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毕业设计(论文)--基于单片机的电子密码锁设计.doc
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课程设计说明书 第 II 页
目 录
1 绪 论.......................................................................................................................................1
2 系统的总体设计和主要元器件介绍.....................................................................................1
2.1 设计要求....................................................................................................................................................1
2.2 系统的总体思路设计............................................................................................................................2
2.3 主要元器件介绍 .....................................................................................................................................2
2.3.1 STC89C52 介绍...............................................................................................................................2
2.3.2 继电器介绍......................................................................................................................................4
2.3.3 LED 数码管介绍.............................................................................................................................5
3、硬件设计...............................................................................................................................6
3.1 单片机主控制模块................................................................................................................................6
3.2 键盘输入模块 ..........................................................................................................................................6
3.3 显示模块....................................................................................................................................................7
3.4 报警和开锁模块.....................................................................................................................................8
4、软件设计...............................................................................................................................9
4.1 系统框图....................................................................................................................................................9
4.2 系统程序设计 .........................................................................................................................................9
5、系统仿真设计.....................................................................................................................15
5.1 PROTEUS 软件介绍 ..............................................................................................................................15
5.2 PROTEUS 仿真图...................................................................................................................................16
总 结.........................................................................................................................................17
致 谢.....................................................................................................................................18
参考文献...................................................................................................................................19
附录...........................................................................................................................................20
课程设计说明书 第 1 页
1 绪 论
随着人们生活水平的提高, 日常生活和工作中的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等一系列安全防盗问题变的尤其突出。传统的
机械锁由于其构造的简单,被撬的事件屡见不鲜,且人们常需携带多把钥匙, 使用极不方
便, 一旦钥匙丢失安全性即大打折扣。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。密码锁因具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等优点,受到了
广大用户的青睐。
现今常见的密码锁设计主要有两种方案,一种是中规模集成电路控制的方案,另一种
是单片机控制的方案。本文以 STC89C52 单片机为核心器件,结合按键电路、LED 数码管
显示电路、报警指示电路和开锁机构,利用单片机灵活的编程设计和丰富的 I/O 端口,及
其控制的准确性通过软件程序来控制整个系统实现电子密码锁的基本功能。系统能实现如
下的功能。
(1)密码通过键盘输入,若密码正确,则将锁打开
(2)密码输入错误,蜂鸣器将报警提示
(3)用户可以自由设定密码
系统功能实用,成本低廉,具有一定的实用价值。
2 系统的总体设计和主要元器件介绍
2.1 设计要求
以 STC89C52 单片机为核心器件,结合按键电路、LED 数码管显示电路、报警指示电
路和开锁机构,利用单片机灵活的编程设计和丰富的 I/O 端口,及其控制的准确性通过软
件程序来控制整个系统实现电子密码锁的以下基本功能:
(1)输入密码时不显示所输入的数字,有一定的防偷窥特点
(2)密码通过键盘输入,若密码正确,则显示灯发光,将锁打开
(3)密码输入错误,蜂鸣器将报警提示
(4)用户可以自由设定密码
本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,具有一定的推广价
值。
课程设计说明书 第 2 页
2.2 系统的总体思路设计
以 STC89C52 单片机为主控制单元,键盘为主要输入单元,结合开锁装置、报警器和
显示器完成整个系统设计。
系统的运行过程大致如下。
假设初始状态为闭锁,此时整个系统只等待按键输入,数码管也不显示。每按下一个
数据键(即每输入一个密码),数码管相应的显示一个“-”标志,当密码全部输入完成后,
需按下确认键“#”,此时系统判断密码是否正确,正确则开锁(仿真中以继电器动作导致
发光二级管点亮为标志),错误则报警,此后数码管熄灭继续等待按键;若按下密码重置
键“*”,则需先输入原密码,正确后请输入新密码,输入密码过程中,数码管显示如上
“-”。
2.3 主要元器件介绍
2.3.1 STC89C52 介绍
本次毕业设计选用的是 STC89C52,STC89C52 是一种带 4K 字节 FLASH 存储器的低
电压、高性能 CMOS 8 位微处理器,俗称单片机,引脚图如图 2.1 所示。单片机的可擦除
只读存储器可以反复擦除 1000 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 STC89C52 是一种高效微控制器。STC89C52 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。
课程设计说明书 第 3 页
图 2.1 STC89C52 引脚图
STC89C52 单片机引脚。
VCC:供电电压。
GND:接地。
P0 口:P0 口为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口,每脚可吸收 8TTL 门电流。当 P0 口的
管脚第一次写 1 时,被定义为高阻输入。P0 能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义
为数据/地址的低八位。在 FIASH 编程时,P0 口作为原码输入口,当 FIASH 进行校验时,
P0 输出原码,此时 P0 外部必须接上拉电阻。
P1 口:P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口,P1 口缓冲器能接收输出
4TTL 门电流。P1 口管脚写入 1 后,被内部上拉为高,可用作输入,P1 口被外部下拉为低
电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。在 FLASH 编程和校验时,P1 口作为低
八位地址接收。
P2 口:P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口,P2 口缓冲器可接收,输出 4 个
TTL 门电流,当 P2 口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。并因此作
为输入时,P2 口的管脚被外部拉低,将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2 口当用
于外部程序存储器或 16 位地址外部数据存储器进行存取时,P2 口输出地址的高八位。在
给出地址“1”时,它利用内部上拉优势,当对外部八位地址数据存储器进行读写时,P2
口输出其特殊功能寄存器的内容。P2 口在 FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控
制信号。
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