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1、毕业设计（论文）论文题目:电子密码锁所属学院：电子工程学院指导老师：职称：副教授学生姓名：班级、学号:专业：电子信息工程技术2016年12月25日基于STC89C52的电子密码锁设计摘要该设计是基于STC89C52单片机的电子密码锁，以STC89C52单片机为硬件核心， 结合4x4矩阵键盘电路，LCD显示电路，密码存储电路，开锁电路和声音报警电路等 外围电路。利用单片机灵活的编程方法和丰富的I/O端口，该系统能实现密码的输入， 清除，密码正确开锁，密码错误报警，用户修改密码等功能。本系统成本低廉，功能实 用。关键词：密码锁：单片机；液晶显示；声音报警Password motorcycle al
2、armAbstractThis paper introduces a design of electronic passward lock which is backed on the SCM of STC89C52. This design uses the SCM of STC89C52 as hardware core，combining with other peripheral circuits such as 4x4 matrix keyboard interface circuit, passward storage circuit, LCD display circuit，un
3、lock circuit and voice alarm circuit. Using the flexible programming and the rich I/O port of the SCM, the system can accomplish the following functions:input ,clear or compare the password，unclock when the password is correct，alarm when the wrong enter password times is over and the user can change
4、 the password. The system cost-effective，functional and practical.Keywords： Single-Chip Microcomputer; electronic password lock; voice alarm; LCD display目录1 弓I B2总体方案设计22.1方案论证22.2方案选择33剛牛i殳i 十43.1单片机部分3.2 4x4行列式键盘部分.3.3开锁电路3.4 AT24C02密码储存电路53.5声音报警电路63.6显示模块部分63.6.1显示模块选择63.6.2液晶引脚功能说明64软件设计1112121
5、212123.7露姗94.1软件总框图设计.4.2蜂鸣器声音提示部分4.3液晶显示部分4.4键盘输入部分4.4.1程序设计内容 4.4.2按键程序框图5电路板设计145.1原理图的绘制145.2电路板的生成制作145.2.7电路原理图的设计145.2.2产生网络表145.2.3印制电路板的设计145.2.4 安装156安装与调试166.1系统软件调试166.2元器件的检测166.3系统硬件的安装与调试16i殳i十關18总结与体会19致诮寸20参教21附录附录1电路原理 附录2元件清单 附录3实物图 附录4程序基于STC89C52的电子密码锁1引言随着人们生活水平的提高，电子密码防盗作为防盗卫士
6、的作用日趋重要。电子密码 锁用密码代替钥匙，不但省去了佩戴钥匙的烦恼，也从根本上解决了普通门锁保密性差 的缺点。如來采用6位密码，则密码组合可达到1G6,每增加1位，密码组合就增加10 倍。从而提高了密码锁的安全系数。密码锁被广泛应用于生活中。口前市场上普遍所见 的电子密码锁的密码很容易被窥探和多次试探，而丢失密码，使密码锁失去其安全性。 该电子密码锁利用单片机作为主控核心，单片机(STC89C52)所具宥的特殊功能使得 电子密码锁的保密性能大大加强，这样就可以有效的防止多次试探密码的可能性。随着 单片机和其它智能芯片的进一步开发防盗锁将实现智能化，这将使锁的安全性能大大提 高。本系统实现密码
7、一次输入的提示功能，若密码输入不正确将发出“嘀嘀”的报警声， 引起他人警觉。若密码输入正确将在LCD上显示所有密码以及彩灯发光。本系统使用 的单片机所具有强大的功能能够实现智能控制用來完成密码的输入、判断和比较从而执 行相应的开锁显示或报警等功能。2总体方案设计2.1方案论证方案一：采用数字电路控制。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，使用户免遭麻烦。密码锁电路乜含：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。其原理方框图如图2.1所示。密码修改电路1电源4键盘输入密码效验开锁电
