本科毕业论文基于单片机的电子密码锁的设计28840

1、摘 要本设计从经济实用出发采用atmel公司的单片机at89s51作为主控芯片，采用低功耗cmos型e2prom at24c02为数据储存单元，遥控器键盘输入密码，按键编码采用hcs301芯片、解码采用hcs500芯片、lcd1602液晶显示器、报警装置、开锁电路、遥控无线电波、编码、解码等电路组成一款多功能电子密码锁。此密码锁利用滚动加密技术，短距离射频遥控技术，能进一步增强电子密码锁的安全性，可靠性与实用性。经过市场调查，使用单片机制作的电子密码锁具有方便、安全、操作简单等优点，而且易于开发，成本较低，在住宅、办公室、保险箱、汽车等需要防盗的场所有一定的实用性。该设计还具有按键有效提示、控

2、制开锁、控制报警、修改密码以及无线遥控发送非固定代码等功能。关键词：单片机；遥控；密码锁；报警abstractthis design uses atmel chip at89s51as the main control chip, using low power cmos e2prom at24c02 as the data storage unit, remote control keyboard input password, key code using hcs301 chip, the decoding using hcs500 chip.lcd1602 liquid crystal

3、display, alarm device, an unlocking circuit, remote control radio wave, encoding, decoding circuit composed of a multifunctional electronic cipher lock. this password lock using rolling encryption technology, short distance radio frequency remote control technology, can further enhance the security

4、of electronic locks, reliability and practicality.through market research using microcontroller electronic cipher lock has the advantages of convenience, safety, simple operation and easy to develop, a little, cost is low, in the residential, office, safe, car, need security place has the certain us

5、ability. the design also has the keys to effective tips, control lock, alarm control, modify your password and wireless remote control transmitting a fixed code and other functions.keywords：mcu; remote control; cipher lock; alarm目 录1 绪论11.1 电子密码锁的研究背景11.2 电子密码锁的国内外现状及其发展趋势11.3 本设计所实现的目标21.4 本章小结22 设

6、计方案和元器件选择32.1 方案论证32.2 元器件选择32.2.1主控芯片at89s5132.2.2存储芯片at24c0232.2.3液晶显示lcd160242.2.4编码芯片hcs30142.2.5解码芯片hcs50052.3 本章小结53 电路原理设计63.1 硬件设计原理63.2 硬件设计的外围电路63.2.1电源输入部分63.2.2键盘输入部分73.2.3密码存储部分73.2.4复位部分83.2.5显示部分83.2.6报警部分93.2.7开锁部分93.2.8遥控发射电路103.2.9射频接收电路micrf007103.3 本章小结114 软件设计124.1 i2c通讯子程序124.2

7、开锁程序流程图124.3 主控cpu的主程序流程134.4密码设置程序流程图144.5 本章小结155 设计总结16参考文献17致谢18附录 程序清单211 绪论电子密码锁一般是通过外部输入密码与片内存储密码对比进而控制芯片、电路作出相应动作，达到机械开关闭合的目的来完成开关门锁。目前市场上密码锁有多种，应用较为广泛的密码锁都是以单片机作为密码锁核心，然后加上辅助电路，编程来达到控制实现。电子密码锁的安全性已经大大超过了机械锁，并且使用更加方便，成本不高，具有普遍适用性。1.1 电子密码锁的研究背景在日常生活中储存重要东西，文件，特别是单位，部门的重要档案，资料的保存离不开密码锁。如果使用机械

8、锁，使用者常常会丢失钥匙或者携带一大窜钥匙，这样显得既不方便，而且安全性也低。 随着需求的进步，电子密码锁进入人们生活已势不可挡，电子密码锁操作简单，添加报警功能，其在安全性上大大增强。大规模集成电路技术的发展使密码锁更具有小巧实用，成本低廉的优点，1976年单片机的问世，为密码锁的发展作出了巨大贡献，具有各种功能的智能密码锁相继问世，此类密码锁的出现表明密码锁在安全性，可靠性上又有了重大突破 1。1.2 电子密码锁的国内外现状及其发展趋势经过对目前国内外市场上各种密码锁的研究发现它们都有自己的优点及缺陷：一、机械式密码锁。最早期的密码锁，它抗干扰能力强，成本低，但是在安全性上，不能避免非法用

