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1、目录摘要 3第一章 绪论 41.1背景41.2电子密码锁41.3电子密码锁的特点41.4电子密码锁的发展趋势5第二章系统的总体设计62.1系统的结构62.2系统的组成62.3系统的可行性分析6第三章硬件电路设计73.1单片机AT89C51的简介73.1.1 AT89C51主要特性 83.1.2AT89C51的引脚 83.1.3震荡特性 10 3.1.4 芯片擦除 103.2 44矩阵键盘103.3振荡电路113.4复位电路123.5 发光二极管LED133.6 设计总电路图153.7 仿真电路图15第四章 软件程序设计164.1 软件设计流程图164.2 程序清单18第五章 系统的改进与拓展2
2、2结论23参考文献24致谢25摘要26摘要 在工业生产中,一些关键的控制核心部分,为防止非法进入或修改,需设置密码电路.在一些保密场合,为防止非法人员进入,也需设置密码电路。在公共场所的临时存物箱或专业存物箱也需设置密码电路本设计研究如何利用单片机研制密码锁控制器，能够广泛的应用于学校机房重地、图书馆、办公室防盗报警系统中，实现无人值守。工作稳定可靠,保密性高,实现性强，并具有报警控制功能。同时给出了单片机型号的选择、硬件设计、软件流程图、单片机存储单元的分配、汇编语言源程序及详细注释等内容。关键词：AT89C51芯片、44矩阵键盘、LED显示、密码锁第一章绪论1.1背景随着社会物质财富的日益
3、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，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。为何弹子锁的“互开率”会如此之高？据有关专家人士剖析，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，
4、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-电子密码锁，提供了发展的空间。在日常的生活和工作中, 住宅与部门的安全防范、单位的文件档案、财务报表以及一些个人资料的保存多以加锁的办法来解决。若使用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器件的要求越来越高。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。电子密码锁具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等优点。1.2电子锁电子锁是采取电子电路控制，以电磁铁或者卫星电机和锁体作为执行装置的机电一体化锁具，
5、相比传统的机械锁具，电子锁不使用金属钥匙，保密性、精度都有很大提高。 电子锁的发明思路，源自古代发明的自动机械，例如古希腊数学家赫伦的液压自动门，中国古代诸葛亮的木牛流马，它们以重力或蒸汽压力驱动，最广泛的用途乃是用在古代墓道的地下机关。电子工业的诞生，使得以微小电量驱动机械成为可能，于是有了电子锁一日千里的跃进。1.3电子密码锁的特点密码锁以51系列单片机(AT89C51)为核心，配以相应硬件电路，完成密码的设置、存贮、识别和显示、驱动电磁执行器并检测其驱动电流值、接收传感器送来的报警信号、发送数据等功能。 具有很高的安全性、可靠性、成本低、功耗低、易操作等优点。在安全技术防范领域，具有防盗
6、报警功能的电子密码锁代替传统的机械式密码锁，克服了机械式密码锁密码量少、安全性能差的缺点，使密码锁不论是在技术上还是在性能上都大大提高一步。随着大规模集成电路技术的发展，特别是单片机的问世，出现了带微处理器的智能密码锁，它除具有电子密码锁的功能外，还引入了智能化管理、专家分析系统等功能，从而使密码锁具有很高的安全性、可靠性。 智能监控器始终处于接收状态，以固定的格式接收电子锁具发来的报警信息和状态信息。对于报警信息，则马上通过LCD显示器及蜂鸣器发出声、光报警；对于状态信息，则存入内存，并与电子锁具在此时刻以前的历史状态进行比较，得出变化趋势，预测未来的状态变化，通过LCD显示器向值班人员提供
