基于51单片机电子密码锁设计.doc资源-CSDN文库

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5星 · 超过95%的资源 45 浏览量 2023-06-18 23:36:56 上传评论收藏 184KB DOC 举报

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摘要

自从人类开始制造锁以来长期所使用的锁都是机械锁，通俗的讲就是弹子芯锁。而传统的

弹子芯锁，由于其本身锁芯密齿的有限加之开锁工具钥匙的容易复制性，使得其安全性大大降低，

随着人们生活质量的提高，如何实现安全有效的防盗这一问题受到越来越多人的关注。传统的机

械锁由于安全性能太差，被撬的事件屡见不鲜，相比之下，电子密码锁因其保密性强，使用灵活

性好，安全系数高，受到了广大用户的欢迎。电子密码锁作为一种新型的锁，不仅拥有海量的密

齿，通常从 10000 到 10000000 不等，还省去了传统机械锁的钥匙，使用者只要记得其密码，便

可以开启，从而大大提高了防盗功能，

本文主要设计了一种以单片机 89C51 为核心的电子密码锁，详细的介绍了该电子密码锁完整

的设计过程以及外围的开锁电路和报警电路的设计。电子密码锁主要由三部分组成：键盘接口电

路、电子密码锁的控制电路、输出八段显示电路。键盘接口电路包括时序产生电路、键盘扫描电

路、弹抖消除电路、键盘译码电路。电子密码锁控制电路设计包括数字按键的数字输入、存储和

清除、功能按键的功能设计、移位寄存器的设计和控制、密码清除、变更、存储、报警信号产生

电路密码核对、解除电锁电路。输出八段显示电路包括数据选择电路、八段显示器扫描电路。

关键词：电子密码锁，89C51，键盘接口，输出八段显示

Abstract

Ever since mankind started making locks since locks are used in long-term mechanical lock, the

popular talk is marbles core lock. The traditional marbles core lock cylinder due to its own limited

addition fine-toothed tool for unlocking the key to easy reproduction, so their safety is greatly reduced,

as people improve the quality of life, how to achieve safe and effective anti-theft problem by growing

concern. Because traditional mechanical locks poor safety performance, was a common occurrence pry

contrast, electronic locks for its confidentiality, use good flexibility, high safety factor, the majority of

users. Electronic code lock as a new type of lock, not only has a mass of fine-toothed, usually ranging

from 10,000 to 10,000,000, also eliminates the traditional mechanical key to the lock, the user just

remember their password, they can open, thus greatly improving anti-theft feature, this paper designed a

89C51 microcontroller core with an electronic lock, a detailed description of the complete electronic

locks to unlock the design process and the external circuit and alarm circuit. Electronic code lock

consists of three parts: the keyboard interface circuit, electronic lock control circuit, the output Ba Duan

display circuit. Keyboard interface circuit including the timing generating circuit, the keyboard scanning

circuit, bounce elimination circuit, the keyboard decoder circuit. Electronic code lock control circuit

design, including digital key digital input, storage and clean, functional design of function keys, shift

circuit password check, the lifting power locks circuit. Ba Duan display circuit including the output data

selection circuit, eight out display scanning circuit.

Keywords: electronic code lock, 89C51, keyboard interface, the output shows eight out

第一章绪论 ..........................................................4

1.1 几种常见的密码锁 ......................................................................................................4

1.2 研究背景 ......................................................................................................................4

1.3 国内外研究现状和发展趋势 ......................................................................................5

1.4 本文研究的主要内容 ..................................................................................................5

第二章方案论证 ........................................................6

2.1 方案 ..............................................................................................................................6

2.2 功能设计及其设计思路 ..............................................................................................7

第三章电路的功能单元设计 ..............................................7

3.1 AT89C51 单片机介绍 .................................................................................................7

3.1.1AT89C51 芯片简介.......................................................................................7

3.1.2 引脚说明......................................................................................................8

3.2 开锁机构 ....................................................................................................................11

3.3 按键电路设计 ............................................................................................................12

3.4 显示电路设计 ............................................................................................................13

3.5 AT24C02 掉电存储单元的设计 ...............................................................................14

3.5.1AT24C02......................................................................................................14

3.5.2 掉电存储电路.............................................................................................15

3.6 密码锁的电源电路设计 ............................................................................................15

3.7 设计整体电路图 ........................................................................................................16

第四章程序设计 .......................................................17

4.1 主程序流程图 ............................................................................................................17

4.2 详细程序 ....................................................................................................................18