9、户的多次尝试，输入密码极不方便，而且密码量也少。二、固定键盘式密码锁。此类密码锁为键盘输入密码，一般密码位数可设定，它的密码量相对机械密码锁大大增强，但是此类密码锁在输入密码时暴露在外的键盘很容易泄露密码。三、红外遥控电子密码锁。在日常生活中红外线遥控技术出现已经极其普遍，而红外遥控技术与密码技术相结合的电子密码锁也比较常见。然而红外线遥控需要在一定范围内，所以它的缺点在与距离和是否被干扰方面。四、其它密码锁。上述几种密码锁为典型的几种密码锁，除此之外还有如磁卡式密码锁，指纹式密码锁等。磁卡密码锁使用较为方便，但容易折损，它对环境的要求，使得使用者必须小心翼翼。指纹式密码锁安全性高，具有唯一性

10、指纹鉴别，但是成本也高，不具有普片实用性2。1.3 本设计所实现的目标使用者开锁，需要输入正确的密码，输入完毕经电路发送，锁具端接收信号并进行分析。如果多次输入错误密码将有报警提示。为了提高安全性，通过无线电波发送与接收代码采用特定芯片实现编码解码。主要工作过程如下：一、开启键盘，用户通过遥控器键盘输入密码；二、输入完成，经过编码芯片，发射电路发送输入信号；三、锁具端通过接收电路，解码芯片接收信号并与单片机自己保存的密码进行对比，从而判断是否正确，以及执行相对应的开门或者报警动作。1.4 本章小结本章从电子密码锁的研究背景，国内外现状及其发展趋势，本设计所要实现的目标三个方面作出的阐述。只有了

11、解了这几个方面才有利于对自己的设计作出更好的判断，基于单片机的电子密码锁是目前市场上的主流产品，它对于锁具的发展具有重大意义。2 设计方案和元器件选择2.1 方案论证目前根据我们了解的单片机，各种型号的单片机都有一定的应用环境，因此如何合理的选择才能保证既能适应系统要求，又能做到低功耗，低成本。根据调查以及所学知识在选取单片机时需注意以下几个方面：性能、存储器、运行速度、i/o口、定时/计数器、串口、工作电压、功耗、封装形式、抗干扰性、保密性等除了以上这些，还有一些方面如：中断源的向量和优先级、工作温度范围、单片机内有无时钟振荡器、有无上电复位功能等3。基于以上因素本设计选用at89s51单片

12、机作为本设计的核心元件，利用其丰富的i/o接口，片内闪存等方面完全能满足此次设计要求。选用无线315mhz射频rf(radio frequency)方式来完成无线通讯。315mhz的发射频率是国家规定的无线报警专用频率，符合国家规定4。信号的编码和解码采用hcs301与hcs500芯片，能对遥控器按键信息进行滚动加密，在安全上进一步提高，防止密码被捕获破译，非法复制。2.2 元器件选择2.2.1主控芯片at89s51at89s51是一个低功耗，高性能cmos 8位单片机，片内含4k可反复擦写1000多次的flash只读程序存储器，128b的片内ram，32位i/o口线5。at89s51具有40

13、个引脚，4kb 片内flash程序存储器，128b的随机存取数据存储器（ram），32个外部双向输入/输出（i/o）口，6个中断源6。2.2.2存储芯片at24c02at24c02是一个2k位串行cmos e2prom，内部含有256个8位字节，catalyst公司的先进cmos技术实质上减少了器件的功耗7。它是采用了i2c总线式进行数据读写的串行器件，占用很少的资源和io口，并且支持在线编程，进行数据实时的存取十分方便，工作电压宽(2.55.5 v)、擦写10000多次、写入速度小于10 ms、抗干扰力强、数据不易丢失、体积小等特点8。2.2.3液晶显示lcd16021602型lcd显示模块