8、路限时报警报弊次数检验锁定5 分钟电源VCC市电供电电子切换开路关蓄电池断电检测充电电路 图2.1数字密码锁电路方框图采用数字密码锁电路的好处就是设计简单。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控制，共设了9个用户输入键，其中只有6个是有效的密码 按键，其它的都是干扰按键，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；如果用户输入密码的时间超过40秒(一般情况下，用户不会超 过40秒，若用户觉得不便，还可以修改)电路将报警80秒，若电路连续报警三次，也 路将锁定键盘5分钟，防止他人的非法操作。方案二：采用一种是用以STC89C52为核心的单
9、片机控制方案。利用单片机灵活的 编程设计和丰富的10端口，及其控制的准确性，不但能实现基本的密码锁功能，还能添加调电存储、声光提示甚至添加巡控控制功能。其股理如图2.2所示。_输入错误提示电路STC89C52 单片机 报警控制电路AT89S 1SP 控制开锁控制电路中口显示电路一指示电路阁2.2单片机控制方案2.2方案选择通过比较以上两种方案，方案一的成本高，电路复杂且使用价值很低，产品做成功 的概率不高，且不易进行更新升级而被淘汰。方案二与方案一在成本上相差不大，但在 功能及其使用价值上相差很大，它结构相对简单易懂，做起相对容易，显然优于方案一。单片机方案冇较大的活动空间，不但能实现所耍求的
10、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，所以采用第二种方案。3硬件设计3.1单片机部分主控器件是争片机，STC89C52是一个低功耗、高性能CMOS 8位单片机，片内含 4k字分的可系统编程的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易 失性存储技术生产，兼容标准8051指令系统及引脚。它集Flash程序存储器既可在线编 程（ISP）也可用传统方法进行编程及通用8位微处理器于单片芯片中。3.2 4x4行列式键盘部分采用的4x4的矩阵式键盘，矩阵式键盘足用N条I/O线作为行线，M条I/O线作为 列线组成的键盘，在行线和列线的每个交叉点上，设置一个按键
11、中按键的个数是MxN 个。这种形式的键盘结构，能够有效的提高单片机系统中I/O的利用率，行列适用于按 键输入多的情况。其原理如图3.1所示。R1J2-1? 34 56 78卜-910-nln3 3n5 5n7 7n9 9IDCIO2 n2 FTt6 n610 nlO图3.1按键电路图每一条水平（行线）与垂直线（列线）的交叉处不相通，而是通过一个按键来连通, 利用这种行列式矩阵结构只需要4条行线和4条列线，即可组成具有4x4个按键的键盘。共计使用按键13个，用4x4组成09数字键、ENTER、BACK、SET。当输入密码 正确后按下ENTER按键，进入幵锁状态。每一位数字编码采用循环扫描方法，极
12、少出现 乱码现象。3.3开锁电路当用户输入的密码正确，单片机输出开锁信号，送到继电器模块，通过继电器的通 断来控制电磁锁的丌锁。图3. 2继电器电路图3.4 AT24C02密码储存电路由于储存器与单片机之问的要传输的数据很少，不存在总线的竞争，因此密码存储 器采用AT24C02,他能在掉电的情况下存储数据。AT24C02是一个2K位串行CMOS E2PROM，内部含有256个8位字节。该器件通过IIC总线接U进行操作，有一个专门的 写保护功能。AT24C02支持总线数据传送协议IIC，通过器件地址输入端AO,A1和A2 可以实现将最多8个AT24C02器件连接到总线上，串行时钟输入管脚SCL用
13、于器件所 有数据的发送和接收的时钟，双向申行数据/地址管脚SDA用于器件所有数据的发送或 接收。其Hi路图如图3.3所示：VCC A0VCC A1WP A2SCL GNDSDA234AT24C02876SCL5SDA图3. 3密码存储电路图3.5声音报瞀电路声音报警电路采用蜂鸣器报警。用户输入密码错误，进行报警。报警是通过单片机 的I/O 口输出脉冲信号经三极管放大后，控制蜂鸣器发出报普声。其电路图如图3.4所3.6显示模块部分 3.6.1显示模块选择液晶显示模块已作为很多电子产品的通过器件，如在计算器、万用表、电子表及很 多家用电子产品中都可以看到，敁示的主要是数字、专用符号和图形。在单片机
14、的人机 交流界而中，一般的输出方式有以下几种：发光管、LCD液晶、液晶显示器。发光管和 LCD液晶比较常用，软硬件都比较简单。在单片机系统中应用晶液显示器作为输岀器件有以下儿个优点：显示质量高，由于液晶显示器每一个点在收到信号后就一直保持那种色彩和亮度， 恒定发光。因此，液晶显示器画质高且不会闪烁。液晶敁示器都是数字式的，和单片机系统的接口更加简单可靠，操作更加方便。体积小、重景轻，液晶显示器通过显示屏上的电极控制液晶分子状态来达到显示的 目的，在重量上比相同显示面积的传统显示器要轻得多。功耗低，主要消耗在其内部的电极和驱动1C上，耗电量比其它敁示器要少得多。LCD1602显示器与单片机连接简单易懂。其连接方式十分简单，只需耍10K滑动变 阻器，三极管也可用一般电阻代替，基本上可以满足现在电子设计的亮度要求。3.6.2液晶引脚功能说明1602LCD采用标准的14脚（无竹光）或16脚（带H光）接口，各引脚接口说明如 表3.1所示：表3.1 1602引脚表编号符号引脚说明编号符号引脚说明1VSS电源接地9D2数据2VDD电源正极10D3数据3VL液晶显不偏 压11D4数据4RS数据/命令选 择12D5数据5R/W读/写选择13D6数据6E使能信号14D7数据7DO数据15
