正确时，对应的指示灯亮；当密码不正确时，另一个对应的指示灯亮且并且发出声音报警。关键词: 密码锁 ,单片机 ,报警 ABSTRACT With the improvement of peoples living standards, it has become particularly prominent about how to achieve Anti-theft family. The traditional mechanical lock has such shortcoming as simple structure , Low security ,it cant meet peoples demands.As electronic products are developing towards intelligence and minimization, single-chip computers(SCM) have become the first choice for controllers in the development of electronic products. Therefore, the electronic anti-theft alarm function password control system and gradually replace the traditional mechanical password control system, Overcome the low mechanical password control password and the shortcomings of poor safety performance，the password program written by SCM, and 3-8 with 74LS47 Decoder 74LS138-driven digital control to display the password。Digital tube can always display the current input of six digits。When you enter the password correctly, the corresponding indicator light；When the password is incorrect, the other, and the corresponding indicator light and sound alarm。 Keywords: Combination lock, Single-chip microcomputer, alarm 第1章 引 言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在日常生活和工作中，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，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。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生。它的出现为人们的生活带来了很大的方便，有很广阔的市场前景。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，这样对盗贼而言是“道高一尺、魔高一丈”。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次设计使用 ATMEL公司的 AT89C51 实现一基于单片机的电子密码锁的设计，其主要具有如下功能： （1）密码通过键盘输入，若密码正确，则将锁打开。 （2）报警、锁定键盘功能。密码输入错误数码显示器会出现错误提示，若密码输入错误次数超过 3 次，蜂鸣器报警并且锁定键盘。 电子密码锁的设计主要由三部分组成：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。 密码锁设计的关键问题是实现密码的输入、清除、更改、开锁等功能： （1）密码输入功能：按下一个数字键，一个“”就显示在最右边的数码管上，同时将先前输入的所有“”向左移动一位。 （2）密码清除功能：当按下清除键时，清除前面输入的所有值，并清除所有显示。 （3）开锁功能：当按下开锁键，系统将输入与密码进行检查核对，如果正确锁打开，否则不打开。 主要的设计实施过程：首先，选用 ATMEL公司的单片机 AT89C51，以及选购其他电子元器件。第二步，使用 DXP 2004设计硬件电路原理图，并设计 PCB图完成人工布线（后因 PCB 板损坏决定采用万能板焊接的方法）。第三步，使用 Keil uVision3 软件编写单片机的 C 语言程序、仿真、软件调试。第四部，使用 PROTEUS 软件进行模拟软、硬件调试。最后，联合软、硬件调试电路板，完成本次毕业设计。 2方案比较与论证方案一：采用数字电路控制。其原理方框图如图1所示。图1 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6个是有效的密码按键，其它的都是干扰按键，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；若电路连续报警三次，电路将锁定键盘10秒，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。方案二：以AT89C51为核心的单片机控制方案。利用单片机灵活的编程设计和丰富的IO端口，及其控制的准确性，不但能实现基本的密码锁功能，还能添加温度显示、时间显示甚至添加遥控控制功能。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。 3系统模块电路的设计 31 系统总框图密码输入电路显示电路单片机密码检测电路时钟电路报警电路数据锁存电路温度传感器开锁电路 图2系统框图32系统的模块电路设计321 单片机最小系统模块AT89C51是一种低功耗，高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和系统可编程Flash,使得AT89SC51为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活，超有效地解决方案。