14、具有体积小，功耗低，显示内容丰富等特点9。1602型lcd可以显示2行16个字符，有8位数据总线d0d7和rs，r/w，e三个控制端口9。液晶显示lcd1602型的接口信号说明如下表2-1所示：表2-1 液晶显示lcd1602型的接口信号说明编号符号引脚说明编号符号引脚说明1vss电源地9d2data i/o2vdd电源正极10d3data i/o3v0液晶显示对比度调整端11d4data i/o4rs寄存器选择端12d5data i/o5r/w读写选择端（h/l）13d6data i/o6e使能端14d7data i/o7d0data i/o15bla背光源正极8d1data i/o16bl

15、k背光源负极2.2.4编码芯片hcs301在芯片选择上，hcs301芯片为特制滚动码芯片发送滚动码在安全性上大大提高。hcs301保密性可编程64bit的加密密钥，28bit的序列号，16bit的同步码，用户可通过相应的适配器对芯片内部的eeprom进行编程，为了保证数据的安全，一旦将数据写入eeprom后不能再读出，但可以再次修改10。（1）hcs301产生加密密匙在hcs301投入使用时，先产生一个唯一对应的64位的加密钥匙，加密密匙的产生示意图如图图2-1 hcs301加密密匙的产生示意图由工厂代码和系列号一起经密钥产生算法形成唯一的加密密码，然后写入片内eeprom，每一个制造商均不相

16、同，它用于产生与每一个编码器相对应的唯一加密密钥11。（2）hcs301的编码过程hcs301的编码过程如图2-2图2-2 hcs301滚动编码过程示意图2.2.5解码芯片hcs500hcs500是可与hcs301配对的芯片10。硬件解密过程如图2-3：图2-3 硬件解密过程示意图2.3 本章小结通过上面对设计方案和元器件选择的介绍，我们可以看出，采用单片机为核心控制的方案，控制灵活、准确性好且保密性强还具有扩展功能，根据现实生活的需要，此次设计采用以单片机为核心控制的方案。在加上其他部分完成设计。3 电路原理设计3.1 硬件设计原理系统的硬件部分由主控芯片、电源输入部分、键盘输入部分、密码存

17、储部分、复位部分、显示部分、报警部分、开锁部分、针对本设计具体应分为遥控器系统与锁具系统两大模块。系统原理框图如图3-1：图3-1 a 遥控器系统原理框图图3-1 b 锁具系统原理框图3.2 硬件设计的外围电路3.2.1电源输入部分系统需要直流电源供电，输入的电网电压不符合要求，所以用电源变压器可起到降压作用，而降压后的电压仍为交流电压，通过整流电路把交流转换成直流，最后在用低通电路滤波电路，使输出的电压平滑，得到系统所需要的电源。电路使用集成稳压芯片7805解决了电源稳压问题。而为了能在断电的情况下电路继续正常工作，采用的备用电源可用6v可充电蓄电池供电。电源输入部分原理图如图3-2：图3-

18、2电源输入部分原理图3.2.2键盘输入部分系统密码需要遥控键盘输入，而且需要提示使得输入时不易出现错误，或者误操作。而系统采用的89s51单片机有32接口，本设计中使用的这个4*4键盘不但能完成密码的输入还能作特别功能键使用，比如清空显示功能等。所以按键输入原理图如下图3-3：图3-3 键盘接口电路3.2.3密码存储部分系统的密码存储，采用at24c02芯片，为一款eeprom芯片，内含存储空间大，写入速度快12。其接线如图3-4所示：图3-4 at24c02电路接线图3.2.4复位部分系统复位部分，单片机在接上电源，或者发生故障、死机的时候都需要复位操作。复位电路如图3-5所示的复位电路：图

19、3-5复位电路原理图接通电源瞬间，电容c1电压很小，复位下拉电阻r6电压接近电源电压，rst为高电平，在电容充电的过程中rst端电压逐渐下降，当rst断的电压小于某一数值后，cpu脱离复位状态。为避免死机时无法可靠复位增加手动复位按键。当复位键按下后电容c1通过r5放电，当电容c1放电结束由r5/r6分压比决定rst端的电位，由r53?报警程序nyny返回确认程序再次输新密码两次新密码输入相同？ny设置成功图4-4 密码设置流程图4.5 本章小结本章主要介绍了软件设计的各流程图。我们只有充分理解了各个流程图以后，才能运用汇编语言完成本设计的软件系统编程。最终，完成此次设计。5 设计总结本设计选

