### 单片机电子密码锁的设计与实现
#### 一、设计总说明
随着社会的发展和技术的进步，电子智能锁（如指纹识别、IC卡识别）已经逐渐进入人们的视野。但这些产品通常针对特定的指纹或卡片，应用范围相对有限。此外，指纹识别设备在公共场所易受损，IC卡也容易丢失或损坏，且成本较高，这在一定程度上限制了它们的普及。
基于当前技术水平和市场需求，电子密码锁成为了电子防盗产品中的主流。本文档介绍了一种基于8051单片机的电子密码锁设计，其主要特点包括：
- **密码设置**：支持6位密码设置，用户可以通过键盘输入密码，只有当密码正确时，锁才会开启。
- **密码修改**：用户可以在锁打开的状态下修改密码，修改前需重新输入原密码，并需要两次确认新密码以避免误操作。
- **报警及锁定**：当连续三次输入错误密码时，系统将启动声光报警并锁定键盘。
本设计主要由三个部分组成：4×4矩阵键盘接口电路、密码锁控制电路和输出八段显示电路。此外，还包括LED提示灯等辅助组件。
#### 二、设计关键点
1. **密码输入功能**：用户每按下一个数字键，会在最右侧的数码管上显示一个“-”，同时之前输入的所有“-”会向左移动一位。
2. **密码去除功能**：通过按下特定按键可清除所有已输入的密码和显示内容。
3. **密码更改功能**：输入的新值可作为新的密码。
4. **开锁功能**：按下开锁键后，系统会比对输入的密码与预设密码，如果匹配则开锁。
#### 三、设计实施过程
1. **硬件选型**：选择8051单片机作为核心处理器，并选购必要的电子元器件。
2. **硬件电路设计**：根据需求设计电路图，包括电源管理、键盘接口等。
3. **软件编程**：使用汇编语言编写控制程序，实现上述功能。
4. **调试**：进行软硬件单独调试及联合调试，确保系统稳定运行。
#### 四、课题分析
本设计中的矩阵键盘输入控制电路是通过非编码键盘实现的。具体来说，每条行线和列线均对应一条I/O口线，当按键按下时，相应的行线与列线相连。通过检测哪些行线和列线发生变化来判断哪个键被按下。行线被设置为上拉状态，初始状态下为高电平，列线则处于悬浮状态。通过循环检测行线状态，或者通过中断机制触发键扫描，当发现有按键按下时，再逐个检测列线状态，从而确定具体被按下的键位。
#### 五、课题方案选择
对于本设计，有两个主要方案可供选择：
- **方案一**：使用8051单片机并采用汇编语言编写程序。汇编语言功能强大，易于调试，适合于实现复杂的功能。
- **方案二**：利用数字逻辑电路实现，包括电压比较器、555单稳态电路、计数器等。这种方案更依赖于硬件设计，但灵活性较低。
综合考虑，方案一更为合适，因为它不仅能够满足功能需求，还能简化设计过程，便于后续维护和升级。因此，最终选择了基于8051单片机及汇编语言的设计方案。
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