AT89C51是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。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AT89C51是一种高效微控制器， AT89C51单片机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。图3 AT89C51管脚图 322时钟电路模块采用专用时钟芯片DS1302，该芯片性能简介如下：DS1302的结构及工作原理 ：DS1302 是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2.5V5.5V。采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。DS1302内部有一个318的用于临时性存放数据的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升级产品，与DS1202兼容，但增加了主电源/后背电源双电源引脚，同时提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。 （1） 引脚功能及结构 图1示出DS1302的引脚排列,其中Vcc1为后备电源，VCC2为主电源。在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。DS1302由Vcc1或Vcc2两者中的较大者供电。当Vcc2大于Vcc10.2V时，Vcc2给DS1302供电。当Vcc2小于Vcc1时，DS1302由Vcc1供电。X1和X2是振荡源，外接32.768kHz晶振。RST是复位/片选线，通过把RST输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。RST输入有两种功能：首先，RST接通控制逻辑，允许地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供终止单字节或多字节数据的传送手段。当RST为高电平时，所有的数据传送被初始化，允许对DS1302进行操作。如果在传送过程中RST置为低电平，则会终止此次数据传送，I/O引脚变为高阻态。上电运行时，在Vcc2.5V之前，RST必须保持低电平。只有在SCLK为低电平时，才能将RST置为高电平。I/O为串行数据输入输出端(双向)，后面有详细说明。SCLK始终是输入端。 图4 DS1302的管脚图（2） DS1302的控制字节 DS1302 的控制字如图2所示。控制字节的最高有效位(位7)必须是逻辑1，如果它为0，则不能把数据写入DS1302中，位6如果为0，则表示存取日历时钟数据，为1表示存取RAM数据;位5至位1指示操作单元的地址;最低有效位(位0)如为0表示要进行写操作，为1表示进行读操作，控制字节总是从最低位开始输出。 图5 DS1302的控制字节（3） 数据输入输出(I/O) 在控制指令字输入后的下一个SCLK时钟的上升沿时，数据被写入DS1302，数据输入从低位即位0开始。同样，在紧跟8位的控制指令字后的下一个SCLK脉冲的下降沿读出DS1302的数据，读出数据时从低位0位到高位7。 （4） DS1302的寄存器 DS1302有12个寄存器，其中有7个寄存器与日历、时钟相关，存放的数据位为BCD码形式,其日历、时间寄存器及其控制字见表1。 图6 日历,时间寄存器及其控制字此外，DS1302 还有年份寄存器、控制寄存器、充电寄存器、时钟突发寄存器及与RAM相关的寄存器等。时钟突发寄存器可一次性顺序读写除充电寄存器外的所有寄存器内容。 DS1302与RAM相关的寄存器分为两类：一类是单个RAM单元，共31个，每个单元组态为一个8位的字节，其命令控制字为C0HFDH，其中奇数为读操作，偶数为写操作；另一类为突发方式下的RAM寄存器，此方式下可一次性读写所有的RAM的31个字节，命令控制字为FEH(写)、FFH(读)。 （5） DS1302与单片机连接如图7所示：图7 DS1302与单片机连接图323键盘模块使用矩阵键盘，所以本设计就采用行列式键盘，同时也能减少键盘与单片机接口时所占用的I/O线的数目，在按键比较多的时候，通常采用这样的方法。其原理如图8所示:图8 矩阵键盘每条水平(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N条行线和M条列线，即可组成具有N*M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法；另一种是速度较快的线反转法。对照图8所示的4*4键盘，说明线反转个工作原理。首先辨别键盘中有无按键按下，由单片机I/O口向键盘送全扫描字，然后读入行线状态来判断。方法是：向列线输出全扫描字00H，把全部列线置为低电平，然后将行线的电平状态读入累加器A中。如果有按键按下，总会有一根行线电平被拉至低电平从而使行线不全为1。判断哪个键被按下：将P1.0P1.3都置低，检测P1.4P1.7是否有低的，若有，则证明有键按下，记下低的端口。然后，将P1.4P1.7置低，检测P1.0P1.3是否有低的端口，如有，则证明端口与上次的一个为地的端口交叉位置的键被按下。按键键名功能说明09键数字键输入密码*键重设密码键设定新密码D键确定键比较密码C键清除键使显示器清零B键开启键开启键盘A键关闭键关闭键盘#键调整键调整时间324显示模块电子密码锁系统中，需要现实的信息较少，因此采用七段LED数码显示管作为显示器。数据传输采用串行方式，有单片机串行数据口P3.0发送，在经过74HC164串行移位器把串行数据转换成8位并行数据，用以驱动七段LED数码显示管。由于74HC164芯片中，没有数据锁存器，串行数据每到达一位，都会直接送到七段显示管中，造成所有数据都会经过其短线是数码管的每一个LED灯，是数据显示不稳定。因此在74HC164串行移位寄存器和七段数码显示管之间，加入数据锁存器（74273芯片），以稳定数码显示管的数据显示。在按下开启按键后，显示器处于开启状态，同理只有按下关闭键后显示器处于关闭状态，当需要对密码锁进行开锁时，按下键盘上的开锁键后利用键盘上的数字键09输入密码，每按下一个数字键后在显示器上显示一个“-”，输入六个数有六个“-”出现。当密码输入完成时，按下确认键。