密码锁设计方案
电子密码锁设计方案
电子密码锁设计方案背景介绍随着科技的不断进步和人们安全意识的增强,电子密码锁越来越受到人们的关注和喜爱。
电子密码锁通过使用密码或其他身份验证方式,代替传统的钥匙,提供了更高的安全性和便利性。
本文将详细介绍电子密码锁的设计方案。
设计目标电子密码锁设计方案的目标是满足以下需求:1.高安全性:保护用户的财产和隐私信息不受到未授权的访问。
2.方便使用:提供便捷的密码输入方式,并且易于管理和维护。
3.灵活可扩展:支持多种密码输入方式,以适应不同用户的需求。
设计原理电子密码锁的设计基于以下原理:1.用户身份验证:用户需要提供正确的密码才能解锁。
可以使用数字密码、指纹、声音等多种身份验证方式。
2.加密算法:为了确保密码的安全性,设计一个强大的加密算法对用户的密码进行保护。
3.门锁控制:根据用户身份验证的结果,控制电子门锁的开闭状态。
设计流程电子密码锁的设计流程包括:1.用户身份注册:用户首次使用电子密码锁时,需要进行身份注册。
注册过程中,用户需要提供相关身份信息,并设置一个密码。
2.身份验证:用户在解锁电子密码锁时,需要输入正确的密码进行身份验证。
系统将对输入的密码进行比对,如果验证通过,则开启门锁。
3.控制门锁:根据用户的身份验证结果,控制电子门锁的开闭状态。
如果验证通过,则门锁开启,用户可以进入;否则门锁保持关闭。
设计方案1. 身份注册在首次使用电子密码锁之前,用户需要完成身份注册。
注册流程如下:•用户进入电子密码锁的注册模式,按照提示完成身份信息的录入。
•用户设置一个初始密码,并进行验证。
设计方案可以提供多种密码设置方式,例如数字密码、指纹等。
•注册完成后,用户的身份信息和密码将被存储在电子密码锁的存储设备中,以便后续的身份验证。
2. 身份验证用户通过输入密码进行身份验证。
验证流程如下:•用户进入电子密码锁的解锁模式,系统提示输入密码。
•用户输入密码,并进行验证。
•系统对用户输入的密码进行比对,如果验证通过,则开启门锁;否则提示密码错误。
智能密码锁设计
智能密码锁设计智能密码锁设计第一章引言在现代社会中,人们对于家庭及财产安全的需求越来越高。
传统的机械锁往往存在一些不便和安全性低的问题,因此智能密码锁应运而生。
智能密码锁利用先进的技术手段,结合密码和电子芯片等元素,提供了更方便、更安全的门锁解决方案。
本文档将详细介绍智能密码锁的设计内容,包括硬件结构、软件算法、通讯协议等方面的细节。
通过阅读本文档,您将了解到智能密码锁的设计原理和实现方法。
第二章硬件设计1.主控芯片选择1.1 芯片A介绍1.2 芯片B介绍1.3 芯片选择依据2.电源模块设计2.1 电源模块参数要求2.2 选用电源模块的考虑因素3.锁体设计3.1 锁体结构设计3.2 锁舌设计3.3 锁体材料选择4.外壳设计4.1 外壳材料选择4.2 外壳结构设计4.3 外壳外观设计5.按键设计5.1 按键数量和布局5.2 按键材料选择5.3 按键接触处理第三章软件设计1.密码验证算法1.1 密码存储方式1.2 密码验证流程1.3 防止密码的安全措施2.电子钥匙算法2.1 电子钥匙流程2.2 电子钥匙保存和传输方式2.3 防止电子钥匙被复制的安全措施3.门锁状态监测算法3.1 门锁状态监测流程3.2 报警机制设计3.3 远程监控功能设计第四章通讯协议设计1.蓝牙通讯协议1.1 协议基本原理1.2 协议数据格式1.3 协议实现方法2.Wi-Fi通讯协议2.1 协议基本原理2.2 协议数据格式2.3 协议实现方法第五章附件本文档涉及的附件如下:________1.芯片规格书2.电源模块选型表3.锁体材料相关文献4.外壳CAD设计图5.按键数据表格6.密码验证算法代码7.通讯协议文档第六章法律名词及注释1.智能密码锁:________指利用密码及电子技术实现安全门锁功能的锁具。
2.主控芯片:________智能密码锁中的核心部件,负责控制整个锁的操作和功能。
3.电源模块:________提供电力供应给智能密码锁的模块,可以使用电池或者外部电源。
单片机电子密码锁设计
单片机电子密码锁设计一、设计背景随着科技的不断发展,传统的机械锁已经不能满足人们对于安全性和便捷性的需求。
电子密码锁具有保密性好、操作方便等优点,逐渐取代了传统机械锁。
