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基于单片机的电子密码锁的设计-课程设计.doc
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基于单片机的电子密码锁的设计-课程设计.doc
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洛阳理工学院毕业设计(论文)
I
基于单片机的电子密码锁设计
摘 要
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。传统的门锁既要备有大量的钥匙,又要担心钥匙丢失后的麻烦。
随着单片机的问世,出现了带微处理器的密码锁,它除具有电子密码锁的功
能外,还引入了智能化、科技化等功能,从而使密码锁具有很高的安全性、
可靠性,受到了广大用户的亲睐。
本系统由 AT89C51 单片机系统(主要是 AT89C51 单片机最小系统)、4×
4 矩阵键盘、LCD1602 显示和报警系统等组成,具有设置、修改六位用户密
码、超次报警、密码错误报警等功能(本设计由 P0 口控制 LCD 显示,密码
正确显示 password ok! 密码错误显示 password error!超过三次输入错误启
动报警功能。
经实验证明,该密码锁具有设计方法合理,简单易行,成本低,安全实
用等特点,符合住宅、办公室用锁要求,具有推广价值。
关键词: AT89C51,LCD1602,电子密码锁,4×4 矩阵键盘
洛阳理工学院毕业设计(论文)
II
目 录
前 言 ..............................................................................................1
第 1 章 概述.....................................................................................2
1.1 电子密码锁简介..................................................................2
1.2 电子密码锁发展趋势 ..........................................................2
1.3 本设计所要实现的目标 ......................................................3
1.4 电子密码锁设计的具体要求 ...............................................3
1.5 总体设计方案选定 ..............................................................4
第 2 章 硬件设计 .............................................................................5
2.1 单片机 AT89C51 简介 ........................................................5
2.1.1 主要特性....................................................................5
2.1.2 引脚功能说明 ............................................................6
2.2 液晶显示 LCD1602 的介绍 .................................................9
2.3 硬件电路的设计 ................................................................11
2.3.1 硬件设计原理 ..........................................................11
2.3.2 最小系统的设计 ......................................................12
2.3.3 芯片擦除..................................................................15
2.3.4 开锁机构..................................................................15
2.3.5 键盘设计..................................................................16
2.3.6 显示电路设计 ..........................................................18
2.4 电路设计总图....................................................................19
第 3 章 系统软件设计 ....................................................................20
3.1 系统软件设计总体流程 ....................................................20
3.2 主程序模块 .......................................................................20
3.3 键盘扫描及程序流程图 ....................................................21
3.4 系统密码及开锁程序流程图 .............................................23
第 4 章 程序调试 ...........................................................................25
4.1 系统调试过程....................................................................25
4.2 系统调试结果....................................................................27
洛阳理工学院毕业设计(论文)
III
结论 ................................................................................................29
参考文献 ........................................................................................30
附 录 ............................................................................................32
洛阳理工学院毕业设计(论文)
1
前 言
随着社会物质财富的日益增长和人们生活水平的提高,安全成为现代居
民最关心的问题之一。此外电子技术的飞速发展,给传统的机械锁带来了巨
大的变革,现代的电子技术与机械技术相结合,产生了一大批智能锁:指纹
锁、IC 卡辨识、遥控锁、声控锁等先进的锁具。虽然这类产品安全性高,但
是这类产品的特点是针对特定指纹或有效卡,只能适用于保密要求高且仅供
个人使用的箱、柜、房间等。而且卡片式 IC 卡还有易丢失等特点,加上其
生产成本高,安装使用不方便,一定程度上限制了这类产品的普及和推广。
由于数字、字符、图形图像、人体生物特征和时间等要素均可成为钥匙
的电子信息,组合使用这些信息能够使电子密码锁获得高度的保密性,如防
范森严的金库,需要使用复合信息密码的电子密码锁,这样对盗贼而言是“
道高一尺、魔高一丈”。组合使用信息也能够使电子密码锁获得无穷扩展的
可能,使产品多样化,对用户而言是“千挑百选、自得其所”。
本文介 绍的是 一种基 于 ST89C51 单 片机和 4*4 矩阵键盘的硬件设计和
软件实现方法,这种电路设计具有防试探按键输入、智能控制上锁、开锁、
报警、修改密码等多种功能。保密性强,灵活性高,外接各种执行机构,可
广泛用于车辆、大门、保险柜等各种需上锁的场合。
洛阳理工学院毕业设计(论文)
2
第 1 章 概述
1.1 电子密码锁简介
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。
其特点如下:
(1) 保密性好,编码量多,远远大于弹子锁。随机开锁成功率几乎为零。
(2) 密码可变,用户可以随时更改密码,防止密码被盗,同时也可以避
免因人员的更替而使锁的密级下降。
(3) 误码输入保护,当输入密码多次错误时,报警系统自动启动。
(4) 无活动零件,不会磨损,寿命长。
(5) 使用灵活性好,不像机械锁必须佩带钥匙才能开锁。
(6) 电子密码锁操作简单易行,一学即会。
1.2 电子密码锁发展趋势
在日常生活和工作中,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。目前门锁主要用弹子
锁,其钥匙容易丢失;保险箱主要用机械密码锁,其结构较为复杂,制造精
度要求高,成本高,且易出现故障,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。针对这些锁具给人们带来的不便若使用机
械式钥匙开锁,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。它的出现为人们的生活带来了很大的方便,有很广阔
的市场前景。由于电子器件所限,以前开发的电子密码锁,其种类不多,保
密性差,最基本的就是只依靠最简单的模拟电子开关来实现的,制作简单但
很不安全,在后为多是基于 EDA 来实现的,其电路结构复杂,电子元件繁
多,也有使用早先的 20 引角的 2051 系列单片机来实现的,但密码简单,易
破解。随着电子元件的进一步发展,电子密码锁也出现了很多的种类,功能
日益强大,使用更加方便,安全保密性更强,由以前的单密码输入发展到现
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