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基于51单片机的智能密码锁.doc
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基于51单片机的智能密码锁.doc
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单片机的电子密码锁
目录
第一章绪论..............................................................................................2
1.1 电子密码锁简介................................................................................2
1.2 电子密码锁设计的背景及意义.............................................................................................3
第2章 总体设计........................................................................................................................3
2.1 设计分析................................................................................................................................3
2.2 系统结构................................................................................................................................4
第3章硬件电路设计....................................................................................................................5
3.1 单片机最小系统设计............................................................................................................5
3.1.1 时钟电路.............................................................................................................................5
3.1.2 复位电路 ..........................................................................................................................6
3.1.3 最小系统 ..........................................................................................................................6
3.2 矩阵键盘设计 .................................................................................................................... 7
3.3 LCD 显示模块设计 .............................................................................................................8
3.4 开锁机构 ........................................................................................................................... .9
3.5 报警机构 ........................................................................................................................... .10
3.6 硬件综合设计 ................................................................................................................... .10
第 4 章 软件设计 .................................................................................................................... ...11
4.1 软件总体设计 .....................................................................................................................11
4.2 键盘扫描子程序 ............................................................................................................... .12
4.3 定时器中断子程序 ..................................................................................................... .......14
4.4 密码输入子程序 .................................................................................................................15
4.5 报警子程序 .........................................................................................................................16
总结 ............................................................................................................................................ .17
参考文献 .................................................................................................................................. ...18
附录 程序源代码 ................................................................................................................... ....19
摘要:本文中将要介绍的单片机电子密码锁是一种通过判断密码输入
是否正确来控制电路或是芯片的工作状态,进而控制锁的打开和闭合。
本设计是基于 STC89C52 单片机为控制核心的密码锁设计方案。在本
次基于单片机的电子密码锁设计中,将采用 STC89C52 单片机作为控
制核心,配合相应的电路和软件程序,实现密码的输入和修改、信息
的显示、键盘的锁定、系统报警、开锁和闭锁等功能。在设计中利用
识别密码是否正确来开锁或报警,通过串行存储器 AT24C02 来实现密
码的修改和存储。本文设计的密码锁具有安全性高、功耗低、操作简
单等优点。
关键词:单片机;密码锁;矩阵键盘;掉电存储
第 1 章 绪论
1.1 电子密码锁简介
什么是电子密码锁?“一种通过密码输入来控制电路或者是芯
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。”——百度百科上是这样解释的。简单来说,电子密码锁就是能
够实现密码等信息的设置、存贮、识别和显示,以及报警信号的接收
和发送等功能的电子器件。
电子密码锁相对传统机械锁有以下几个优势:
(1)密码可更改。用户可以随时更改密码,以确保密码锁的安全
性和可靠性。可以更改密码这一功能同时也避免了人员的更替而使锁
的安全性降低,这是传统钥匙锁所不具备的功能。
(2)操作简单。无论是开锁还是更改密码,只要识字的人都能够
直接使用,使用方法简单而不繁琐。
(3)能够报警。报警功能无疑更增加了锁的安全性。
(4) 无法“技术”破解。不知道密码就无法打开锁,即使是惯偷
也只能望“锁”兴叹。
1.2 电子密码锁设计的背景及意义
在现代文明社会中,随着人们生活水平和自身防范意识的提高,
个人财产安全和人身安全的问题也越来越受到人们的重视,拥有一把
能够有效保证居民财产安全和人身安全的锁具也越发的重要起来。在
这样的大环境下,基于单片机的电子密码锁也应运而生。这种电子密
码锁是以单片机为核心,配以相应的硬件电路和软件程序,实现密码
的设置、存贮、识别和显示,以及报警信号的接收和发送等功能,具
有操作快、修改密码简单、安全性高、功耗低等优点。基于单片机的
电子密码锁的出现使人们的自身财产安全有了更多的保障,也使人们
出行更为方便。
第2章 总体设计
2.1 设计分析
一个电子密码锁,应该能实现以下功能:
(1)能够从键盘中输入密码,并相应地在显示器上显示*;
(2)能够判断密码是否正确,正确则开锁 ,错误则输出相应信息�;
(3)能够实现密码的修改;�
(4)断电或者单片机复位后能够保存之前的操作,比如密码的修改;
(5)在操作错误达到一定次数后能够报警;�
(6)在一定时间内没有任何按键操作则关闭显示器,并锁定键盘,禁
止键盘输入(单片机复位后锁定取消);
(7)设置一个备用密码。为了防止用户忘记密码而开不了锁,应该在
经常使用的密码外再设置一个备用密码以防万一。此备用密码应该只
有少数人知道,比如小区管理员。
根据以上分析,本次电子密码锁设计的主要重点是以下几个部分
4x4 矩阵键盘设计、LCD 信息显示、密码的掉电存储和密码的比较和
处理。当然,除了这几个部分外还有定时器/计数器计时中断和报警
等功能模块。基于实际情况,在设计中,用发光二极管代替电磁锁,二
极管亮则代表锁开,二极管不亮则代表锁关。
2.2 系统结构
本设计系统主要由单片机芯片、矩阵键盘、LCD 显示模块、掉电
存储模块、报警机构和开锁机构组成。如图 2-1 所示。
图 2-1 系统总体设计结构图
时钟电路给单片机提供晶振频率,复位电路不但使单片机上电复
位,还能在使用过程中通过需要通过按键再次手动复位,矩阵键盘提
供按键的输入,LCD 模块显示信息,掉电存储负责密码的存储,开锁机
构和报警机构分别负责开锁和报警功能。
设计中,单片机选用 STC89C52,LCD 显示模块选用 LCD1602 液晶
显示器,串行存储器选用电可擦除存储器 AT24C02,开锁机构用发光
二极管代替,报警机构选用蜂鸣器。
第 3 章 硬件电路设计
3.1 单片机最小系统设计
单片机最小系统就是指能使单片机工作的最少的器件构成的系
统。因为单片机已经包含了数据存储器和程序存储器,所以只要在其
外部加上时钟电路和复位电路就可以构成单片机最小系统。
3.1.1 时钟电路
单片机工作需要晶振给 CPU 提供频率,时钟电路就是给单片机提
供晶振频率的电路。图 3-1 是时钟电路的 PROTEUS 仿真图。
图 3-1 时钟电路
单 片 机 允 许 的 振荡晶体可在 1.2~24MHz 之 间 选择,一般为
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资源评论
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