20、用了at89s51作为系统核心芯片，在加上储存、报警、开锁、遥控等部分，组成了一款多功能的遥控电子密码锁。此款密码锁，由于解码编码芯片采用的是keeloq算法的hcs系列滚动码编码芯片，所以在安全性上明显比其他密码锁更具优越性。而无线电遥控技术与密码锁的结合也是一项比较主流的产品。通过四年对电子专业的学习，感觉自己收获不少，但是电子专业是一门前瞻技术型专业，其中的知识之深之厚，非是短短的几年时间就能学透的。知识的欠缺造成此次论文中许多不可避免的错误或者不妥之处，还请各位老师指点批评。以便我能够在今后的学习和设计中将得以继续改进。理工科的学生选择电子技术我想是比较常见的，电子技术的广泛性、新颖性

21、、前瞻性，使得许多研究者孜孜不倦，而依附于电子技术的密码锁其更新换代的速度必定很快，根据市场的需求，技术的进步，更安全、方便、适用的密码锁必将出现。我相信，不管怎么样的技术进步，只要我们愿意去学习，去研究我们就能有所收获。而且我们的设计必定不会只局限于当前。参考文献1陈丹萍.基于at89s51单片机的电子密码锁设计j.大众科技,2010,(06)2瞿贵荣.实用电子密码锁j.家庭电子,2000,(07):16-19.3董继成.一种新型安全的单片机密码锁j.电子技术,2004,(03):14-15.4杨勇.新型无线遥控密码锁系统的研究（d）.陕西：西北工业大学，20035曹冬.基于at89s51的

22、新型打铃器的研制j.现代电子技术，2005，（10）6张乾.基于vb的pc机与单片机串口通信技术研究j.河南科技上半月，2011，（03）7贾涛.基于arm的嵌入式流动电流测控仪的研究（d）.北京：北京化工大学，20078查斌.基于单片机的电机软起动智能控制器研究（d）.湖北：武汉理工大学，20099袁志兵.基于ps0c的超声电机驱动电源的研究（d）.南京：南京航空航天大学，201010陈进超.新型无线遥控电子密码锁系统的研究（d）湖北：华中师范大学，200611石幸利.基于滚动码技术的汽车防盗系统研究j.重庆科技学院学报，2007，（01）12卢旭锦.基于keilc的at24c02串行e2p

23、rom的编程j.现代电子技术，2007，（08）13仲为武.三维牵引床控制系统设计（d）.山东:山东大学，200614高海.基于at89s51的密码锁设计j.现代电子技术，2010，（18）致 谢大学四年的学习即将结束。四年的学习生活让我学到了不少知识，不管是书本上的专业知识还是生活中的做人道理。我相信这四年生活是我人生中最重要最难忘的一段时光。在这大学的最后一页里，我要感谢的人很多，首先要感谢我的学校，是您让我成长，让我学到专业知识，让我快乐的生活。还要感谢我的论文指导老师x老师，在您的指导下我完成了论文。还要感谢的是我们各科任课老师，您们从大一把我们迎进来，到现在看着我们离开校园，在四年来

24、一直教导我们，照顾我们。所以在这里也一定要特别感谢他们。当然，还要感谢班里的各位兄弟姐妹，是你们陪我度过了大学四年的学习生活，我们在一起有过太多的回忆，愿友谊长存。最后要感谢的就是我的父母、朋友，感谢你们一直都伴随着我。在我有困惑的时候无私的帮助我。现在我即将走出学校，走向社会，我坚信，我确信有了这四年的学习我能适应社会。最后，再一次感谢在四年学习生活中帮助过我的人，在此我只有从内心衷心的祝愿你们，愿你们一切顺利，生活美满。 硬件设计总电路图ag an employment tribunal clai emloyment tribunals sort out disagreements bet

25、ween employers and employees. you may need to make a claim to an employment tribunal if: you dont agree with the disciplinary action your employer has taken against you your employer dismisses you and you think that you have been dismissed unfairly. for more informu, take advice from one of the orga