单片机作为一种集成度高、功能强大的微控制器,为电子密码锁的设计提供了良好的硬件基础。
二、系统总体设计本电子密码锁系统主要由单片机控制模块、键盘输入模块、显示模块、存储模块和开锁控制模块等部分组成。
单片机控制模块是整个系统的核心,负责处理输入信息、控制各个模块的工作以及进行密码的验证和存储。
键盘输入模块用于用户输入密码,通常采用 4×4 矩阵键盘,可实现数字 0 9 以及确认、取消等功能按键的输入。
显示模块用于显示系统的相关信息,如输入的密码、提示信息等。
常见的显示方式有液晶显示屏(LCD)和数码管显示。
存储模块用于存储设置的密码,以便系统在断电后仍能保存密码信息。
EEPROM 存储器具有掉电不丢失数据的特点,适合用于密码存储。
开锁控制模块在密码验证通过后,控制电磁锁或电机等执行机构完成开锁动作。
三、硬件设计1、单片机选型选择一款合适的单片机是系统设计的关键。
常用的单片机有 51 系列、STM32 系列等。
51 系列单片机价格低廉、开发简单,适合本设计的需求。
2、键盘接口电路采用行列式扫描的方式实现 4×4 矩阵键盘的接口电路。
通过单片机的 I/O 口依次扫描行线和列线,判断按键的按下状态。
3、显示电路如果选择液晶显示屏(LCD),则需要通过单片机的并行接口或串行接口与 LCD 控制器进行通信,实现字符和图形的显示。
数码管显示则相对简单,通过单片机控制数码管的段选和位选信号即可。
4、存储电路EEPROM 存储器通过 I2C 总线与单片机连接,单片机通过发送特定的指令和数据来实现对 EEPROM 的读写操作。
5、开锁控制电路使用继电器或三极管驱动电磁锁或电机,单片机输出高电平或低电平来控制开锁电路的通断。
四、软件设计1、主程序流程系统上电后,首先进行初始化操作,包括单片机内部资源的初始化、显示模块的初始化、存储模块的初始化等。
数字电路课程设计(密码锁)
数字电路课程设计设计报告课题名称:密码锁设计成员1:设计成员2:设计成员3:密码锁一、目录1、设计项目综述 (2)2、设计方案及分析 (3)2.1设计方案 (3)2.2设计分析 (4)2.3方案优缺点 (4)3、电路原理分析 (5)3.1模块1:八进制优先编码器74ls148 (5)3.2模块2:4位双稳锁存器74LS75 (6)3.3模块3:4位数字比较器74LS85 (8)3.4模块4:可预置bcd计数器74LS160 (9)3.5 总图 (14)4、总结 (16)4.1设计中遇到的问题及解决方法 (17)4.2设计方案中需要改进的地方 (17)4.3这次设计中的收获和教训 (17)二、设计项目综述:1、可以预置1位十进制数密码,并保存密码。
2、开锁时,输入正确密码,按开锁键,锁打开。
3、当输入密码时,数码管显示相应的输入数字。
密码输入错误时计数一次,当输入错误密码连续达到四次,拒绝再输入密码。
需用复位键将其还原才能再次输入。
4、输入密码时,数码管8显示密码的数值。
拒绝输入密码时,只显示0。
按开锁键时,数码管5显示密码输入错误的次数;当错误次数连续少于4次以下时,则当输入密码正确时数码管5清“0”。
5、开锁指示灯亮表示锁已经打开。
三、设计方案及分析1、设计方案根据以上密码锁的设计任务,我们拟定的方案可以简略的如以下框图所示:2、方案分析(1)密码输入:由于要求通过每按一个输入键时直接显示为对应的十进制数密码,所以需要将二进制数转换为对应的十进制数。
根据前面这个要求,我们有两个选择74ls147和74ls148。
74ls147与74ls148比较,74ls148比74ls147多一个功能端。
使用74ls148可以实现输入四次错误自动锁定。
虽74ls148总的输入键只有8个,使用两块74ls148,并他们通过级联可以解决0~9输入。
当多过输入端同时出现时,只对其中优先权最高的一个进行编码,这个编码就是我们要的对应的十进制数。
14位数字密码锁两种设计方案
设计方案系统设计方案利用所学的电子技术知识和电子设计方法,设计出一个电子密码锁有以下两种基本方案可以选择:方案一:利用数字逻辑电路,运用各种门电路,计数器,触发器,锁存器,编/译码器等数字逻辑器件实现电子控制。
从而实现想要设计的电子密码锁的功能。
此方法设计简单,但硬件电路比较多,操作起来比较复杂。
