基于单片机at89s52的密码锁设计毕业论文

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1、1 毕业设计论文毕业设计论文 基于单片机 AT89S52 的密码锁设计 系 电子信息工程系 专业 应用电子技术 姓名 班级 学号 指导教师 夏玉果 职称 讲师 设计时间 2010.11.222011.1.8 2 目录目录 第一章 引言3 第二章 方案论证4 第三章 系统硬件设计6 3.1 总体设计6 3.2 单片机 AT89S52 7 3.2.1 AT89S52 介绍.7 3.2.2 LCD1602 显示器.8 3.3 密码存储电路.9 3.4 报警电路.10 3.5 键盘电路12 3.6 显示电路.12 3.7 开锁电路13 第四章 系统软件设计14 4.1 系统软件流程图14 42 系统软

2、件源程序16 第五章 结语20 参考文献21 3 摘要摘要：目前，单片机广泛应用在控制领域，本设计采用单片机设计电子密码锁， 在系统中采用单片机 AT89S52，该型号单片机具有 51 系列单片机通用的特性， 在硬件电路设计中采用报警、显示、密码存储、开锁等等，在软件设计中采用 汇编语言编程，该电子密码锁具有结构简单，功能齐全的特点。 关键关键字：字：电子密码锁 ；单片机 4 第一章第一章 引言引言 随着人们生活水平的提高和安全意识的加强，对安全的要要求也越来越高。 所自古以来就是把守护门的铁将军，人们对他要求甚高，既要安全可靠的防盗， 又要使用方便。这也是制锁者长期以来研制的主题。随着电子技

3、术的发展，电 子密码的研究从 20 世纪 30 年代就开始了，在一些特殊场所早就有所应用。这 种锁是通过键盘输入一组密码完成开锁过程。研究这种的初衷，就是为了提高 锁的安全性。由于电子锁的密钥量（密码量）极大，电子锁只需记住一组密码， 无需携带金属钥匙，免除了人们携带金属钥匙的烦恼，而被越来越多的人所欣 赏。电子锁的种类繁多，例如密码锁，指纹锁，磁卡锁，IC 卡锁，生物锁等。 担较使用的还是按键式电子密码锁。 20 世纪 80 年代后随着电子锁专业集成电路的出现。电子锁的体积缩小， 可靠性提高，成本较高，是适合使用在安全性要求较高的场所，且需要有电源 提供能量，使用还局限在一定范围，难以普及，

4、所以对它的研究一直没有明显 的进展。 目前在西方发达国家，密码锁技术相对先进，种类齐全，电子密码锁已经 被广泛应用于智能门禁系统中，通过多种更加安全，更加可靠的技术实现大门 的管理。在我国密码锁整体水平尚处在国际 70 年代左右，电子密码的成本还很 高，市场上仍以按键电子锁为主，按键式和卡片钥匙式电子锁已引进过劲先进 水平，现国内有几个厂生产供应市场。但国内自行研制开发的电子锁，其市场 结构尚未形成。应用还不够广泛。国内的不少企业也引进了世界上先进的技术， 发展前景非常可观。希望通过不断的努力，是电子密码锁在我国也能得到广泛 的应用。 本设计采用 AT89S52 单片机为主控芯片，结合外围电路

5、，通过软件程序组 成电子密码锁系统，能够实现：正确输入密码前提下，开锁提示。错误输入密 码情况下，蜂鸣器报警。密码可以根据用户需要更改。 5 第二章第二章 方案论证方案论证 方案一：采用数字电路控制 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， 将密码锁保存在 JK 触发器中，与输入密码通过比较器比较，判断结果是否相符 合。采用数字电路设计的方案好处就是设计简单，但控制的准确性和灵活性差， 故不采用。 方案二：采用单片机为核心的控制方案 选用单片机作为系统的核心部分，实现控制与处理的功能。单片机具有资 源丰富，速度快，编程容易等优点。利用单片机内部的随机存储

