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1、摘要自从人类开始制造锁以来长期所使用的锁都是机械锁，通俗的讲就是弹子芯锁。而传统的 弹子芯锁，由于其本身锁芯密齿的有限加之开锁工具钥匙的容易复制性，使得其安全性大大降 低，随着人们生活质量的提高，如何实现安全有效的防盗这一问题受到越来越多人的关注。传 统的机械锁由于安全性能太差，被撬的事件屡见不鲜，相比之下，电子密码锁因其保密性强， 使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的欢迎。电子密码锁作为一种新型的锁，不仅拥 有海量的密齿，通常从10000到10000000不等，还省去了传统机械锁的钥匙，使用者只要记得 其密码，便可以开启，从而大大提高了防盗功能，本文主要设计了一种以单片机89C51为核
2、心的电子密码锁，详细的介绍了该电子密码锁完 整的设计过程以及外围的开锁电路和报警电路的设计。电子密码锁主要由三部分组成：键盘接 口电路、电子密码锁的控制电路、输出八段显示电路。键盘接口电路包括时序产生电路、键盘 扫描电路、弹抖消除电路、键盘译码电路。电子密码锁控制电路设计包括数字按键的数字输入、 存储和清除、功能按键的功能设计、移位寄存器的设计和控制、密码清除、变更、存储、报警 信号产生电路密码核对、解除电锁电路。输出八段显示电路包括数据选择电路、八段显示器扫 描电路。关键词：电子密码锁，89C51,键盘接口，输出八段显示AbstractEver since mankind started m
3、aking locks since locks are used in long-term mechanical lock, the popular talk is marbles core lock. The traditional marbles core lock cylinder due to its own limited addition fine-toothed tool for unlocking the key to easy reproduction, so their safety is greatly reduced, as people improve the qua
4、lity of life, how to achieve safe and effective anti-theft problem by growing concern. Because traditional mechanical locks poor safety performance, was a common occurrence pry contrast, electronic locks for its confidentiality, use good flexibility, high safety factor, the majority of users. Electr
5、onic code lock as a new type of lock, not only has a mass of fine-toothed, usually ranging from 10,000 to 10,000,000, also eliminates the traditional mechanical key to the lock, the user just remember their password, they can open, thus greatly improving anti-theft feature, this paper designed a 89C
6、51 microcontroller core with an electronic lock, a detailed description of the complete electronic locks to unlock the design process and the external circuit and alarm circuit. Electronic code lock consists of three parts: the keyboard interface circuit, electronic lock control circuit, the output
7、Ba Duan display circuit. Keyboard interface circuit including the timing generating circuit, the keyboard scanning circuit, bounce elimination circuit, the keyboard decoder circuit. Electronic code lock control circuit design, including digital key digital input, storage and clean, functional design
8、 of function keys, shift register design and control, password remove, change, to step down, storage, alarm signal generating circuit password check, the lifting power locks circuit. Ba Duan display circuit including the output data selection circuit, eight out display scanning circuit.Keywords: ele
