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1、. . . . .单片机课程设计项目名称 基于单片机的电子密码锁 专业班级 通信104班 学生姓名 AA 指导教师 AA 2012年 11 月 28 日摘 要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。本文以AT89C51单片机为核心器件，结合按键电路、LED数码管显示电路、报警指示电路和开锁机构，利用单片机灵活的编程设计和丰富的I/O端口，及其控制的准确性通过软件程序来控制整个系统实现电子密码锁的基本功能,其主
2、要具有如下功能：密码通过键盘输入，若密码正确，则将锁打开密码输入错误，蜂鸣器将报警提示用户可以自由设定密码关键词：AT89C51 ; 电子密码锁 ; 功能学习参考. . . . .The Simulation Design of Electronic Cipher Lock Based on MCUAbstractThe electronic cipher lock is a electronic products, which control the mechanical switch by the control circuit or chip when you input a passw
3、ord. It has many different types ,for example, simple circuit products , chip products with a higher value. Now the widely used electronic locks are based on the chip and achieve the function by programming. Based on the AT89C51 single-chip microcomputer as the core device, combining with the key ci
4、rcuit, LED digital tube display circuit, an alarm circuit and unlocking mechanism, design the whole system to achieve the basic functions of electronic cipher lock by its flexible programming , rich I / O port, and accuracy basing on the software program . With the following functions :Input passwor
5、d through the keyboard, if the password is correct, lock will open If the password is error, the buzzer will alarm Users can freely set the password The lock has some features like a reasonable design methods，simple to work，low cost and security，it also has some promotion value.Key words: AT89C51 ;
6、Cipher lock ; Function 学习参考. . . . .目 录摘 要IAbstractII第一章 绪 论III第二章 系统的总体设计和主要元器件介绍22.1 系统方案论证选择22.2 系统的总体思路设计32.3 主要元器件介绍32.3.1 AT89C51介绍32.3.2 继电器介绍62.3.3 LED数码管介绍72.3.4 矩阵键盘介绍7第三章 硬件设计93.1 单片机主控制模块（含晶振、复位基本工作电路）93.2 键盘输入模块93.3 显示模块103.4 报警模块113.5 开锁模块11第四章 软件设计134.1 系统程序设计流程图134.2 系统程序设计13第五章 系统仿真
7、设计195.1 Proteus 软件介绍195.2 Proteus 仿真图20总结21参考文献22附录23致谢29项目创新及特色29第1章 绪 论随着人们生活水平的提高， 日常生活和工作中的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等一系列安全防盗问题变的尤其突出。传统的机械锁由于其构造的简单，被撬的事件屡见不鲜，且人们常需携带多把钥匙, 使用极不方便, 一旦钥匙丢失安全性即大打折扣。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。密码锁因具有安全性高、成本低、功耗低、易操作
8、等优点，受到了广大用户的青睐。据有关资料介绍，电子密码锁的研究从20世纪30年代就开始了，在一些特殊场所早就有所应用。但当时多半是配合机械锁一起作用且存在着诸如体积较大，成本较高，可靠性较低等缺点一时难以普及。20世纪80年代后，随着信息技术、集成电路、半导体技术的发展，电子密码锁的设计也取得了快速的进步。目前，在西方发达国家，电子密码锁技术相对先进，种类齐全，电子密码锁已被广泛应用于安全处所，而我国在此点上这稍有落后。现今常见的密码锁设计主要有两种方案，一种是中规模集成电路控制的方案，另一种是单片机控制的方案。对于采用集成电路控制的方案，其中的编码电子锁电路分为编码电路、控制电路、复位电路、
9、解码电路、防盗报警电路、门铃电路，而电子锁主要由输入元件、电路(包括电源)以及锁体三部分组成。显然此种方案的物理实现结构较为复杂且重新设置密码、输入密码的操作过程也会给用户带来一定的不方便；而利用单片机控制的方案，由于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，不但能实现基本的密码锁功能，还能添加掉电存储、声光提示甚至添加遥控控制功能，但其也有一定的局限性，就在于其控制原理的复杂以及要求设计人员具有更加良好的程序设计能力，调试较为繁琐，否则程序一旦跑飞将造成意想不到的损失。通过对这两种方案的优缺点比较，再考虑到本人自己对单片机设计具有一定的基础，所以此次选择利用单片机来进行密码锁
10、的设计。本文以AT89C51单片机为核心器件，结合按键电路、LED数码管显示电路、报警指示电路和开锁机构，利用单片机灵活的编程设计和丰富的I/O端口，及其控制的准确性通过软件程序来控制整个系统实现电子密码锁的基本功能。系统能实现如下的功能：（1）密码通过键盘输入，若密码正确，则将锁打开（2）密码输入错误，蜂鸣器将报警提示（3）用户可以自由设定密码系统功能实用，成本低廉，具有一定的实用价值。学习参考. . . . .学习参考. . . . .第2章 系统的总体设计和主要元器件介绍2.1 系统方案论证选择现今常见的密码锁设计主要有两种方案，一种是中规模集成电路控制的方案，另一种是单片机控制的方案。
11、方案一：采用数字电路控制。其原理方框图如图2.1所示：图2.1 数字电路控制原理图显然此种方案的物理实现结构较为复杂且重新设置密码、输入密码的操作过程也会给用户带来一定的不方便； 方案二：采用一种是用以AT89S51为核心的单片机控制方案。其原理如图2.2所示：开锁模块89S51单片机矩阵键盘控制显示模块报警模块图2.2 单片机控制原理图 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。本方案采用一种是用以89S51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I/O端口，及
12、其控制的准确性，实现基本的密码锁功能。2.2 系统的总体思路设计以AT89C51单片机为主控制单元，键盘为主要输入单元，结合开锁装置、报警器和显示器完成整个系统设计。系统的运行过程大致如下：假设初始状态为闭锁，此时整个系统只等待按键输入，数码管也不显示。每按下一个数据键（即每输入一个密码），数码管相应的显示一个“-”标志，当密码全部输入完成后，需按下确认键“#”，此时系统判断密码是否正确，正确则开锁（仿真中以继电器动作导致发光二级管点亮为标志），错误则报警，此后数码管熄灭继续等待按键；若按下密码重置键“*”，则需先输入原密码，正确后请输入新密码，输入密码过程中，数码管显示如上“-”。2.3 主
13、要元器件介绍2.3.1 AT89C51介绍 图2.3 AT89C51封装图 图2.4 引脚图本次毕业设计选用的是AT89C51，AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000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。AT89C51主要特性： 1. 与MCS-51 兼容2. 4K字节可编程FLASH存储器3. 寿命：1000写/擦循环4. 数据保留时间：10年5. 全静态工作：0Hz-24MHz6. 三级程序存储器锁定7. 1288位内部RAM832可编程I/O线