6、器(RAM)和只 读存储器(ROM)及其引脚资源，外接液晶显示（LCD） ，键盘输入等实现数据的 处理传输和显示功能，基本上实现设计指标，因此综合考虑，本系统采用方案 二。 根据方案一设计如下系统电路，如图 1 所示，主要由两大部分组成：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、显示电路、报警电路、键盘输入次数锁定电路。 6 图 1 系统电路原理图 第三章第三章 系统硬件设计系统硬件设计 3.1 总体设计总体设计 本设计主要有单片机，矩阵键盘，液晶显示器和密码存储

7、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。由用户通过连接单片机 的矩阵键盘出入密码，后经过单片机对用户输入的的密码与自己保存的密码进 行对比，从而判断密码是否正确，然后控制引脚的高低电平传到开锁电路或者 报警电路控制开锁还是报警，实际使用时只要将单片机的负载由继电器换成电 子密码锁的电磁铁吸合线圈即可。系统整体框架图如图 1： 7 AT89S52 键盘输入模块 复位电路 密码存储模式 显示模块 报警电路 开锁电路 图 2 系统结构框架 各模块功能如下： 1 键盘输入模块：分为密码输入按键与几个功能按键，用于完成密码 锁输入功能。 2 显示模式：用于完成对系统状态显示及操作

8、提示功能。 3 复位电路：完成系统的复位。 4 报警电路：用于完成输错密码时的报警功能。 5 密码存储模块：用于完成掉电存储功能。 6 开锁电路：用于继电器及发光二极管模拟开锁，完成开锁及开锁提 示。 3.2 单片机单片机 AT89S52 3.2.1 AT89S52 介绍 AT89S52 单片机是一个低功耗，高性能 CMOS8 位单片机，片内含 8K Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写 1000 次的 Flash 只读程序存储器，器 件采用 ATMEL 公司的高密度，非易失性存储技术制造，兼容标准 MCS-51 指 令系统及 80C51 引脚结构，芯

9、片内集成了通用 8 位中央处理器和 ISP Flash 存储 单元，功能欠打的微型计算机的 AT89S52 可为许多嵌入式控制应用系统提高性 价比的解决方案。 AT89S52 具有以下标准功能：8K 字节 Flash，256 字节 RAM，32 位 I/O 口 线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个 16 位定时器/计数器，一个 6 向量 2 级 中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至 0Hz 静态逻辑操作，支持 2 种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作， 准许 RAM 定时器/计数器，串行口、中断继续工作。掉电模式下，ROM 内容被 保存，震荡

10、器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。 表 1 AT89S52 主要特性如： 8 兼容 MCS-51 指令系统8K 可反复擦写（1000 次）ISP Flash ROM 32 个双向 I/O 口 45 -55V 工作电压 3 个 16 位可编程定时/计数器时钟频率 033MHz 全双工 UART 串行中断口线 256x8bit 内部 RAM 2 个外部中断源 低功耗空闲和省电模式 中断唤醒省电模式 3 级加密位 看门狗（WDT）电路 软件设置空闲和省电功能 灵活的 ISP 字节和分页编程 双数据寄存器指针 3.2.2 LCD1602 显示器显示器 现在的字符型液晶模块已经

11、是单片机应用中最常见的信息显示器件了。 1602 型 LCD 显示模块具有体积小，功耗低，显示内容丰富等特点。1602 型 LCD 可以显示 2 行 16 个字符，有 8 位数据总线 D0-D7 和 RS，R/W，EN 三 个控制端口，工作电压为 5V，并且具有字符对比度调节和背光功能。 接口信息说明： 1602 型 LCD 接口信号说明如表 2 所示： 表 2 1602 型 LCD 的接口信号说明 第 1 脚VSS 电源地第 9 脚D2 双向数据线 第 2 脚VDD +5V 电源第 10 脚D3 双向数据线 第 3 脚VEE 液晶显示器偏压信号第 11 脚D4 双向数据线 9 第 4 脚RS

