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1、摘 要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。而传统的机械式钥匙开锁，人们常需携带多把钥匙, 使用极不方便, 且钥匙丢失后安全性即大打折扣。随着科学技术的不断发展，人们对日常生活中的安全保险要求越来越高。为满足人们对锁的使用要求，增加其安全性，用密码代替钥匙的密码锁应运而生。密码锁具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等优点。基于以上特点，本论文主要用ATMEL公司的AT89S51实现一种基于单片机的密码锁设计。本设计介绍了AT89S51的主要特性和引脚功能，密码锁的硬件电路和软件设计流程。使它具有
2、设置6位密码，密码通过键盘输入，若密码正确，则将锁打开。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，在输入密码时需要输入两次确认，以防止误操作。同时，此密码锁还有报警、锁定键盘等功能，密码输入错误数码显示器会出现错误指示，若密码输入错误次数超过3次，蜂鸣器报警并且锁定键盘。系统主要有三部分组成：键盘接口电路、密码锁控制电路、LCD显示电路。另外还有提示灯、报警蜂鸣器等。关键词：AT89S51；密码锁；矩阵键盘AbstractWith the growing community of material wealth, security, anti-theft
3、has become a social problem. Since ancient times,and locked the iron door is guarded by generals, the people demanding ,it is necessary to safe and reliable anti-theft, but also easy to use. The traditional mechanical key to unlock, people often need to carry more than the key, the use of a very inc
4、onvenient, and the key is lost or greatly reduced after the security. With the continuous development of science and technology, people have insurance for the safty of everyday life become increasingly demanding devices. People to meet the requirements of the use of locks to increase their security,
5、 with password password to replace the key lock came into being. Locks with safe, low cost, low power consumption, easy operation and so on.Based on the above characteristics, the paper ATMEL Corporation AT89S51 with the realization of a microcontroller-based design locks. AT89S51 introduced the des
6、ign of the main characteristics and pin function locks the hardware circuit and software design process. It has set up six password, keyboard password, if the password is correct , it will open the lock. Password can be modified by the users own settings,open the lock in order to modify the password
7、. Change Password Re-enter password before,the need to enter a password twice to confirm the time in order to prevent misoperation. At the same time, the police have the password lock, lock keyboard and other functions, the password input error error digital display instructions, if the wrong passwo
8、rd more than 3 times a buzzer alarm and lock the keypad. System has three main components: a keyboard interface circuit, control circuit locks, LCD display circuit. There are also tips lights, such as alarm buzzer.Key words: AT89S51; password lock; matrix keyboard目 录1 绪论11.1 电子密码锁的特点11.2 电子密码锁的发展趋势1
