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1、内江师范学院毕业设计目 录摘要IAbstractII1绪论11.1课题背景11.2 国内外研究历史及发展现状11.3 课题研究内容32系统方案设计52.1设计功能要求52.2方案选择52.3本章小结73系统硬件设计83.1控制芯片AT89S51概述83.1.1控制引脚介绍93.1.2I/O端口介绍103.2显示器件1602LCD概述103.2.11602LCD主要技术参数113.2.2引脚功能说明113.3单片机最小系统设计133.3.1时钟电路133.3.2复位电路143.3.3电源电路设计153.4键盘电路设计153.4.144矩阵键盘的工作原理163.4.2按键抖动的处理173.5报警电
2、路173.6开锁执行电路183.7本章小结194系统软件设计204.2各模块子程序设计214.2.1矩阵键盘扫描程序设计214.2.2密码设置与输入子程序设计224.2,3LCD1602显示程序设计234.3 本章小结245实物制作及调试265.1电路板的制作265.2硬件检测与调试275.3综合调试285.4 调试结果分析285.5 本章小结306结论与展望326.1结论326.2展望32参考文献34附录1密码锁控制电路原理图36附录2源程序代码37摘要随着社会科技和人们的生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一问题也变得尤其的突出，传统的机械锁由于其构造的简单，被撬的事件屡见不鲜，电子锁由于其
3、保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的亲昵。本系统设计利用单片机对整个系统进行控制，主要包括硬件系统设计和软件系统设计。硬件系统主要包括单片机最小系统电路、LCD显示电路、44矩阵键盘电路。键盘码布局与手机按键一样，操作简单、方便。最后结合编程实现具有按键有效指示、输入错误指示、密码检测、控制开锁电平、控制报警、密码修改等功能的控制电路，可在意外泄密的情况下及时修改密码。根据设计指标要求，通过硬件系统和软件系统的设计，最终制作出密码锁控制电路的实物，经过不断的检测和调试，成功完成了密码锁控制电路的设计。本设计保密性强、操作简单、灵活性高、适用范围广,特别适合家庭、宾馆等场所。关键
4、词：AT89S51；LCD；报警电路；密码锁 Abstract With the social science and technology and peoples living standards, how to achieve family security issue has become particularly prominent, the traditional mechanical locks because of its simple structure, was not uncommon events pry, electronic locks due to the conf
5、idential nature of high, the use of good flexibility and safety coefficient was low, the majority of users of intimacy. This system designs using single-chip microcomputer to control the whole system, including hardware design and software design system. Hardware system mainly include single chip mi
6、nimize system circuit, LCD display circuit, 4 x 4 matrix keyboard circuit. The keyboard layout and mobile phone key-press code, simple operation, convenient as. Based on the programming realize effective instruction, with key input errors instructions, password inspection, control unlock level, cont
7、rol alarm, and password changing functions of control circuit, can leak case in accident in a timely manner to amend the password. According to design indexes request, through the hardware and software system design, eventually produce combination lock objects, after constant testing and commissioni
8、ng, successfully completed the combination lock control circuit design. This design simple operation, good secrecy, high flexibility, suitable scope. Especially suitable for family, hotel and other places.Key words：AT89S51;LCD;Aalarm circuit; Combination lockI1绪论1.1课题背景随着社会物质财富的日益增长，安全防盗已成为社会问题。而锁自古
