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1、 本科毕业论文（设计、创作） 题目： 基于单片机控制的电子密码锁设计 Electronic lock controlled base on single chip microcomputer 学生姓名： 曹元元 学号： 0802127 所在院系：电子信息与通信技术系 专业： 电子信息工程 入学时间： 2008 年 9 月导师姓名： 刘同怀 李菊芳 职称/学位： 教授 助教 导师所在单位： 安徽三联学院 完成时间： 2012 年 5 月安徽三联学院教务处 制摘要现在电子产品向智能化和微型化的不断发展，人们对安全性能要求越来越高。传统的机械锁由于它的内部构造简单，安全性能低，并不能满足现在人们的需
2、求，且机械锁被撬导致被盗的事件让人痛苦不堪。单片机已经在家电领域中有了广泛的应用，系统采用美国Atmel公司的AT89S51单片机作为系统核心，液晶显示器LCD1602作为输出设备显示系统提示信息，4*4矩阵薄膜键盘作为输入设备，CMOS串行E2PROM存储器AT24C02作为数据存储器，配合蜂鸣器、继电器等电路构成整个系统硬件，主要功能有开锁、修改密码、掉电密码锁存储、报警功能等【2】。对本课题的构思方案采用AT89S51为核心的单片机，主要是由于它能防止多次试探而不被破译来有效的克服现实生活中许多缺点。关键词：密码锁、AT89S51、显示器LCD1602、存储器AT24C02 Abstra
3、ctNow electronic product miniaturization to the intelligent and continuous development, people increasingly high performance requirements of safety. The traditional mechanical lock because of its simple internal structure, low safety property, and can not meet the present needs of the people, and th
4、e mechanical lock prizing lead stolen events of agonizing.SCM has been in the field of home appliance has wide application, system uses the American Atmel company AT89S51 MCU as the core system, liquid crystal display LCD1602 as output device to display system message,4* 4 matrix keyboard as an inpu
5、t device, a CMOS serial E2PROM memory AT24C02 as data storage, with a buzzer, relay circuit hardware of the whole system the main function of the lock, modify passwords, power-down, password lock storage, alarm function.On the subject of design scheme based on AT89S51single-chip, mainly because it c
6、an prevent many temptations and not be deciphered to effectively overcome in the real life many shortcomings.Key words: password lock, AT89S51, LCD1602, AT24C02display memoryII目 录摘要IAbstractII前言1第一章 绪论11.1 电子密码锁发展趋势11.2设计的意义与目标21.2.1设计的意义21.2.2设计的目标2第二章 系统的思路设计42.1系统的整体框图42.2设计理念4第三章 方案的硬件设计53.1主控芯片
7、AT89S5153.1.1芯片AT89S51简介53.1.2 AT89S51引脚介绍与实物53.2显示模块73.3键盘输入模块83.4 密码断电存储保护模块93.4.1主控芯片AT24C02介绍93.4.2芯片AT24C02引脚图与电路连接图103.5发声模块113.6系统晶振模块113.7开锁模块123.8电路复位模块13第四章 系统的软件设计154.1主程序流程图154.2按键设计164.2.1按键流程图164.2.2按键消抖电路164.3密码设置174.4开锁软件设计184.5系统的声音设计19第五章 结论21第六章 致谢22参考文献23附录一：24附录二57IV安徽三联学院毕业论文前言
