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基于单片机的电子密码锁设计.pdf
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基于单片机的电子密码锁设计.pdf
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一、设计的背景和意义...........................................................................................................1
二、设计方案的论证和确定...................................................................................................1
(一)设计要求分析...........................................................................................................1
(二)设计方案确定...........................................................................................................1
三、设计过程...........................................................................................................................2
(一)设计原理...................................................................................................................2
(二)主要器件选型...........................................................................................................3
(三)硬件结构设计...........................................................................................................8
(四)软件控制设计.........................................................................................................10
(五)相片.........................................................................................................................19
四、调试过程.........................................................................................................................22
(一)程序编写.................................................................................................................22
(二)画原理图.................................................................................................................24
(三)仿真调试.................................................................................................................26
五、设计创意说明和总结.....................................................................................................30
六、 参考文献.......................................................................................................................31
七、 致谢...............................................................................................................................32
1
一、设计的背景和意义
伴随着现在电子技术和科学技术的快速发展,随着单片机性能不断完善,性
能价格比也随着显著提高,技术日趋完善。由于单片机具有体积小、重量轻、价
格便宜、功耗低、控制功能强及运算速度快等特点,因此在国民经济建设、军事
及家用电器等各个领域均得到了广泛的应用。本设计利用单片机及附加电子元器
件实现数据采集和控制算法,来完成某一实际功能,检验并提高大学生对整体电
路设计和把握能力,了解单片机系统设计流程,以及电路板的实际制作和调试能
力。同时也加强对数字电路、单片机和微机原理等课程知识的实际应用能力,也
为同类产品的进一步发展奠定理论和实践基础。
随着科技水平的提高和人们安全意识的加强,对安全和个人的隐私的要求也就越
来越高。机械锁自古以来就是把守护门的铁将军,人们对它要求甚高,既要安全
可靠的防盗,又要使用方便,这也是制锁者长期以来研制的主题。伴随着电子技
术的发展,各类电子产品应运而生,电子密码锁就是其中之一。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。
二、设计方案的论证和确定
(一)设计要求分析
本设计利用 AT89C51 和 24C04A 完成功能。
用单片机设计电子密码锁通常采用两种方案,第一种方案是用数码管显示;
第二种方案是用 LCD 显示。
(二)设计方案确定
第一种方案的好处是设计简单,程序简洁。这种方案的缺陷是显示不够直观。
第二种方案的好处是显示一目了然,但缺点是程序过于繁琐。
由于数码管不利观察,本次设计中采用第二种方案,因此使用 LCD 进行模拟。
三
、
示
电
可
供
、
设计过
程
(一)设
计
硬件电
路
电
路、报
警
1)由电
源
供
单片机正
2)键盘
电
3)显示
电
4)报警
电
电
源
键
盘
程
计
原理
路
可分成六
部
警
电路。
源
电路、
复
常工作,
是
电
路:输
入
电
路:模
拟
电
路:提
示
源
电路
盘
输入
部
分:由电
复
位电路和
晶
是
单片机的
入
信号。
电子锁显
示
示
密码输入
错
2
源电路、
复
晶
振电路
构
的
基本单元。
示
效果。
错
误。
AT
8
图 3.1
设
复
位电路、
构
成单片机
最
8
9C51
设
计模块
晶
振电路、
最
小应用
系
键盘电路
系
统(内核
)
显
示
报
、
显
)
,
示
电路
报
警电路
3
(二)主要器件选型
1、单片机(如图 3.3 所示)
微控制器是整个控制系统中的大脑,是控制电机转速的核心。AT89C51 单
片机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 和闪速存储器组合在单个芯片中,ATMEL 的 AT89C51 是一
种高效微控制器,AT89C051 是它的一种精简版本。AT89C51 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。
·与 MCS-51 兼容
·4K 字节可编程 FLASH 存储器
·寿命:1000 写/擦循环
·数据保留时间:10 年
·全静态工作:0HZ-24MHZ
·三级程序存储器锁定
·128×8 位内部 RAM
·32 可编程 I/O 线
·两个 16 位定时器/计数器
·5 个中断源
·可编程串行通道
·低功耗的闲置和掉电模式
·片内振荡器和时钟电路
图 3.3 AT89C51 微控制器
4
2、LCD1602(如图 3.4 所示)
显示容量:16×2 个字符
芯片工作电压:4.5—5.5V
工作电流:2.0MA(5.0V)
模块最佳工作电压:5.0V
字符尺寸:2.95×4.35(W×H)MM
4`引脚功能说明
1602LCD 采用标准的 14 脚(无背光)或 16 脚(带背光)接口,各引脚接口
说明如表
编号 符号 引脚说明 编号 符号 引脚说明
1 VSS
电源地
9 D2
数据
2 VDD
电源正极
10 D3
数据
3 VL
液晶显示偏压
11 D4
数据
4 RS
数据/命令选择
12 D5
数据
5 R/W
读/写选择
13 D6
数据
6 E
使能信号
14 D7
数据
7 D0
数据
15 BLA
背光源正极
8 D1
数据
16 BLK
背光源负极
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