26、nisations listed underfurther help. employment tribunals are less formal than some other courts, but it is still a legal process and you will need to give evidence under an oath or affirmation. most people find making a claim to an employment tribunal challenging. if you are thinking about making a

27、claim to an employment tribunal, you should get help straight away from one of the organisations listed underfurther help. ation about dismissal and unfair dismissal, seedismissal. you can make a claim to an employment tribunal, even if you haventappealedagainst the disciplinary action your employer

28、 has taken against you. however, if you win your case, the tribunal may reduce any compensation awarded to you as a result of your failure to appeal. remember that in most cases you must make an application to an employment tribunal within three months of the date when the event you are complaining

29、about happened. if your application is received after this time limit, the tribunal will not usually accept i. if you are worried about how the time limits apply to you if you are being represented by a solicitor at the tribunal, they may ask you to sign an agreement where you pay their fee out of y

30、our compensation if you win the case. this is known as adamages-based agreement. in england and wales, your solicitor cant charge you more than 35% of your compensation if you win the case.youre clear about the terms of the agreement. it might be best to get advice from an experienced adviser, for e

31、xample, at a citizens advice bureau. to find your nearest cab, including those that give advice by e-mail, click onnearest cab.for more information about making a claim to an employment tribunal, seeemployment tribunals.the (lack of) air up there watch m cay man islands-based webb, the head of fifas

32、 anti-racism taskforce, is in london for the football associations 150th anniversary celebrations and will attend citys premier league match at chelsea on sunday.i am going to be at the match tomorrow and i have asked to meet ya ya toure, he told bbc sport.for me its about how he felt and i would li

33、ke to speak to him first to find out what his experience was.uefa hasopened disciplinary proceedings against cskafor the racist behaviour of their fans duringcitys 2-1 win.michel platini, president of european footballs governing body, has also ordered an immediate investigation into the referees ac

34、tions.cska said they were surprised and disappointed by toures complaint. in a statement the russian side added: we found no racist insults from fans of cska.age has reached the end of the beginning of a word. may be guilty in his seems to passing a lot of different life became the appearance of the

35、 same day; may be back in the past, to oneself the paranoid weird belief disillusionment, these days, my mind has been very messy, in my mind constantly. always feel oneself should go to do something, or write something. twenty years of life trajectory deeply shallow, suddenly feel something, do it.

36、一字开头的年龄已经到了尾声。或许是愧疚于自己似乎把转瞬即逝的很多个不同的日子过成了同一天的样子；或许是追溯过去，对自己那些近乎偏执的怪异信念的醒悟，这些天以来，思绪一直很凌乱，在脑海中不断纠缠。总觉得自己似乎应该去做点什么，或者写点什么。二十年的人生轨迹深深浅浅，突然就感觉到有些事情，非做不可了。the end of our life, and can meet many things really do?而穷尽我们的一生，又能遇到多少事情是真正地非做不可？during my childhood, think lucky money and new clothes are necessary

37、for new year, but as the advance of the age, will be more and more found that those things are optional; junior high school, thought to have a crush on just means that the real growth, but over the past three years later, his writing of alumni in peace, suddenly found that isnt really grow up, it se

38、ems is not so important; then in high school, think dont want to give vent to out your inner voice can be in the high school children of the feelings in a period, but was eventually infarction when graduation party in the throat, later again stood on the pitch he has sweat profusely, looked at his t

39、hrown a basketball hoops, suddenly found himself has already cant remember his appearance.童年时，觉得压岁钱和新衣服是过年必备，但是随着年龄的推进，会越来越发现，那些东西根本就可有可无；初中时，以为要有一场暗恋才意味着真正的成长，但三年过去后，自己心平气和的写同学录的时候，突然就发现是不是真正的成长了，好像并没有那么重要了；然后到了高中，觉得非要吐露出自己的心声才能为高中生涯里的懵懂情愫划上一个句点，但毕业晚会的时候最终还是被梗塞在了咽喉，后来再次站在他曾经挥汗如雨的球场，看着他投过篮球的球框时，突然间发

