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1、盐城工学院课程设计说明书（2013）单片机课程设计说明书 电子密码锁控制系统设计专业电气工程及其自动化学生姓名张海啸班级B电气104学号1010601410指导教师张兰红完成日期2013年 6月 15日摘 要: 锁是指加在门、箱子、抽屉等物体上的封缄器，要用专用的钥匙才能打开。自古以来锁都是人们财产安全乃至生命安全的一种重要保障。伴随着人类历史的发展和人们对自身财产安全和人生安全的重视，各种各样的多功能的锁具也相继出现，人们使用的锁具也由传统的机械式锁逐渐发展为安全性能更好，功能更多的电子密码锁。在现代社会，电子密码锁已是一个被大家所熟识的名词。相信很多人的小区大门上的锁都用的是电子密码锁。本
2、文中将要介绍的电子密码锁是一种通过判断密码输入是否正确来控制电路或是芯片的工作状态，进而控制锁的打开和闭合，从而完成开锁、闭锁任务的电子锁装置。本设计是基于AT89C51单片机为控制核心的密码锁设计方案。在本次基于单片机的电子密码锁设计中，将采用AT89C51单片机作为控制核心，配合相应的电路和软件程序，实现密码的输入和修改、信息的显示、键盘的锁定、系统报警、开锁和闭锁等功能。在设计中，利用识别密码是否正确来开锁或报警，通过串行存储器AT24C02来实现密码的修改和存储关键词:单片机；密码锁；矩阵键盘；掉电存储The Design Of Electronic Code Lock Based O
3、n Single Chip MicrocomputerAbstract：As sealed device, the lock added to such objects like door, box, drawer etc, can be opened with specified key. Since the ancient time, lock is a kind of security, guaranteeing peoples property safety even life safety. With the development of human history and more
4、 attention paid to property safety and life safety, various multi-functional locks can be seen in the world. Traditional mechanical locks people use in life are gradually replaced by electronic combination lock characterized with better safety performance and more functions.In the modern society, el
5、ectronic combination lock is a noun familiar to everyone. Usually, the door of community is equipped with electronic combination lock. This paper will introduce an electronic combination lock. This lock controls the electric circuits and the performance of chips by identifying password. Thus, the op
6、enness and closeness of the lock can be controlled, and the task of electronic lock device can be completed. This design is about combination lock, based on the AT89C51 single-chip microcomputer as the core of controlling goals. This design in which the AT89C51 single-chip microcomputer as the core
7、of the controlling goals cooperated with relevant circuits and software programs can achieve such functions like password input and modification, information display, keyboard locking, warning system, and the openness and closeness of the lock etc. In this design, the openness of lock and alarming a
8、re according to identifying the password, and password revision and storage is achieved by the function of the AT24C02 serial storage. Keywords: Single-chip microcomputer, Combination lock, Electronic lock, Matrix keyboard, Power lost storage目录绪 论4电子密码锁简介5电子密码锁设计的背景及意义5电子密码锁的现状及发展趋势61 课题设计目标62 总体设计方