9、1.3 密码锁设计的意义和目的12 系统总体设计32.1 总体设计框图32.2 方案比较与可行性分析32.3 AT89S51简介42.3.1 主要性能参数：42.3.2 引脚功能说明52.3.3 振荡特性72.3.4 芯片擦除73 硬件电路设计93.1 4*4矩阵键盘93.2 复位电路93.3 振荡电路103.4 外存储器电路103.5 蜂鸣器113.6 密码锁控制电路113.7 LCD电路123.8 完整电路图134 软件程序部分设计144.1 流程图154.2 具体功能软件实施154.2.1 开始等待流程154.2.2 密码检查功能164.2.3 显示功能164.2.4 键盘扫描184.2
10、.5 修改密码19总结与展望20参考文献21致谢221 绪论1.1 电子密码锁的特点电子密码锁是一种通过密码输入来控制电路或是芯片工作，从而控制机械开关的闭合，完成开锁、闭锁任务的电子产品。它的种类很多，有简易的电路产品，也有基于芯片的性价比较高的产品。现在应用较广的电子密码锁是以芯片为核心，通过编程来实现的。其性能和安全性已大大超过了机械锁，特点如下：（1）具有按键有效指示和输入错误指示的功能。（2）具有解码有效指示功能。（3）具有控制开锁电平、定时中断功能。（4）具有控制报警、密码修改等功能，可在意外泄密的情况下及时修改密码。（5）保密性强、灵活性高，容易实现，适用范围广，具有很好的市场推
11、广价值，特别适用于家庭、宾馆等场合。（6）门锁外观典雅大方，智能化程度高，功能完善，方便。1.2 电子密码锁的发展趋势电子锁的发展趋势核心是防盗。无论运用在哪些场合，都必须保证由精良的“锁具”担当承载结构部件，实现开启、闭锁的功能，而且承担实体防护作用，抵抗住或尽量延迟破坏行为，让电子防盗锁“软、硬不吃”。一般情况下，锁具防盗的关键是锁身外壳、闭锁的部件（如伸缩的锁舌或锁栓、锁扣盒锁扣板以及依靠电磁力直接闭锁的电磁部件等）的强度（应有足够的机械强度和刚度，能够承受一定数值、一定方向的静压力和冲击力以及力矩）、锁止型式（能承受某些方式和工具的作用）、配合间隙（防止采用机械的、电子的方法探入锁具内
12、部而被开启）和布局（将薄弱的、与锁的开启直接相关的零部件和电路置于壳体保护之下，并且不易被识别出来）。 提高电子防盗锁之防护能力的必然途径是报警，在金融业的许多场所有人值守、有电视监控，具有报警功能，可以综合物理防范和人力防范两种作用。报警的前提是具备探测功能，根据电子防盗锁的使用场所和防护要求，可选择多种多样的探测手段。在中国的城市金融业中，实现联网报警已经成为对各金融网点的基本要求。 根据国内外的实践经验，在各个有必要的场合，实行安全防范风险等级很有必要，即依据使用的防盗报警器材的性能、安装布局和人员值守状况等，可以评估被防护物或区域的防护能力，得出风险等级，其中，电子防盗锁的性能至关重要
13、。1.3 密码锁设计的意义和目的基于单片机的密码锁是采用单片机、数字电路实现对密码的控制。密码锁行业市场空间巨大，前景广阔。因此，本人结合所学专业开发基于单片机(AT89S51)控制的密码锁系统，有着非常现实的意义。其目的在于：(1)巩固、加深和扩大单片机应用的知识面，提高综合及灵活运用所学知识解决控制问题的能力；(2)培养针对课题需要，选择和查阅有关手册、图表及文献资料的自学能力，提高组成系统、编程、调试的动手能力；(3)过对课题设计方案的分析、选择、比较、熟悉单片机用系统开发、研制的过程，软硬件设计的方法、内容及步骤；2 系统总体设计2.1 总体设计框图图2-1 总体设计框图如图21所示系
14、统主要由AT89S51(51系列)、八位数码管、蜂鸣器、LCD显示器、44矩阵键盘、复位电路等组成。2.2 方案比较与可行性分析方案一：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，共设了9个用户输入键，其中只有4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10秒（一般情况下，用户不会超过10秒，若用户觉得不便，还可以修改）电路将报警20秒，若电路连续报警三次，电路将锁定键盘2分钟，防止他人的非法操作。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
15、。故不采用。方案二：采用以单片机为核心的控制方案由于单片机种类繁多，各种型号都有其一定的应用环境，因此在选用时要多加比较，合理选择，以期获得最佳的性价比。一般来说在选取单片机时从下面几个方面考虑：性能、存储器、运行速度、I/O口、定时/计数器、串行接口、模拟电路功能、工作电压、功耗、封装形式、抗干扰性、保密性1。除了以上的一些的还有一些最基本的，比如：中断源的数量和优先级、工作温度范围、有没有低电压检测功能、单片机内有无时钟振荡器、有无上电复位功能等。在开发过程中单片机还受到：开发工具、编程器、开发成本、开发人员的适应性、技术支持和服务等等因素。基于以上因素本设计选用单片机AT89S51作为本设计的核心元件，利用单片机灵活的编程设计和丰富的I/O端口，及其控制的准确性，实现基本的密码锁功能。在单片机的外围电路外接输入键盘用于密码的输入和一些功能的控制，当用户需要开锁时，先按键盘开锁键之后按键盘的数字键09输入密码。密码输完后按下确认键，如果密码输入正确
