基于某STC89C52单片机地电子密码锁(完整版)附仿真图原理图

2电子密码锁的总体设计方案
2.1方案论证
2.1.1方案一采用单片机控制方案
选用单片机STC89C52 作为本设计的核心元件，利用单片机灵活的编程设计和丰富的IO端口，及其控制的准确性，实现基本的密码锁功能。在单片机的外围电路外接输入键盘用于密码的输入和一些功能的控制，外接LCD显示器用于显示作用。框图如下图2.1所示。
鉴于目前的技术水平与市场的接收程度，电子密码锁是这类电子防盗产品的主流。目前，在西方发达国家，电子密码锁的技术相对先进，种类齐全，电子密码锁已被广泛应用于智能门禁系统中，通过多种更加安全，更加可靠的技术实现大门的管理。在我国电子锁整体水平尚处于国际上70年代左右，电子密码锁的成本还很高，市场上仍以按键电子锁为主，按键式和卡片钥匙式电子锁已引进国际先进水平，现国内有几个厂生产供应市场。但国内自行研制开发的电子锁，其市场结构尚未形成，应用还不广泛。国内的不少企业也引进了世界上先进的技术，发展前景非常可观。
1.2国内外研究现状
随着人们对安全的重视和科技的发展，许多电子智能锁已在国内外相继面世。但是这些产品的特点是针对特定的指纹和有效卡，只能适用于保密要求的箱、柜、门等。而且指纹识别器，若在公共场所使用存在容易机械损坏，IC卡还存在容易丢失、损坏等特点。加上其成本较高，一定程度上限制了这类产品的普及和推广。电子锁，由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的欢迎。
单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备。概括的讲，一块芯片就成了一台计算机。随着电子技术和计算机技术的飞速发展，单片机性能不断完善，性价比显著提高，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，因而在国民经济建设、军事及家用电器等各个领域均得到了广泛的应用。它主要是作为控制部分的核心部件。它是一种在线式实时控制计算机，在线式就是现场控制，需要的是有较强的抗干扰能力，较低的成本，这也是和离线式计算机的（比如家用PC）的主要区别。单片机由运算器、控制器、存储器、输入输出设备构成。因为它体积小，通常都藏在被控机械的“肚子”里。它在整个装置中，起着有如人类头脑的作用，它出了毛病，整个装置就瘫痪了。本设计利用单片机及附加器件实现数据传送和控制算法，来完成某一实际功能，检验并提高同学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。
图2.1 系统框图
1)中央控制部分
采用 STCT89C52 单片机，该型单片机有 8KB 的 ROM, 512B 的 RAM,5个中断源, 3个16 位定时器/计数器。
2)显示部分
采用1602LCD显示屏组成显示电路来提示信息。当输入密码时，只显示*，当密码位数输入完毕按下确认键之后，对输入的密码进行比较，正确就发出‘叮当’声，同时门打开；若密码输入不正确时显示错误，并计次录数，当次数超过三次就触动蜂鸣器发出报警声。
1绪论
1.1本设计的研究背景与研究目的
随着人们生活水平的提高和社会科技的进步，锁已发展到了密码锁、磁性锁、电子锁、激光锁、声控锁等等。在传统钥匙的基础上，加了一组或多组密码，不同声音，不同磁场，不同声波，不同光束光波，不同图像。（如指纹、眼底视网膜等）来控制锁的开启。从而大大提高了锁的安全性，使不法之徒无从下手，人们也就能对自身财产安全有了更多的保障。因此电子密码防盗锁作为防盗卫士的作用日趋重要，而如何实现家庭防盗这一问题也变的尤其的突出，传统的机械锁由于其构造的简单，被撬的事件屡见不鲜，而电子密码防盗锁用密码代替钥匙，不但省去了佩戴钥匙的烦恼，也从根本上解决了普通门锁保密性差的缺点。当今安全信息系统应用越来越广泛，特别在保护机密、维护隐私和财产保护方面起到重大作用，而基于电子密码锁的安全系统是其中的组成部分，因此研究它具有重大的现实意义。
电路由两大部分组成：密码锁电路和备用电源(UPS)，其中设置UPS电源是为了防止因为停电造成的密码锁电路失效，使用户免遭麻烦。密码锁电路包含：键盘输入、密码修改、密码检测、开锁电路、执行电路、报警电路、键盘输入次数锁定电路。电路框图如图2.2所示。
图2.2 密码锁电路
2.1.3方案三采用EDA控制方案
3)键盘输入部分
本设计所采用键盘为4×4行列式。每一条水平线（行线）与垂直线（列线）的交叉处不相通，而是通过一个按键来连通，利用这种行列式矩阵结构只需要 4 条行线和 4条列线，即可组成4×4个按键的键盘。在行线所接的单片机4个I/O 口作为输出端，而列线所接的I/O口则作为输入端。当按键没有被按下时所有的输出端都是高电平，代表无键按下。一旦有键按下，则输入线就会被拉低，这样通过读入输入线的状态就可知是否有键按下。按键功能分配分为数字键和功能键，数字键主要是用于密码输入，功能键主要是用于修改密码、确认密码、删除密码等。
4) 报警电路部分
当输入密码错误超过3次，就会触动报警电路中蜂鸣器。
5）开锁电路部分
用发光二极管代替开锁的电路，发光表示开锁。
2.1.2方案二采用数字电路控制方案
用以74LS112双JK触发器构成的数字逻辑电路作为密码锁的核心控制，共设了9个用户输入键，其中只有4个是有效的密码按键，其它的都是干扰按键，若按下干扰键，键盘输入电路自动清零，原先输入的密码无效，需要重新输入；如果用户输入密码的时间超过10秒（一般情况下，用户不会超过10秒，若用户觉得不便，还可以修改）电路将报警20秒，若电路连续报警三次，电路将锁定键盘2分钟，防止他人的非法操作。
1）整体结构设计
电子密码锁包括键盘控制、 密码设置和报警提示三大功能模块。
2）硬件描述语言VHDL描述电路
首先在合适的路径下建立本设计的文件ຫໍສະໝຸດ 。然后用VHDL语言编辑。
最后仿真测试及编程下载配置。
方案一采用基于单片机实现的电子密码锁，其中硬件电路设计具有按键有效提示、输入错误提示、控制开锁电平、控制报警电路、修改密码电路等多种功能。密码锁内部的单片机是核心处理设备，单片机有体积小、质量轻、价格便宜诸多优点。单片机软件部分软件的设计主要是 51 单片机的程序编写且单片机是靠程序运行的，如果需要修改只需要修改程序，不需要将整个硬件电路做整修，这不仅以节约资源而且可以节约时间，提高工作效率。因为通过不同的程序可以实现不同的功能，尤其是特殊的独特的一些功能。这是别的器件需要费很大力气才能做到的，有些则是花大力气也很难做到的，但是单片机却可以轻松解决。通过编写的程序可以实现高智能，高效率，以及高可靠性，比起数电中逻辑器件这个优点显而易见，因此方案一比方案二合适。