40、现自己已经想不起他的容颜。originally, this world, can produce a chemical reaction to an event, in addition to resolutely, have to do, and time.原来，这个世界上，对某个事件能产生化学反应的，除了非做不可的坚决，还有，时间。a persons time, your ideas are always special to clear. want, want, line is clear, as if nothing could shake his. also once seemed

41、to be determined to do something, but more often is he backed out at last. dislike his cowardice, finally found that there are a lot of love, there are a lot of miss, like shadow really have been doomed. those who do, just green years oneself give oneself an arm injection, or is a self-righteous spi

42、ritual.一个人的时候，自己的想法总是特别地清晰。想要的，不想要的，界限明确，好像没有什么可以撼动自己。也曾经好像已经下定了决心去做某件事，但更多的时候是最后又打起了退堂鼓。嫌恶过自己的怯懦，最终却发现有很多缘分，有很多错过，好像冥冥之中真的已经注定。那些曾经所谓的非做不可，只是青葱年华里自己给自己注射的一支强心剂，或者说，是自以为是的精神寄托罢了。at the moment, the sky is dark, the air is fresh factor after just rained. suddenly thought of blue plaid shirt; those wer

43、e broken into various shapes of stationery; from the corner at the beginning of deep friendship; have declared the end of the encounter that havent start planning. those years, those days of do, finally, like youth, will end in our life.此刻，天空是阴暗的，空气里有着刚下过雨之后的清新因子。突然想到那件蓝格子衬衫；那些被折成各种各样形状的信纸；那段从街角深巷伊始

44、的友谊；还有那场还没有开始就宣告了终结的邂逅计划那些年那些天的非做不可，终于和青春一样，都将在我们的人生中谢幕。baumgartner the disappointing news: mission aborted. r plays an important role in this mission. starting at the ground, conditions have to be very calm - winds less than 2 mph, with no precipitation or humidity and limited cloud cover. the ball

45、oon, with capsule attached, will move through the lower level of the atmosphere (the troposphere) where our day-to-day weather lives. it will climb higher than the tip of mount everest (5.5 miles/8.85 kilometers), drifting even higher than the cruising altitude of commercial airliners (5.6 miles/9.1

46、7 kilometers) and into the stratosphere. as he crosses the boundary layer (called the tropopause),e can expect a lot of turbulence. we often close ourselves off when traumatic events happen in our lives; instead of letting the world soften us, we let it drive us deeper into ourselves. we try to defl

47、ect the hurt and pain by pretending it doesnt exist, but although we can try this all we want, in the end, we cant hide from ourselves. we need to learn to open our hearts to the potentials of life and let the world soften us.生活发生不幸时，我们常常会关上心门；世界不仅没能慰藉我们，反倒使我们更加消沉。我们假装一切仿佛都不曾发生，以此试图忘却伤痛，可就算隐藏得再好，最终也

48、还是骗不了自己。既然如此，何不尝试打开心门，拥抱生活中的各种可能，让世界感化我们呢？whenever we start to let our fears and seriousness get the best of us, we should take a step back and re-evaluate our behavior. the items listed below are six ways you can open your heart more fully and completely.当恐惧与焦虑来袭时，我们应该退后一步，重新反思自己的言行。下面六个方法有助于你更完满透彻

49、地敞开心扉。whenever a painful situation arises in your life, try to embrace it instead of running away or trying to mask the hurt. when the sadness strikes, take a deep breath and lean into it. when we run away from sadness thats unfolding in our lives, it gets stronger and more real. we take an emotion

50、thats fleeting and make it a solid event, instead of something that passes through us.当生活中出现痛苦的事情时，别再逃跑或隐藏痛苦，试着拥抱它吧；当悲伤来袭时，试着深呼吸，然后直面它。如果我们一味逃避生活中的悲伤，悲伤只会变得更强烈更真实悲伤原本只是稍纵即逝的情绪，我们却固执地耿耿于怀by utilizing our breath we soften our experiences. if we dam them up, our lives will stagnate, but when we keep them flowing, we allow more newness and greater experiences to blossom.深呼吸能减缓我们的感受。屏住呼吸，生活停滞；呼出呼吸，更多新奇与经历又将拉开序幕。2. embrace the uncomfortable we all know what that twinge of anxiet