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基于89c51电子密码锁设计.doc
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基于89c51电子密码锁设计.doc
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目录
1设计任务 .................................................5
2 总体方案设计 ............................................6
2.1硬件组成 ............................................6
2.2 方案论证 ..........................................10
2.3 总体方案 ..........................................10
3 硬件电路设计 ...........................................11
3.1晶振电路 ...........................................11
3.2复位电路 ...........................................12
3.3显示电路 ...........................................13
4系统设计 ................................................16
4.1主程序设计 .........................................16
4.2键盘子程序图 .......................................17
4.3 密码设置软件设计 .................................18
4.4开锁软件设计 .......................................19
5调试 ....................................................21
5.1 硬件调试 .........................................21
5.2 软件调试 .........................................21
6总结 ....................................................22
参考文献 .................................................23
附录1:系统原理图 ........................................24
2
附录2:程序清单 ..........................................25
1设计任务
根据所学课程《单片机微型计算机原理,应用及接口技术》设计一个基于89C51
的电子密码锁设计,程序语言自行选择。
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。
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。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在的,密码加感应元件,
实现了真真的电子加密,用户只有密码或电子钥匙中的一样,是打不开锁的,
随着电子元件的发展及人们对保密性需求的提高出现了越来越多的电子密码锁
。出于安全、方便等方面的需要许多电子密码锁已相继问世。但这类产品的特
点是针对特定有效卡、指纹或声音有效,且不能实现远程控制,只能适用于保
密要求高且供个人使用的箱、柜、房间等。由于数字、字符、图形图像、人体
3
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
子防盗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
子防盗锁,组合使用信息也能够使电子防盗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”。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。
2 总体方案设计
2.1硬件组成
1.蜂鸣器:
蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器,采用直流电压供电,广泛应用
于计算机,打印机,复印机,报警器,电子玩具,汽车电子设备,电话机,定
时器等电子产品中做发声器件。蜂鸣器实物图如图2.1所示
图2.1蜂鸣器实物图
2.4*4键盘:
此次实验中键盘系统采用的是行列式非编码键盘,这种键盘中,没根行
线和列线的交叉处都接有一个按键,每当某个按键被按下时与这个按键相连的
行线和列线就会接通,否则处于断开状态。这种4*4行列式键盘只需要4条行线
和4条列线,共需要8条I/O端口线。在P1.4~P1.7口都为低电平时P1.0~P1.3置高
电平,同时检测P1.0~P1.3是否都为高电平,若不都为高电平则说明有键按下。
4
因为当有键按下时,相应的端口接通都为低电平。此时将行列高低电平互换,
再检测P1.4~P1.7,判断是哪个键按下。键盘实物图如图2.2所示
图2.2键盘实物图
3.LCD显示器:
LM016L液晶模块采用HD44780控制器,hd44780具有简单而功能较强的指令
集,可以实现字符移动,闪烁等功能,LM016L与单片机MCU通讯可采用8位或4位
并行传输两种方式,hd44780控制器由两个8位寄存器,指令寄存器(IR)和数
据寄存器(DR)忙标志(BF),显示数RAM(DDRAM),字符发生器ROMA(CGORO
M)字符发生器RAM(CGRAM),地址计数器RAM(AC)。IR用于寄存指令码,只能
写入不能读出,DR用于寄存数据,数据由内部操作自动写入DDRAM和CGRAM,或者
暂存从DDRAM和CGRAM读出的数据,BF为1时,液晶模块处于内部模式,不响应外
部操作指令和接受数据,DDTAM用来存储显示的字符,能存储80个字符码,
CGROM由8位字符码生成5*7点阵字符160中和5*10点阵字符32种.8位字符编
码和字符的对应关系,可以查看参考文献(30)中的表4.
CGRAM是为用户编写特殊字符留用的,它的容量仅64字节,可以自定义8个5
*7点阵字符或者4个5*10点阵字符,AC可以存储DDRAM和CGRAM的地址,如果地址
码随指令写入IR,则IR自动把地址码装入AC,同时选择DDRAM或CGRAM但愿,LM01
6L 液晶模块的引脚功能图如图2.3所示:
图2.3液晶模块的引脚功能图
4.单片机AT89c51
5
这是针对工业控制而推出的单片计算机,其最大特点是价格低廉、体积
小、重量轻,适合于嵌入式的应用。其功能强大,性价比高,能很好满足此次
设计的要求。其管脚分布图如图2.4所示
图2.4 单片机引脚图
管脚说明:
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P1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/地址的第八位。
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。
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