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1、本设计从经济实用出发采用Atmel公司的单片机AT89S51作为主控芯片，采用低功耗CMOS型E2PROMAT24C02为数据储存单元，遥控器键盘输入密码，按键编码采用HCS301芯片、解码采用HCS500芯片、LCD1602液晶显示器、报警装置、开锁电路、遥控无线电波、编码、解码等电路组成一款多功能电子密码锁。此密码锁利用滚动加密技术，短距离射频遥控技术，能进一步增强电子密码锁的平安性，可靠性与实用性。经过市场调查，使用单片机制作的电子密码锁具有方便、平安、操作简单等优点，而且易于开发，本钱较低，在住宅、办公室、保险箱、汽车等需要防盗的场所有一定的实用性。该设计还具有按键有效提示、控制开锁、
2、控制报警、修改密码以及无线遥控发送非固定代码等功能。关键词：单片机；遥控；密码锁；报警AbstractThisdesignusesAtmelchipAT89S51asthemaincontrolchip,usinglowpowerCMOSE2PROMAT24C02asthedatastorageunit,remotecontrolkeyboardinputpassword,keycodeusingHCS301chip,thedecodingusingHCS500chip.LCD1602liquidcrystaldisplay,alarmdevice,anunlockingcircuit,rem
3、otecontrolradiowave,encoding,decodingcircuitposedofamultifunctionalelectroniccipherlock.Thispasswordlockusingrollingencryptiontechnology,shortdistanceradiofrequencyremotecontroltechnology,canfurtherenhancethesecurityofelectroniclocks,reliabilityandpracticality.Throughmarketresearchusingmicrocontroll
4、erelectroniccipherlockhastheadvantagesofconvenience,safety,simpleoperationandeasytodevelop,alittlec,ostislow,intheresidential,office,safe,car,needsecurityplacehasthecertainusability.Thedesignalsohasthekeystoeffectivetips,controllock,alarmcontrol,modifyyourpasswordandwirelessremotecontroltransmitting
5、afixedcodeandotherfunctions.Keywords：MCU;Remotecontrol;Cipherlock;Alarm1 绪论错误!未定义书签。1.1 电子密码锁的研究背景11.2 电子密码锁的国内外现状及其开展趋势1.3 本设计所实现的目标21.4 本章小结22 设计方案和元器件选择32.1 方案论证32.2 元器件选择32.2.1 主控芯片AT89S5132.2.2 存储芯片AT24C0232.2.3 液晶显示LCD160242.2.4 编码芯片HCS30142.2.5 解码芯片HCS50052.3 本章小结53 电路原理设计63.1 硬件设计原理63.2 硬件设计
6、的外围电路63.2.1 电源输入局部63.2.2 键盘输入局部73.2.3 密码存储局部73.2.4 复位局部83.2.5 显示局部83.2.6 报警局部93.2.7 开锁局部93.2.8 遥控发射电路103.2.9 射频接收电路MICRF007103.3 本章小结114 软件设计124.1 I2C通讯子程序124.2 开锁程序流程图124.3 主控CPU的主程序流程134.4 密码设置程序流程图144.5 本章小结155 设计总结16参考文献17致谢18附录程序清单错误!未定义书签。1绪论电子密码锁一般是通过外部输入密码与片内存储密码比照进而控制芯片、电路作出相应动作，到达机械开关闭合的目的
7、来完成开关门锁。目前市场上密码锁有多种，应用较为广泛的密码锁都是以单片机作为密码锁核心，然后加上辅助电路，编程来到达控制实现。电子密码锁的平安性已经大大超过了机械锁，并且使用更加方便，本钱不高，具有普遍适用性。1.1 电子密码锁的研究背景在日常生活中储存重要东西，文件，特别是单位，部门的重要档案，资料的保存离不开密码锁。如果使用机械锁，使用者常常会丧失钥匙或者携带一大窜钥匙，这样显得既不方便，而且平安性也低。随着需求的进步，电子密码锁进入人们生活已势不可挡，电子密码锁操作简单，添加报警功能，其在平安性上大大增强。大规模集成电路技术的开展使密码锁更具有小巧实用，本钱低廉的优点，1976年单片机的
8、问世，为密码锁的开展作出了巨大奉献，具有各种功能的智能密码锁相继问世，此类密码锁的出现说明密码锁在平安性，可靠性上又有了重大突破1。1.2 电子密码锁的国内外现状及其开展趋势经过对目前国内外市场上各种密码锁的研究发现它们都有自己的优点及缺陷：一、机械式密码锁。最早期的密码锁，它抗干扰能力强，本钱低，但是在平安性上，不能防止非法用户的屡次尝试，输入密码极不方便，而且密码量也少。二、固定键盘式密码锁。此类密码锁为键盘输入密码，一般密码位数可设定，它的密码量相对机械密码锁大大增强，但是此类密码锁在输入密码时暴露在外的键盘很容易泄露密码。三、红外遥控电子密码锁。在日常生活中红外线遥控技术出现已经极其普