结束语 ................................................................28

第一章绪论

1.1 几种常见的密码锁

1.普通密码锁

目前最常用机械锁，这种锁结构简单、使用方便、价格便宜，但在使用中暴露了很多缺点：

(1)机械锁是靠金属制成的，通过钥匙上的不同齿形与锁芯的配合来工作的，安全性较低；(2)钥匙

一旦丢失，无论谁捡到钥匙都可将门打开

2.机械密码锁

3.电磁／卡片式密码锁

该型锁类似于机械锁，利用光电耦合或电磁感应的原理，将密钥信息预先置于卡片内，加工

好的卡片充当钥匙，开锁时将卡片插入锁内或近距离感应就能将锁打开。该锁的优点是：成本较

低；授权用户一人一卡，可联微机，有开门记录。缺点是：卡片设备有磨损，寿命较短；卡片容

易复制，不易双向控制；磁卡内存储的信息容易因外界磁场干扰而错乱，以致卡片(钥匙)无效。

4.指纹密码锁

该类锁通过检验人员生物特征(如指纹)等方式来识别开锁。管理员利用采样控制软件，通过

指纹采集仪采集、保存指纹；识别软件依赖指纹库识别开锁者的身份，通过外围设备显示、打印

和存储。指纹具有唯一性和终身不变性的特点，一直被当作身份鉴定的可靠手段，从是否允许非

法开启角度来说，安全性极好；但从使用是否方便的角度看，对安装环境和使用者的要求很高，

安装位置与使用者身高之间必须满足一定的关系；同一个人，在指纹划伤，或任何被用于开锁的

识别部位有损伤的情况下，可能产生错误识别而无法开锁。

1.2 研究背景

在人们的日常生活中，锁被广泛使用，人们常用锁来锁一些贵重物品乃至自己的家门，目的

就是为了提高安全性。常见的锁有普通机械锁、机械密码锁、电磁卡锁、指纹（虹膜）锁等。而

普通的机械锁极容易被强行破坏，安全系数不高；机械密码锁虽然安全系数高但造价相对较高，

目前在保险柜上应用较多；电磁卡锁由于磁卡信息极易受外界干扰而失磁导致无法开锁，而指纹

（虹膜）锁虽然安全性很好，但会因手指划伤虹膜充血等收到限制。通过分析我们不难发现传统

密码锁或多或少存在一些不足从而降低了其保密的安全性，因此研究一种新型的密码锁是具有有

很高的现实需求性。随着电子科技的发展，将电子芯片跟传统机械锁结合起来设计成一种新型的

密码锁而电子密码锁作为一种新型的锁已经成功，即电子密码锁。

在安全技术防范领域，具有防盗报警功能的电子密码锁逐渐代替传统的机械式密码锁。电子

密码锁与传统密码锁想比较，拥有海量的密齿，通常从 10000 到 10000000 不等，克服了机械式

密码锁密码量少、安全性能差的缺点，使密码锁无论在技术上还是在性能上都大大提高一步。

从是否方便的角度看，电子密码锁省去了传统机械锁的钥匙，电磁卡锁的磁卡，使用者只要

记得其密码，便可以开启，从而大大提高了其适用性。因此电子密码锁的具有较高的研究价值。

1.3 国内外研究现状和发展趋势

早在 80 年代，日本产生了最早的电子密码锁。随着日本经济复苏，电子行业的

快速发展，一些利用简单的门电路设计的密码锁出现了。这类电路安全性差，容易破解。到了 90

年代，美国、意大利、德国、日本、加拿大、韩国以及我国的台湾、香港等地的微电子技术的进

步和通信技术的发展为密码锁提供了技术上的基础，从而推动密码锁走向实际应用的阶段。我国

于 90 年代初开始对密码锁进行初步的探索。到目前为止，在此领域虽已有较大的发展，采用各

种电路进行设计的比较多，技术也相当先进，电子技术发展至今已达到相当高的水平，电子密码

锁技术已十分成熟。

1.4 本文研究的主要内容

本文的主要研究方向是电子密码锁的具体设计，设计一种电子密码锁的控制系统电路。使得

密码锁具有以下功能：开机输入密码，密码正确则电磁锁打开；如果第一次输入的密码不正确，

允许再输入两次密码，在这个过程中，如果密码正确则电子锁打开，如果在这个过程中密码依旧

不正确，则锁定键盘的输入功能，并且蜂鸣器报警。为了方便设计，将密码锁的开启跟锁定用发

光二极管来代替，绿色发光二极管亮表示密码锁开启，红色发光耳机管亮表示密码锁锁定。也就

是将其功能转化为：1.开机输入密码，密码正确绿灯亮，表示开锁；2.密码输入错误红灯亮，表

示密码错误；3.连续三次输入密码不正确则锁定键盘，并报警凤鸣。

本设计采用单片机为主控芯片，结合外围电路，组成电子密码锁，用户想要打开锁，必先通

过提供的键盘输入正确的密码才能将锁打开，密码输入错误有提示，为了提高安全性，当密码输

入错误三次将报警。密码可以由用户自己修改设定，锁打开后才能修改密码。修改密码之前必须

再次输入密码，在输入新密码时候需要二次确认，以防止误操作。

第二章方案论证

2.1 方案

方案：设计选用单片机 AT89S51 作为本设计的核心元件，利用单片机灵活的编程设计和丰

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sywh12

2024-01-11

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