如果正确的话LED显示“111111”,单片机其中P2.0出现低电平，使三极管T2导通，电磁铁吸合，电子密码锁被打开，如果密码错误，LED显示”000000”,单片机P2.0输出的是高电平，电子密码锁不能被打开。在LED屏上时间出错时，可通过“#”键修改时间设定。图9显示电路。 3.2.5电源模块 为了防止停电情况的发生，本电路后备了UPS电源，它包括市电供电电路，停电检测电路，电子开关切换电路，蓄电池充电电路和蓄电池组成。电源电路图如图5所示。图12供电电路220V市电通过变压器降压成12V的交流电,再经过整流桥整流,7805稳压到5V送往电子切换电路，由于本电路功耗较少，所以选用10W的小型变压器。由R8，R9，R6，R7及IC14构成电压比较器，正常情况下，V+V- IC14输出高电平，由T3，T4构成的达林顿管使继电器J开启，将其常开触电将蓄电池和电路相连，实现市电和蓄电池供电的切换，保证电子密码锁的正常工作（视电池容量而定持续时间）。其电路图如下图6所示：图13 停电检测及电子开关切换电路T1，T2构成的蓄电池自动充电电路，它在电池充满后自动停止充电，其中D1亮为正在充电，D2为工作指示。由R4，R5，T1构成电压检测电路，蓄电池电压低，则T1，T2导通，实现对其充电；充满后，T1，T2截止，停止充电，同时D1熄灭，电路中C4的作用是滤除干扰信号。其电路图如图7所示： 图14 蓄电池自动充电电路3.2.6 温度检测电路设计采用一线总线式温度传感器DS18B20,该传感器性能如下：(1) DS18B20的主要特性:适应电压范围更宽，电压范围：3.05.5V，在寄生电源方式下可由数据线供电独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现组网多点测温DS18B20在使用中不需要任何外围元件，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内温范围55125，在-10+85时精度为0.5可编程的分辨率为912位，对应的可分辨温度分别为0.5、0.25、0.125和0.0625，可实现高精度测温在9位分辨率时最多在93.75ms内把温度转换为数字，12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字，速度更快测量结果直接输出数字温度信号，以一线总线串行传送给CPU，同时可传送CRC校验码，具有极强的抗干扰纠错能力负压特性：电源极性接反时，芯片不会因发热而烧毁，但不能正常工作。（2）DS18B20与单片机接口电路图：3.2.7开锁电路与报警电路设计开锁电路在本次设计中，基于节省材料的原则，暂时用发光二极管代替电磁锁，发光管亮，表示开锁；灭，表示没有开锁。电路图如3.3所示。当P2.0口输出低电平时，二极管发光，表示开锁。图16 开锁电路报警电路 报警模块由蜂鸣器和单片机组成。选择一只压电式蜂鸣器，压电式蜂鸣器工作时需要100mA驱动电流。当89c51的P2.1口输出低电平时，蜂鸣器产生蜂音，89c51输出高电平时，蜂鸣器不发声。 图17 报警电路4 系统的软件设计41 软件设计思路电子密码锁工作的主要过程是LED数码管提示开始输入密码，通过键盘输入密码，同时LED显示密码输入状况，接下来确认密码的判断，做出开锁或报警处理。当输入密码连续输入错误3次时，系统报警。其中还有温度和时间显示。 多功能电子密码锁的基本要求:1、通过键盘修改、输入密码。2、连续三次输入密码错误后锁定键盘10秒，并给出提示。3、具有日期时间设置（小时和分钟）、显示，环境温度显示功能。4、220V供电下，设计系统所需电源，并考虑掉电后原始数据的保存。4.2系统主流程图 开始初始化有键按下？调用显示启动定时识别按键按键数=6？超时？比较密码开门开始自动清除3次？报警NNYYYYNN按下*启动定时输入密码存入缓冲再输入一次比较密码调用LED调用显示按%退出Y重新输入N图18 主程序流程图图19 修改密码流程图 图21报警流程图 5 总结在没有做毕业设计前觉得毕业设计只是对所学知识的单纯总结，但是通过这次做毕业设计发现自己的看法有点太片面。毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次毕业设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次课程设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。在这次毕业设计中也使我们的同学关系更进一步了，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，听听不同的看法对我们更好的理解知识。在多人做项目的时候，队员的交流是非常重要的，是很关键的部分。这次的毕业设计也让我看到了团队的力量，我认为我们的工作是一个团队的工作，团队需要个人，个人也离不开团队，必须发扬团结协作的精神。刚开始的时候，大家就分配好了各自的任务，大家有的绘制原理图，进行仿真实验，有的积极查询相关资料，并且经常聚在一起讨论各个方案的可行性。在毕业设计中只有一个人知道原理是远远不够的，必须让每个人都知道，否则一个人的错误，就有可能导致整个工作失败。团结协作是我们成功的一项非常重要的保证。不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手。最后终于做完了有种如释重负的感觉。此外，还得出一个结论：知识必须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。程序的设计思想的精巧的重要性，是不管怎么说都不为过的，好的设计可以让大家很快的明白你的思想，而且很方便的来实现它。良好的编程习惯，它可以使你的程序很方便的被别人阅读，也很方便的被更改，所以可以的话，尽可能多的写出注释，没有人会闲你写的太多。 在设计过程中，通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财富，使我终身受益。对我而言，知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。让我知道了学无止境的道理。我们每一个人永远不能满足于现有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面还有更高的山峰在等着你。挫折是一份财富，经历是一份拥有。6 致谢本论文虽然凝聚着自己的汗水，但却不是个人智慧的产品，没有父母和朋友的帮助和支持，我在大学的