9、遍，而红外遥控技术与密码技术相结合的电子密码锁也比拟常见。然而红外线遥控需要在一定X围内，所以它的缺点在与距离和是否被干扰方面。四、其它密码锁。上述几种密码锁为典型的几种密码锁，除此之外还有如磁卡式密码锁，指纹式密码锁等。磁卡密码锁使用较为方便，但容易折损，它对环境的要求，使得使用者必须小心翼翼。指纹式密码锁平安性高，具有唯一性指纹鉴别，但是本钱也高，不具有普片实用性2。1.3 本设计所实现的目标使用者开锁，需要输入正确的密码，输入完毕经电路发送，锁具端接收信号并进展分析。如果屡次输入错误密码将有报警提示。为了提高平安性，通过无线电波发送与接收代码采用特定芯片实现编码解码。主要工作过程如下：一
10、、开启键盘，用户通过遥控器键盘输入密码；二、输入完成，经过编码芯片，发射电路发送输入信号；三、锁具端通过接收电路，解码芯片接收信号并与单片机自己保存的密码进展比照，从而判断是否正确，以及执行相对应的开门或者报警动作。1.4 本章小结本章从电子密码锁的研究背景，国内外现状及其开展趋势，本设计所要实现的目标三个方面作出的阐述。只有了解了这几个方面才有利于对自己的设计作出更好的判断，基于单片机的电子密码锁是目前市场上的主流产品，它对于锁具的开展具有重大意义。2设计方案和元器件选择2.1 方案论证目前根据我们了解的单片机，各种型号的单片机都有一定的应用环境，因此如何合理的选择才能保证既能适应系统要求，
11、又能做到低功耗，低本钱。根据调查以及所学知识在选取单片机时需注意以下几个方面：性能、存储器、运行速度、I/O口、定时/计数器、串口、工作电压、功耗、封装形式、抗干扰性、XX性等除了以上这些，还有一些方面如：中断源的向量和优先级、工作温度X围、单片机内有无时钟振荡器、有无上电复位功能等3。基于以上因素本设计选用AT89S51单片机作为本设计的核心元件，利用其丰富的I/O接口，片内闪存等方面完全能满足此次设计要求。选用无线315Mhz射频RF(radiofrequency)方式来完成无线通讯。315mhz的发射频率是国家规定的无线报警专用频率，符合国家规定4。信号的编码和解码采用HCS301与HC
12、S500芯片，能对遥控器按键信息进展滚动加密，在平安上进一步提高，防止密码被捕获破译，非法复制。2.2 元器件选择2.2.1 主控芯片AT89S51AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含4k可反复擦写1000屡次的Flash只读程序存储器，128B的片内RAM,32位I/O口线5。AT89S51具有40个引脚，4KB片内Flash程序存储器，128B的随机存取数据存储器RAM,32个外部双向输入/输出I/O口，6个中断源6。2.2.2 存储芯片AT24C02AT24C02是一个2K位串行CMOSE2PROM,内部含有256个8位字节，CATALYST公司的先进CMOS技术
13、实质上减少了器件的功耗7。它是采用了I2C总线式进展数据读写的串行器件，占用很少的资源和I/O口，并且支持在线编程，进展数据实时的存取十分方便，工作电压宽(2.55.5V)、擦写10000屡次、写入速度小于10m3抗干扰力强、数据不易丧失、体积小等特点网。2.2.3 液晶显示LCD16021602型LCD显示模块具有体积小，功耗低，显示内容丰富等特点9。1602型LCD可以显示2行16个字符，有8位数据总线D0D7和RS,R/W,E三个控制端口9。液晶显示LCD1602型的接口信号说明如下表2-1所示：表2-1液晶显示LCD1602型的接口信号说明编P符号引脚说明编p符号引脚说明1VSS电源地
14、9D2DataI/O2VDD电源正极10D3DataI/O3V0液晶显示比照度调整端11D4DataI/O4RS存放器选择端12D5DataI/O5R/W读写选才1端H/L13D6DataI/O6E使能端14D7DataI/O7D0DataI/O15BLA背光源正极8D1DataI/O16BLK背光源负极2.2.4 编码芯片HCS301在芯片选择上，HCS301芯片为特制滚动码芯片发送滚动码在平安性上大大提高。HCS301XX性可编程64bit的加密密钥，28bit的序歹U号，16bit的同步码，用户可通过相应的适配器对芯片内部的EEPROM进展编程，为了保证数据的平安，一旦将数据写入EEPR
15、OM后不能再读出,但可以再次修改10。1HCS301产生加密密匙在HCS301投入使用时，先产生一个唯一对应的64位的加密钥匙，加密密匙的产生示意图如图然团战码器序列号i二1厂商诵J密钥一一1_J64bit初图2-1HCS301加密密匙的产生示意图由工厂代码和系列号一起经密钥产生算法形成唯一的加密密码，然后写入片内每一个制造商均不一样，它用于产生与每一个编码器相对应的唯一加密密钥11OEEPROM ,2HCS301的编码过程图2-2 HCS301滚动编码过程示意图2.2.5解码芯片HCS500HCS500是可与HCS301配对的芯片10。硬件解密过程如图 2-3:度修到一的师生笄第HCS301的编码过程如图2-2图2-3硬件解密过程示意图2.3本章小结通过上面对设计方案和元器件选择的介绍，我们可以看出，采用单片机为核心控制的方案，控制灵活、准确性好且XX性强还具有扩展功能，根据现实生活的需要，此次设计采用