12、 数据/命令选择端第 12 脚D5 双向数据线 第 5 脚R/W 读/写 选择端第 13 脚D6 双向数据线 第 6 脚E 使能端第 14 脚D7 双向数据线 第 7 脚D0 双向数据线第 15 脚BLA 背光源正极 第 8 脚D1 双向数据线第 16 脚BLK 背光源正极 1602 型 LCD 的主要技术参数，如表 3 所示 表 3 1602 型 LCD 的主要技术参数 显示容量162 个字符 芯片工作电压455.5V 工作电流20mA(5.0V) 模块最佳工作电压5.0V 字符尺度2.954.35(WXH)mm 基本操作程序： 读状态：令 RS=L, RW=L, E=H 输出：D0D7=状

13、态字 读数据：令 RS=H, RW=H, E=H 输出：无 10 写指令：令 RS=L, RW=L,D0D7=指令码，E=高脉冲 输出：D0D7=数 据 写数据: 令 RS=H, RW=L, D0D7=数据 ， E=高脉冲 输出： 3.3 密码存储电路密码存储电路 图 3 所示 AT24C02 的 1、2、3 脚是三条地址线，用于确定芯片的硬件地址。 在 AT89S51 试验开发板上它们都接地，第 5 脚和第 8 脚分别为正、负电源。第 8 脚 SDL 为串行数据输入/输出，数据通过这条双向 IC 总线串行传送，在 AT89S52 试验开发板上和单片机的 P3.6 连接。第 6 脚 SCL 为

14、串行时钟输入线， 在 AT89S52 试验开发板上和单片机的 P3.7 连接。SDL 和 SCL 都需要和正电源间 各接一个 5.1K 的电阻上拉。第 6 脚接 P3.5。AT24C02 中带有片内地址寄存器。 每写入或读出一个数据字节后，该地址寄存器自动加 1，以实现对下一个存储 单元的读写。所有字节均以单一操作方式读取。为降低总的写入时间，一次操 作可写入多达 8 个字节的数据。 图 3 密码存储电路 3.4 报警电路报警电路 报警电路实现的功能是：当输入密码的时间超过 40 秒（一般情况下用户输 入不会超过） ，电路报警 80 秒，防止他人恶意开锁。 11 电路包含两大部分，2 分钟延时

15、和 40 秒延时电路。其工作原理是当用户开 始输入密码时，电路开始 2 分钟计时，超出 40 秒，电路开始 80 秒的报警。如 图 3 所示 R11 2M R12 100 R14 1M C5 50U C7 0.1u C9 0.1u C8 47U T5T7 T6 D3 D4R3 3.3K R15 100 TRIG 2 Q 3 R 4 CVolt 5 THR 6 DIS 7 VCC 8 GND 1 IC10 TRIG 2 Q 3 R 4 CVolt 5 THR 6 DIS 7 VCC 8 GND 1 IC11 T8 RD TP C6 0.01U R16 3.3K B1 3.3K 3.3K 9014

16、 9018 9018 9018 vcc T13 图 4 报警电路 有人走近门时，触摸了 TP 端(TP 端固定在键盘上，其灵敏度非常高，保证 电路可靠的触发)，由于人体自身带的电，使 IC10 的 2 脚出现低电平，使 IC10 的状态发生翻转，其 3 脚输出高电平，T5 导通(可以通过 R12 控制 T1 的基极电 流)，其集电极接的黄色发光二极管 D3 发光，表示现在电子锁处于待命状态,T6 截止，C4 开始通过 R14 充电(充电时间是 40 秒,此时为用户输入密码的时间， 即用户输入密码的时间不能超过 40 秒，否则电路就开始报警, 由于用户经常输 入密码，而且知道密码，一般输入密码的时间不会超过 40 秒)，IC2 开始进入 延