9、案62.1 设计思路62.2 方案确立73 硬件电路方框图73.1 单片机及其最小系统73.1.1 复位电路的设计83.1.2时钟电路的设计93.2 密码锁电路103.2.1 按键电路的设计103.2.2 LCD显示电路113.2.4 开锁机构123.2.5 报警机构134 程序设计144.1 软件总体设计144.2 键盘扫描子程序154.3显示模块子程序184.4 掉电存储子程序194.4.1 写操作方式194.4.2 读操作方式204.5 定时器中断子程序214.6 密码输入子程序214.7 报警子程序235 课程设计总结236 参考文献257 附 录25附录一 总电路原理图26附录二：电
10、子密码锁的PCB图27附录三：电子密码锁的实物图27附录四：元器件清单30附录五 源程序清单31 绪 论 电子密码锁简介什么是电子密码锁？“一种通过密码输入来控制电路或者是芯片工作，从而控制机械开关的闭合，完成开锁、闭锁任务的电子产品。”百度百科上是这样解释的。简单来说，电子密码锁就是能够实现密码等信息的设置、存贮、识别和显示，以及报警信号的接收和发送等功能的电子器件。电子密码锁相对传统机械锁有以下几个优势：(1)密码可更改。用户可以随时更改密码，以确保密码锁的安全性和可靠性。可以更改密码这一功能同时也避免了人员的更替而使锁的安全性降低，这是传统钥匙锁所不具备的功能。(2)操作简单。无论是开锁
11、还是更改密码，只要识字的人都能够直接使用，使用方法简单而不繁琐。(3)能够报警。报警功能无疑更增加了锁的安全性。(4)无法“技术”破解。不知道密码就无法打开锁，即使是惯偷也只能望“锁”兴叹。 电子密码锁设计的背景及意义在现代文明社会，虽然人们的道德素质越来越高，“梁上君子”、“三只手”等人群相对旧社会大大减少，但是像“某某小区遭入室行窃，居民损失XXXX”之类的新闻我们还是经常能够在报纸上看到的。随着人们生活水平和自身防范意识的提高，个人财产安全和人身安全的问题也越来越受到人们的重视，拥有一把能够有效保证居民财产安全和人身安全的锁具也越发的重要起来。锁具的起源可以追朔到人类社会财产私有化的出现
12、，锁具从其出现到发展至今天的高科技化、信息化，已经有若干年的历史了。经过若干年的使用和研究，人们对锁具的结构、机理也了解得相当透彻了，因此，不使用钥匙就能将锁打开的方法也层出不穷。特别是传统的机械锁，由于其构造简单，在惯偷面前，甚至能够只用一根铁丝就直接将其打开，使其失去了保障用户个人财产安全的意义。那么，如何才能提高锁具保障用户财产安全的有效性呢？在信息现代化的今天，锁具也应该向高精度、高安全性的智能化、信息化发展。自20世纪70年代第一块单片机芯片TMS-1000于美国德克萨斯仪器公司面世以来，基于其体积小、价格低廉、个性突出等特点，越来越多的电子产品开始采用单片机芯片作为核心控制部件。在
13、这样的大环境下，基于单片机的电子密码锁也应运而生。这种电子密码锁是以单片机为核心，配以相应的硬件电路和软件程序，实现密码的设置、存贮、识别和显示，以及报警信号的接收和发送等功能，具有操作快、修改密码简单、安全性高、功耗低等优点。基于单片机的电子密码锁的面世使人们的自身财产安全有了更多的保障，同时也促进了安全信息系统的发展，是安全信息系统的一大进步。基于单片机的电子密码锁的出现，在一定程度上解决了用户私人财产安全的问题。但是，时代在发展，社会在进步，任何事物只有不断地进步才能适应时代发展的需求。电子密码锁虽然有安全性高、操作简单等优点，但是却不如机械锁价格低廉，因此，在市场上的主流产品还是机械锁
14、。电子密码锁要想取代机械锁成为市场上的主流，就必须不断改进，在具有更多功能的同时向更智能化和更低成本化发展。这就需要我们不断研究电子密码锁的设计方法和实现原理。因此，研究基于单片机的电子密码锁的设计是很有必要且具有现实意义的。电子密码锁的现状及发展趋势目前，和西方发达国家相比，我国的电子密码锁技术还相对落后。在西方发达国家，电子密码锁的种类已经很齐全，技术也比较先进，且在各个领域得到了广泛应用。在我国，电子密码锁技术却才相当于国际上七十年代的水平，相对来说还很落后。20世纪80年代以来，随着各种电子集成电路的出现，特别是单片机的面世，电子密码锁得到了很大的发展。相对于笨重而构造简单的传统机械锁
15、来说，电子密码锁具有体积小，可靠性高的优势。但是就目前而言，电子密码锁的价格相对较高且需要有电源提供能量，使得其使用还局限在一定范围，特别是在国内，各种条件的制约使得电子密码锁暂时难以普及。 尽管电子密码锁还存在着一些缺陷，但是其安全性高、方便易用、能够智能报警的优势却是传统钥匙锁取代不了的，而且随着电子信息技术的发展和各种电子器件的价格的不断降低，电子密码锁也将往低成本、多功能的方向发展。1 课题设计目标本设计采用MCS-51系列单片机AT89S52作为主控芯片，结合外围电路，设计密码锁控制系统，能够实现。2 总体设计方案2.1 设计思路该电路是一种采用以AT89S52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，不但能实现基本的密码锁功能，还能根据实际需要添加调电存储、声光提示功