7、相应信息，以供决策使用。智能监控器与电子锁具建立通信联系的同时，通过A/D转换器实时地监视流过通信线路的供电电流的变化，有效地防止人为因素造成的破坏，保证了通信线路的畅通。 电子锁具的组成框图，它也是以51系列单片机(AT89C51)为核心，配以相应硬件电路，完成密码的设置、存贮、识别和显示、驱动电磁执行器并检测其驱动电流值、接收传感器送来的报警信号、发送数据等功能。 单片机接收键入的代码，并与存贮在EEPROM中的密码进行比较，如果密码正确，则驱动电磁执行器开锁；如果密码不正确，则允许操作人员重新输入密码，最多可输入三次；如果三次都不正确，则单片机通过通信线路向智能监控器报警。单片机将每次开
8、锁操作和此时电磁执行器的驱动电流值作为状态信息发送给智能监控器，同时将接收来自传感器接口的报警信息也发送给智能监控器，作为智能化分析的依据。智能化分析与预测技术就是以每次接收到的数据块为依据，与此前同类数据的记录值作比较，分析该操作引起电流变化的大小及趋势，及时发现存在问题，并报告管理人员，从而提高了整个系统的可靠性。智能密码锁充分的利用了51系统单片机软、硬件资源，引入了智能化分析功能，提高了系统的可靠性和安全性。通过在某型号保险柜安装使用，受到用户的欢迎。另外，智能密码锁在软、硬件方面稍加改动，便可构成智能化的分布式监控网络，实现某一范围内的集中式监控管理，在金融、保险、军事重地及其它安全
9、防范领域具有广泛的应用前景。1.4电子密码锁的发展趋势随着人们对安全的重视和科技的发展，许多电子智能锁（指纹识别、IC卡辨认）已在国内外相继面世。但是这些产品的特点是针对特定的指纹和有效卡，只能适用于保密要求的箱、柜、门等。而且指纹识识别器若在公共场所使用存在容易机械损坏，IC卡还存在容易丢失、损坏等特点。加上其成本较高，一定程度上限制了这类产品的普及和推广。鉴于目前的技术水平与市场的接收程度，电子密码锁是这类电子防盗产品的主流。第二章 系统的总体设计2.1 系统的结构单片机接收键入的代码，并与存贮在EEPROM中的密码进行比较，如果密码正确，则驱动电磁执行器开锁；如果密码不正确，则允许操作人
10、员重新输入密码，最多可输入三次；如果三次都不正确，则单片机通过通信线路向智能监控器报警。以固定的格式接收电子锁具发来的报警信息和状态信息，电子锁具对每一组数据重复发送采用大数译码定律纠错，以保证数据接收的准确性。对于错误信息，则马上通过LCD显示器发出光报警。2.2 系统的组成电子密码锁的设计主要由三部分组成：44矩阵键盘接口电路、密码锁的控制电路。另外系统还有LED提示灯等。2.3系统的可行性分析本次设计使用ATMEL公司的AT89C51实现基于单片机的电子密码锁的设计，其主要具有如下功能：AT89C51单片机P2口作键盘口，其中P2.4P2.7为键盘扫描输出线，P2.0P2.3为键盘扫描输
11、入线，组成44共16个按键，15个数字或字母键，1个输入键。P1口为信号输出口，其中P1.0输出开锁控制信号驱动电磁锁，P1.1输出密码错信号，P1.2输出报警控制信号驱动报警器。通电复位，电路进入就绪状态，等待用户输入密码。当用户输入密码并按下输入键后，由程序判断输入的密码是否正确。如输入密码正确，则由P1.0输出开锁控制信号，同时点亮绿灯；如输入密码错误，则由P1.1输出密码错误指示信号，点亮红灯，用户可再次输入密码；如连续3次输入密码错误，则由P1.2输出报警控制信号，同时点亮黄灯。一旦输出报警信号，就必须等待解除报警后方可重新输入密码开锁。主要的设计实施过程：首先，选用ATMEL公司的
12、单片机AT89C51，以及选购其他电子元器件。第二步，使用DXP 2004设计硬件电路原理图，并设计PCB图来完成人工布线。第三步，使用Kevil uVision3软件编写单片机的汇编语言程序、仿真、软件调试。第四部，使用PROTEUS软件进行模拟软、硬件调试。最后，联合软、硬件调试电路板。第三章 硬件电路设计3.1单片机AT89C51的简介AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪烁
13、可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。外形及引脚排列如下图所示： 图3-1为AT89C51的外形图图3-2为AT89C51 DIP 40引脚3.1.1AT89C51主要特性主要特性： （1）与MCS-51 兼容 （2）4K字节可编程闪烁存储器 （3）寿命：1000写/擦循环 （4）数据保留时间：10年 （5）全静态工作：