8、生活在现在的我们越来越多的东西需要保护，对我们的保护工具我们的要求也越来越高。假如使用传统的机械式钥匙开锁，人们需携带多把钥匙, 使用太不方便了,并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，人们对日常生活中安全性能要求越来越高。为满足人们对锁的使用要求，用数字密码代替钥匙的密码出现了。密码锁具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等优点。在安全技术方面，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，解决了机械式密码锁的密码量少、安全性能差的缺点，使密码锁无论在技术上还是在性能上都大大提高一步【1】。随着人们对安全的重视，许多电子智能锁已在国内外相继面世。但很多产品都是指纹和I
9、C开锁的，只适用于保密要求的箱、柜等。而且假如指纹识识别器在公共场所使用存在容易机械损坏，IC卡还存在容易丢失、损坏等不便。加上其成本较高，一定程度上限制了这类产品的普及。鉴于目前的技术水平与市场的接收程度，我认为电子密码锁是这类电子防盗产品的主流。电子密码锁可以用单片机做也可以用数字电路做，两者相比较而言，由于单片机具有灵活的编程能力和丰富的I/O端口，及其控制的准确性，不但能实现所要求的功能而且有很大程度的扩展功能，能方便的对系统进行升级，基于以上思路，本次设计使用ATMEL公司的AT89S51实现基于单片机的电子密码锁的设计。1安徽三联学院毕业论文 第一章 绪论1.1 电子密码锁发展趋势
10、电子锁的研究是从上世纪30年代就开始了，在某些特殊场所早就有所用。研究这种锁的初衷，是提高锁具的安全性，因为电子锁的密码量（可设置的密码数）很大，避免因钥匙被仿制而出现的问题。在安全性极高的前题下，它的另一个特点无需钥匙被越来越多的人所欣赏。现代生活对安全方便的要求使得钥匙必须从有形到无形，由于安全的要求密码量多的电子密码锁将代替单一的机械锁。到了20世纪80年代，后电子产品兴起大量的微型电子密码锁一步步代替老式机械锁，但始终没有大众化使用，我认为的原因可能有如下几点：1.密码锁结构比较复杂，出现故障很难修。因为密码锁本身是一种机械卡阻机构，最终还是要靠机械动作来完成。而电子锁必须完成机械动作
11、(操作)电子识别转换和电子控制机械执行这一系列过程，显然是复杂一些。电子元件还会随着使用而老化。这些都增加故障机率，而电子锁一旦损坏了就会拒人于门外。绝大部分电子锁都为此增加了备用开锁手段，无疑又降低了安全性。尽管随着元器件的质量提高了故障率大大降低，但备用开锁手段很少有取消的。2.运行环境需要严格要求。电子器件怕潮湿，怕强磁电，怕强震动，使它对使用环境有一定要求。电子锁使用还需要充足的电力供应。早期的电子锁耗电较多，一般用市电。现在的集成电路电子锁耗电少，一节钮扣电池就可以维持控制部分的工作，但驱动电磁铁或马达却需要大一些的电池。3.当时使用比较复杂。比如键盘式电子密码在键盘上输入，其突出优
12、点是“密码”是记在被授权人脑子里的数字和字符，既准确又可靠，不会丢失（除了忘记），难以被窃（除非自己泄露）。但是密码不能太简单，太简单了就容易被他人在键盘上试探出来，造成保密性不足。当然，密码又不能太复杂，太复杂了可能自己都糊涂了，或者输入密码操作成功率低，造成使用不便。随着现代科技的发展，推动了电子锁技术发展并不断的提高电子锁的实用和安全性等【2】。1.2设计的意义与目标1.2.1设计的意义密码锁具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等优点，会被广大用户采纳，来作为保护自己隐私的工具。也由于对密码锁的设计能让我更了解其功能，每个功能的工作情况，还有对其些主要芯片的了解和认识。1.2.2设计的目
13、标“密码可任意设定”技术使得使用人可以根据自己的需要或高兴设定密码； “自动更改密码”技术使得密码不断变化，主要更改的规律不为他人所知；“多重密码设定”技术使得单一密码不一定适用，当密码忘记时可通过另外一组密码打开密码锁，解决只有打开锁才能修改密码问题，以此来修改密码。 本设计目标有两种情况可报警：一是密码输入错误3次或3次以上，则报警；二是非正常开门，例如有人用不正当手段开门，可通过系统的红外监视装置监测，同时报警，保证了系统的安全性。系统工作时，用户通过按键输入规定的几位密码，单片机将输入密码与设定密码进行比较，若密码正确，则发出开锁信号，将门打开，系统不报警；若密码不正确，则有设定的指示灯闪动，并要求重新输入密码，重新输入密码的次数不能超过3次，若3次输入的密码都不正确，则发出报警信号。57第二章 系统的思路设计2.1系统的整体框图本篇论文主要由AT89S51单片机、矩阵键盘、液晶显示器和密码存储等部分组成,其中矩阵键盘用于输入数字密码和进行各种功能的实现【5】，如图（图2-1）所示。用户通过矩阵键盘输入密码，经过单片机对用户输入的密码与自己保存的密码进行对比，判断密码是否正确，从而控制单片机引脚的高低电平实现开锁、上锁、修改密码、报警等功能。图2-1 电子密码锁整体框图2.