9、ctronic code lock, 89C51, keyboard interface, the output shows eight out第一章绪论41.1几种常见的密码锁41.2研究背景41.3国内外研究现状和发展趋势51.4本文研究的主要内容5第二章方案论证62.1方案62.2功能设计及其设计思路7第三章电路的功能单元设计73.1 AT89C51单片机介绍73.1.1AT89C51 芯片简介73.1.2引脚说明83.2开锁机构113.3按键电路设计123.4 显示电路设计133.5 AT24C02掉电存储单元的设计143.5.1AT24C02143.5.2掉电存储电路153.6密码锁
10、的电源电路设计153.7设计整体电路图16第四章程序设计174.1主程序流程图174.2详细程序18结束语27第一章绪论1.1几种常见的密码锁1. 普通密码锁目前最常用机械锁，这种锁结构简单、使用方便、价格便宜，但在使用中暴露了很多缺点：（1）机械锁是靠金属制成的，通过钥匙上的不同齿形与锁芯的配合来工作的，安全性较低；（2） 钥匙一旦丢失，无论谁捡到钥匙都可将门打开2. 机械密码锁该型锁将解锁密码以机械装定的形式存储在装置的鉴别机构上，在装置的外围设立密码操 作键。密码的输入，产生相应的鉴别动作，即正确的密码输入，鉴别机构产生开锁动作：错误 的密码输入，鉴别机构的部件将发生错位或不做出响应。机
11、械密码锁采用机械加工（如精密机械 加1/微细加工）制作，皮实、耐用，电磁干扰、外界的异常信号很难启动鉴别机构。但机械密 码锁通常包含多个较复杂的机、电功能组件，装置微小型化需借助先进的制造技术与装配工艺, 制造周期长、成本高，机电接口及测试也有一定难度。3. 电磁/卡片式密码锁该型锁类似于机械锁，利用光电耦合或电磁感应的原理，将密钥信息预先置于卡片内，加 工好的卡片充当钥匙，开锁时将卡片插入锁内或近距离感应就能将锁打开。该锁的优点是：成 本较低；授权用户一人一卡，可联微机，有开门记录。缺点是：卡片设备有磨损，寿命较短； 卡片容易复制，不易双向控制；磁卡内存储的信息容易因外界磁场干扰而错乱，以致
12、卡片（钥匙） 无效。4. 指纹密码锁该类锁通过检验人员生物特征（如指纹）等方式来识别开锁。管理员利用采样控制软件，通 过指纹采集仪采集、保存指纹；识别软件依赖指纹库识别开锁者的身份，通过外围设备显示、 打印和存储。指纹具有唯一性和终身不变性的特点，一直被当作身份鉴定的可靠手段，从是否 允许非法开启角度来说，安全性极好；但从使用是否方便的角度看，对安装环境和使用者的要 求很高，安装位置与使用者身高之间必须满足一定的关系；同一个人，在指纹划伤，或任何被 用于开锁的识别部位有损伤的情况下，可能产生错误识别而无法开锁。1 2研究背景在人们的日常生活中，锁被广泛使用，人们常用锁来锁一些贵重物品乃至自己的
13、家门，目 的就是为了提高安全性。常见的锁有普通机械锁、机械密码锁、电磁卡锁、指纹（虹膜）锁等。 而普通的机械锁极容易被强行破坏，安全系数不高；机械密码锁虽然安全系数高但造价相对较 高，目前在保险柜上应用较多；电磁卡锁由于磁卡信息极易受外界干扰而失磁导致无法开锁， 而指纹（虹膜）锁虽然安全性很好，但会因手指划伤虹膜充血等收到限制。通过分析我们不难 发现传统密码锁或多或少存在一些不足从而降低了其保密的安全性，因此研究一种新型的密码 锁是具有有很高的现实需求性。随着电子科技的发展，将电子芯片跟传统机械锁结合起来设计 成一种新型的密码锁而电子密码锁作为一种新型的锁已经成功，即电子密码锁。在安全技术防范
14、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。电 子密码锁与传统密码锁想比较，拥有海量的密齿，通常从10000到10000000不等，克服了机械 式密码锁密码量少、安全性能差的缺点，使密码锁无论在技术上还是在性能上都大大提高一步。从是否方便的角度看，电子密码锁省去了传统机械锁的钥匙，电磁卡锁的磁卡，使用者只 要记得其密码，便可以开启，从而大大提高了其适用性。因此电子密码锁的具有较高的研究价 值。1.3国内外研究现状和发展趋势早在80年代，日本产生了最早的电子密码锁。随着日本经济复苏，电子行业的 快速发展，一些利用简单的门电路设计的密码锁出现了。这类电路安全性差，容易破解。到了
15、90年代，美国、意大利、德国、日本、加拿大、韩国以及我国的台湾、香港等地的微电子技术 的进步和通信技术的发展为密码锁提供了技术上的基础，从而推动密码锁走向实际应用的阶段。 我国于90年代初开始对密码锁进行初步的探索。到目前为止，在此领域虽已有较大的发展，采 用各种电路进行设计的比较多，技术也相当先进，电子技术发展至今已达到相当高的水平，电 子密码锁技术已十分成熟。1.4本文研究的主要内容本文的主要研究方向是电子密码锁的具体设计，设计一种电子密码锁的控制系统电路。使 得密码锁具有以下功能：开机输入密码，密码正确则电磁锁打开；如果第一次输入的密码不正 确，允许再输入两次密码，在这个过程中，如果密码
16、正确则电子锁打开，如果在这个过程中密 码依旧不正确，则锁定键盘的输入功能，并且蜂鸣器报警。为了方便设计，将密码锁的开启跟 锁定用发光二极管来代替，绿色发光二极管亮表示密码锁开启，红色发光耳机管亮表示密码锁 锁定。也就是将其功能转化为：1.开机输入密码，密码正确绿灯亮，表示开锁；2.密码输入错误 红灯亮，表示密码错误；3.连续三次输入密码不正确则锁定键盘，并报警凤鸣。本设计采用单片机为主控芯片，结合外围电路，组成电子密码锁，用户想要打开锁，必先 通过提供的键盘输入正确的密码才能将锁打开，密码输入错误有提示，为了提高安全性，当密 码输入错误三次将报警。密码可以由用户自己修改设定，锁打开后才能修改密码。修改密码之 前必须再次输入密码，在输入新密码时候需要二次确认，以防止误操作。第二章方案论证2. 1方案方案：设计选用单片机AT89S