9、以来就是把守门户的铁将军，人们对它要求甚高，既要安全可靠地防盗，又要使用方便，这也是制锁者长期以来研制的主题。目前国内，大部分人使用的还是传统的机械锁。然而，眼下假冒伪劣的机械锁泛滥成灾，互开率非常之高。所谓互开率，是各种锁具的一个技术质量标准，也就是1把钥匙能开几把锁的比率。经国家工商局、国家内贸局、中国消协等部门对锁具市场的调查，发现个别产品的互开率居然超标26倍。据相关专家人士剖析，弹子锁质量好坏主要取决于弹子数量的多少以及弹子的大小，而弹子的多少和大小受一定条件的限制。此外，即使是一把质量过关的机械锁，通过急开锁，甚至可以在不损坏锁的前提下将锁打开。机械锁的这些弊端为一种新型的锁-电子
10、密码锁，提供了发展的空间1。1.2 国内外研究历史及发展现状本世纪70年代初期由于半导体技术的日新月异，国外研制成脱胎于电气锁的电子锁，美国的Electronics、英国的Wireless World等期刊杂志1974年都介绍过电子锁电路。美国J.Markus1974年编著的Guidebook of Electronic Circuts一书中已收入6个电子锁电路。1977年美国Rudolf F.Graf编著的Modern Dictionary of Electronics则仅收入电气锁(electrics lock)词条。在70年代，以美国耶鲁制锁厂、欧洲西沙集团、联邦德国多姆公司为代表的国际
11、制锁行业已开发出包括电子卡片门锁在内的十多种电子锁。80年代初期，美国LSI公司研制成LS7220专用保密锁集成电路，使用四位密码。日制锁业全都向电子锁方向靠拢，至1985年，其电子锁产销量占锁具总销售额的1/10.90年代初，国外又推出采用12位密码的TWH9013专用保密锁集成电路。在我国，无线电杂志1978，No5，p23-25上曾登载唐玮的“电子锁”一文。此后，该刊与电子世界、电器时代、电世界、五金科技等杂志又相继发表了许多电子锁的文章。在鲍克先生1985年主编的英汉电子学精解辞典中曾收入电子锁(electronic lock)词条。1985年我国开始实施专利法时，天津大学申请了第一个
12、公开的电子锁实用新型专利。在西方发达国家，电子密码锁技术相对先进，种类齐全。近年来，电子密码锁已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。在我国电子锁整体水平尚处于国际上70年代左右，电子密码锁的成本还很高，市场上以按键电子锁为主，按键式和卡片钥匙式电子锁已引进国际先进水平，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，使电子密码锁在我国也能得到广泛应用。从近几年的技术水平和市场认可程度，使用最为广泛的是键盘式电子密码锁，该产品主要应用于保
13、险箱、保险柜和金库等。键盘式电子密码在键盘上输入，因而易于掌握，其突出优点是“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，难以被窃。为了发扬优点、克服弱点，键盘式电子密码也在不断发展中，如“任意设定密码”技术使得被授权人可以根据自己的需要或喜好设定密码，常用常新；而“自动更改密码”技术使得本次输入的密码将自动更改成下次应输入的密码，更改的规律不为他人所知，因而不怕旁观者窥测；独出心裁的“键盘乱序显示”技术使得键盘上的固定键位每次显示出的字符不固定，并且显示的窄小角度只能由操作者正面看得到，因而即使旁观者看见操作动作也难以窥测出密码；“多重密码设定”技术使得单组密码不一定有效
14、，适合多人分权使用，需要输入两组以上的密码才被认可，大大提高了保密性，如果限定输入这些密码的先后顺序或时间区段，则保密性还可提高。在输入密码的过程中，为了限制试探密码的企图，通常输入错误码若干次或若干时间内输入不正确，即“封锁”键盘，不再接受输入操作2。总之，尽管新式电子防盗锁层出不穷，但键盘式电子密码防盗锁仍然占据主流，不仅在市场上居于主流地位，而且，还经常作为其他类型电子防盗锁的辅助输入手段。当今，智能电子密码锁发展已经到了非常高的境界，由于电子元件特别是单片机应用在这几年得到空前发展，无论功能性，稳定性都比较全面，在保密方面已做到人眼识别，指纹识别，人声识别基本上电影上有的现实也有。不管
15、在国内和国外密码锁现在的发展都很快。随着技术的不断发展，电子密码锁的应用会越来越普及到平常化，未来的发展也会越来越被大众采用，由于它的功能、安全是弹子锁无法相比的。发展前境是非常大的3。1.3 课题研究内容随着人们生活水平的提高，对家庭防盗技术的要求也是越来越高，传统的机械锁由于其构造的简单，被撬的事件屡见不鲜，电子密码锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的欢迎。但是目前我国由于电子密码锁的设计成本高，故障多等原因，还没有得到更广泛的应用。本着经济实用的角度出发，本设计采用以AT89S51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IO端口，及其控制的准确性，来实现基本的密码锁功能。采用44键盘来实现密码的输入和其他功能的控制， LCD1602进行输入的显示，报警电路进行错误报警。2系统方案设计2.1设计功能要求1） 内定一6位数字密码。2） 可以更改6位数字（09）密码。3） 能显示密码输入的相关信息。4） 密码输入正确则锁开
