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基于单片机的电子密码锁论文大学论文.doc
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基于单片机的电子密码锁论文大学论文.doc
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大学本科生毕业设计(论文)
1
基于单片机的电子密码锁设计
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大学本科生毕业设计(论文)
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摘要
目前国内普遍使用的锁都是机械式的,这种锁结构简单、使用方便,但利用工具可
轻易将其打开,这给用户带来极大的困扰和损失。本文介绍了一种基于 STC89C52 单片
机的电子密码锁的设计方法。该设计以 STC89C52 单片机为硬件核心,结合 4×4 矩阵键
盘电路、 LCD 显示电路、密码存储电路、开锁电路和声音报警电路等外围电路。利用单
片机灵活的编程方法和丰富的 I/O 端口,该系统能实现密码的输入、清除、比较,密码
正确开锁,密码错误次数超次报警,用户修改密码等功能。
关键词:单片机;电子密码锁;矩阵键盘;声音报警
ABSTRACT
At present, the widespread use of all mechanical locks, this lock structure is simple and
easy to use, but easy to use tools to open it, which gives users a lot of confusion and loss.This
paper introduces a design of electronic password lock which is based on the SCM of
STC89C52. This design uses the SCM of STC89C52 as hardware core , combining with other
peripheralcircuits such as 4×4 matrix keyboard interface circuit, password storage
circuit,LCD displaycircuit,unlock circuit and voice alarm circuit. Using the flexible
programming and the rich I/O port ofthe SCM ,the system can accomplish the following
functions:input ,clear or compare the password,unlock when the password is correct, alarm
when the wrong enter password times is over and the user can change the password.
keywords:Single-Chip Microcomputer; electronic password lock; matrix keyboard;
voice alarm
大学本科生毕业设计(论文)
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目录
1 绪论 -----------------------------------------------------------------------------------------------------4
1.1 设计的背景和意义 -----------------------------------------------------------------------------4
1.2 电子密码锁的国内外现状 -------------------------------------------------------------------4
1.3 电子密码锁的发展趋势 ----------------------------------------------------------------------5
2 系统设计 -----------------------------------------------------------------------------------------------5
2.1 系统方案设计 -----------------------------------------------------------------------------------5
2.2 系统工作原理 -----------------------------------------------------------------------------------6
3 系统硬件设计 -----------------------------------------------------------------------------------------7
3.1 STC89C52 最小系统设计---------------------------------------------------------------------7
3.1.1 时钟电路设计---------------------------------------------------------------------------7
3.1.2 复位电路设计---------------------------------------------------------------------------7
3.2 键盘、显示电路硬件设计------------------------------------------------------------------8
3.2.1 键盘电路硬件设计---------------------------------------------------------------------8
3.2.2 显示电路硬件设计---------------------------------------------------------------------9
3.3 AT24C02 掉电存储单元的设计 ---------------------------------------------------------11
3.4 声光提示报警电路 -------------------------------------------------------------------------12
3.4.1 报警提示电路 ------------------------------------------------------------------------12
3.4.2 LED 提示电路 ----------------------------------------------------------------------12
4 系统软件设计 ---------------------------------------------------------------------------------------13
4.1 主程序模块------------------------------------------------------------------------------------13
4.2 密码比较判断模块---------------------------------------------------------------------------15
4.3 密码修改模块---------------------------------------------------------------------------------15
4.4 键盘扫描模块---------------------------------------------------------------------------------16
4.5 1602A 液晶显示模块-------------------------------------------------------------------------17
5 总结----------------------------------------------------------------------------------------------------18
致谢 --------------------------------------------------------------------------------------------------------18
参考文献 --------------------------------------------------------------------------------------------------18
附录 --------------------------------------------------------------------------------------------------------19
大学本科生毕业设计(论文)
4
1 器件清单 -----------------------------------------------------------------------------------------19
2 源程序 --------------------------------------------------------------------------------------------20
1 绪论
1.1 设计的背景和意义
随着科学技术的发展和社会物质财富的日益增长,安全问题已成为人们关注的焦点
之一。而锁自古以来就是用于安全防盗的重要器件,如何制作既安全可靠又使用方便的
锁是制锁工程师们长期以来研制的主题。众所周知机械锁由于结构上的局限其钥匙很容
易被仿制,很多钥匙可以互开,安全性差,且钥匙丢失后其安全性随即大打折扣。为满
足人们对锁的使用要求,增加其安全性,用密码代替钥匙的电子密码锁应运而生。本文
从经济实用的角度出发,以 STC89C52 单片机为核心,设计了一款具有自动报警功能的
电子密码锁。该密码锁具有软硬件设计简单,易于开发,成本较低,安全可靠,操作方
便等特点,可应用于住宅、办公室的保险箱及档案柜等需要防盗的场所,有比较强的实
用性。
1.2 电子密码锁的国内外现状
据有关资料介绍,电子密码锁的研究从 20 世纪 30 年代就开始了,在一些特殊场所
早就有所应用。这种锁是通过键盘输入一组密码完成开锁过程。研究这种锁的初衷,就
是为提高锁的安全性。由于电子锁的密钥量(密码量)极大,可以与机械锁配合使用,
并且可以避免因钥匙被仿制而留下安全隐患。电子锁只需记住一组密码,无需携带金属
钥匙,免除了人们携带金属钥匙的烦恼,而被越来越多的人所欣赏。电子锁的种类繁多,
例如数码锁,指纹锁,磁卡锁,IC 卡锁,生物锁等。但较实用的还是按键式电子密码锁。
20 世纪 80 年代后,随着电子锁专用集成电路的出现,电子锁的体积缩小,可靠性
提高,成本较高,是适合使用在安全性要求较高的场合,且需要有电源提供能量,使用
还局限在一定范围,难以普及,所以对它的研究一直没有明显进展。
目前,在西方发达国家,电子密码锁技术相对先进,种类齐全,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
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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,市场上仍以
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。
1.3 电子密码锁的发展趋势
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。密码锁具有安全性高、成本低、功耗
低、易操作等优点。
在安全技术防范领域,具有防盗报警功能的电子密码锁逐渐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,使密码锁无论在技术上还是
在性能上都获得了大大的提高。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,应用日益广泛。
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、损坏等缺点,再加上其成本较高,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受程度,电子密码锁是这类电子防盗产品的主流。
2 系统设计
2.1 系统方案设计
以 STC89C52 单片机为电子密码锁系统核心,使用 4*4 矩阵键盘作为数据输入方式,
驱动 1602A 显示器提示程序运行过程和开锁的步骤,利用 AT24C02 芯片实现掉电存储。
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