单片机电子密码锁论文

千里之行，始于足下。第2页/共2页精品文档推荐单片机电子密码锁论文中文摘要

摘要：在日常的日子和工作中,住所与部门的安全防范、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方法来解决。若使用传统的机械式钥匙开锁，人们常需携带多把钥匙,使用极别方便,且钥匙丢失后安全性即大打折扣。随着科学技术的别断进展，人们对日常日子中的安全保险器件的要求越来越高。为满脚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，使密码锁不管在技术上依然在性能上都大大提高一步。随着大规模集成电路技术的进展，特殊是单片机的咨询世，浮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，还引入了智能化治理、专家分析系统等功能，从而使密码锁具有非常高的安全性、可靠性，应用日益广泛。

随着人们对安全的重视和科技的进展，许多电子智能锁（指纹识不、IC卡辨认）已在国内外相继面世。然而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。而且指纹识识不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盗产品的主流。

基于以上思路，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，其要紧具有如下功能：

（1）密码经过键盘输入，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浮现错误提示，若密码输入错误次数超过3次，蜂鸣器报警同时锁定键盘。

电子密码锁的设计要紧由三部分组成：4×4矩阵键盘接口电路、密码锁的操纵电路、输出八段显示电路。另外系统还有LED提示灯，报警蜂鸣器等。

密码锁设计的关键咨询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：按下一具数字键，一具“－”就显示在最右边的数码管上，并且将先前输入的所有“－”向左挪移一位。

（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，系统将输入与密码举行检查核对，假如正确锁打开，否则别打开。

要紧的设计实施过程：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DXP2004设计硬件电路原理图，并设计PCB图完成人工布线（后因PCB板损坏决定采纳万能板焊接的办法）。第三步，使用KeiluVision3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软件举行模拟软、硬件调试。最终，联合软、硬件调试电路板，完成本次毕业设计。

关键词：4×4矩阵键盘；AT89C51；密码锁；密码二次确认

名目

中文摘要(1)

名目(3)

第1章概述(1)

第2章系统总体方案设计(2)

第3章硬件电路设计(5)

3.1键盘电路设计(5)

3.2LED显示电路(6)

3.3开锁电路(8)

3.4报警电路(9)

第四章软件设计(11)

4.1软件设计思路(11)

4.2各子程序设计(11)

第5章系统调试(17)

第6章心得体味(18)

第7章参考文献(19)

附录(20)

源程序清单(20)

硬件原理图(27)

第1章概述

随着科技的进展，单片机已别是一具陌生的名词，它的浮现是近代计算机技术进展史上的一具重要里程碑，因为单片机的诞生标志着计算机正式形成了通用计算机系统和嵌入式计算机系统两大分支。单片机单芯片的弱小体积和低的成本，可广泛地嵌入到如玩具、家用电器、机器人、仪器仪表、汽车电子系统、工业操纵单元、办公自动化设备、金融电子系统、舰船、个人信息终端及通讯产品中，成为现代电子系统中最重要的智能化工具。

本文所涉及的是市场占有率最高的是MCS—51系列，因为世界上非常多知名的IC生产厂家都生产51兼容的芯片。到目前为止，MCS—51单片机已有数百个品种，还在别断推出功能更强的新产品。

本设计是基于单片机的密码锁设计方案，依照要求，给出了该单片机密码锁的硬件电路和软件程序，并且给出了单片机型号的挑选、硬件设计、软件流程图、单片机存储单元的分配、汇编语言源程序及详细注释等内容。

第2章系统总体方案设计

方案一：采纳数字电路操纵。其原理方框图如图1－1所示。

图2－1数字密码锁电路方案

采纳数字密码锁电路的好处算是设计简单。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操纵，共设了9个用户输入键，其中惟独4个是有效的密码按键，其它的基本上干扰按键，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；假如用户输入密码的时刻超过40秒（普通事情下，用户不可能超过40秒，若用户觉得别便，还能够修改）电路将报警80秒，若电路延续报警三次，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，使用户免遭烦恼。

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：采纳一种是用以AT89S51为核心的单片机操纵方案。利用单片灵巧活的编程设计和丰富的IO端口，及其操纵的准确性，别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操纵功能。其原理如图1－2所示。

图2－2单片机操纵方案

经过比较以上两种方案，单片机方案有较大的活动空间，别但能实现所要求的功能而且能在非常大的程度上扩展功能，而且还能够方便的对系统举行升级，因此我们采纳后一种方案。

本方案采纳一种是用以89S51为核心的单片机操纵方案。利用单片灵巧活的编程设计和丰富的I/O端口，及其操纵的准确性，实现基本的密码锁功能。

初步设计思路如下：

输入密码用矩形键盘，包括数字键和功能键。

LED数码管显示输入密码，用74JS247驱动数码管发光显示数码，用74LS138操纵各位显示器分时举行显示。

用发光二极管代替开锁的电路，发光表示开锁。

输入密码错误次数超过3次，系统报警。

打开电源后，显示器显示“000000”，设原始密码为“123456”，只要输入此密码便了开门。如此可预防停电后再来电时无密码可用。

按“C”键，清除显示器为“000000”。

欲重新设定密码，先输入密码在案“*”。

输入密码，再按“D”键。若密码与设定密码相同，则开门。否则显示器清为“000000”。

软件的设计要紧包括键盘键值的读取，LED显示程序，密码比较程序和报警程序。

第3章硬件电路设计

3.1键盘电路设计

使用矩阵键盘，因此本设计就采纳行列式键盘，并且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，通常采纳如此办法。其原理如图3.1

。

图3.1矩阵键盘

每一条水平（行线）与垂直线（列线）的交叉处别相通，而是经过一具按键来连通，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，下一步就要识不哪一具按键按下。对键的识不通常有两种办法：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。

对比图3.1所示的4×4键盘，讲明线反转个工作原理。

首先辨不键盘中有无键按下，有单片机I/O口向键盘送全扫描字，然后读入行线状态来推断。办法是：向行线输出全扫描字00H，把全部列线置为低电平，然后将列线的电平状态读入累加器A中。假如有按键按下，总会有一根行线电平被拉至低电平从而使行线别全为1。

推断键盘中哪一具键被按下使经过将列线逐列置低电平后，检查行输入状态来实现的。办法是：依次给列线送低电平，然后查所有行线状态，假如全为1，则所按下的键别在此列；假如别全为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这个键。

具体的功能设计如表3.1：

表3.1按键功能

3.2LED显示电路

本系统设计的显示电路是为了给使用者以提示而设置的。本系统的显示采纳串行显示的方式，只使用单片机的一具串行口，利用74LS247驱动数码管发光显示数码和74LS138操纵位选信号，就能够完成单片机的显示

功能，显示电路的电路原理图如图3.2所示。

用P0.0—P0.3接74LS247的A，B，C，D四端口，74LS247的输出口接LED的七段显示；而P0.4—P0.6接74LS138的A，B，C三个输入口，74LS138的输出口接LED的位显示。经过软件实现数字和位操纵。