方案二:使用MCS-51系列单片机为核心控制附加一些简单的外围电路,利用单片机的一个I/O端口组成4×4键盘作为输入电路,采用汇编语言编写程序来实现电子密码锁的各项功能,程序语言功能强大,调试较为简单。
具有很强的实用性。
设计方案选择综上提出的两种方案,方案一给出的采用数字逻辑电路的设计方法的好处就是设计简单,因为采用数字逻辑电路可以分成各个功能模块来设计,每个模块实现各自的一个功能。
这钟方法设计的密码锁电路大致包含:按键输入、密码核对、密码修改、开锁电路、错误提示电路等功能模块。
采用数字电路虽然设计简单但是操作繁琐,要运用很多数字逻辑器件,硬件电路复杂,而且可能会出现较多器件故障,同时难以检查和维护。
方案二提出的使用单片机为核心控制的方案,利用单片机丰富的I/O端口和灵活的编程设计,不但能实现密码锁的功能,而且控制准确性高,外围电路少硬件电路简单,方便灵活,调试简单不易出错,体积小成本低也利于现实中实现,具有较高的实际意义和实用价值。
这个设计方案的最关键的地方就在于编程,利用程序的执行来实现密码锁的基本功能,因此单片机方案还有较大活动空间,能在很大程度上扩展功能,方便对系统进行升级。
针对第一种方案:系统vhdl设计功能描述:假设设计的密码锁有7个数据输入键,分别用K1到K7表示;一个“确认键”(按一下确认键,密码锁内部就产生一个正脉冲),用CLK_AFFIRM表示;一个“重置和修改密码使能键”,用S/W 表示;一个开锁状态指示灯GREENLED;一个密码输入错误报警器REDLED.1.密码预置。
电子密码锁设计方案
电子密码锁设计方案电子密码锁是一种以电子技术为基础的智能门锁系统,它通过电子芯片和密码输入来实现对门锁的开启和关闭,具备高安全性和便捷性的特点。
下面是一种电子密码锁的设计方案。
1. 硬件设计:- 使用单片机作为控制核心,可选择常见的ARM、AVR等型号。
- 采用芯片级密码芯片,实现密码输入和验证的功能。
- 使用继电器或电子开关控制门锁的开启和关闭。
- 采用LCD显示屏或LED指示灯显示输入密码和开锁状态。
- 使用电池或电源适配器供电。
2. 软件设计:- 编写单片机的固件程序,实现密码输入、验证和开锁的逻辑。
- 设计密码管理系统,包括密码的设置和修改功能。
- 添加防撬警报系统,当门锁被非法破坏时触发报警。
- 支持远程控制,通过手机或电脑连接网络,实现远程开锁和密码管理的功能。
- 添加开锁日志记录,记录每次开锁的时间和密码,以便追踪和管理。
3. 安全性设计:- 使用多种加密算法对密码进行加密存储,防止密码泄露。
- 设计密码错误次数限制机制,连续输入错误密码达到一定次数后自动锁定一段时间。
- 采用物理隔离设计,防止针对针脚的攻击。
- 添加声音提示系统,当输入错误密码或开锁时间超过设定范围时发出警报,防止他人盗窃或篡改密码。
4. 用户友好性设计:- 设计人性化的界面,使用按键输入密码,并在显示屏或指示灯上显示输入的密码和开锁状态。
- 支持多种开锁方式,包括密码、指纹和刷卡等,方便用户选择。
- 提供密码保护功能,每次输入密码后自动清空密码,防止他人偷看。
- 支持语音提示功能,给予用户使用指导和提示。
以上是一种电子密码锁的设计方案,通过合理的硬件和软件设计,可以实现高安全性和便捷性的目标。
但需要注意,电子密码锁的设计和制造需要考虑到产品的稳定性、可靠性和成本等因素,并且还要充分测试和验证设计的各项功能。
电子密码锁总体设计方案
电子密码锁总体设计方案一、项目背景随着科技的不断发展,电子密码锁越来越受到人们的青睐。
这种锁具有高安全性、方便使用等优点,被广泛应用于家庭、商业、公共场所等各个领域。
为了增加电子密码锁的竞争力和适用性,我们团队决定开发一款全新的电子密码锁,并设计出一套完整的总体设计方案。
二、需求分析通过市场调研和用户访谈,我们得出了以下对于电子密码锁的需求:1、安全性高:电子密码锁主要用于保护私人空间,因此安全性是第一位的需求。
2、易于使用:电子密码锁应该方便用户使用,操作简单,无需太多的技术知识。
3、可靠性高:电子密码锁需要保证长时间的使用寿命,并且能够保证在不同环境下的稳定性。
4、适用性广:电子密码锁应该适用于不同的场所和用途。
基于以上需求,我们可以确定电子密码锁的主要设计目标是安全性,其次是易用性、可靠性和适用性。
三、系统设计1、整体架构设计电子密码锁的整体架构分为硬件和软件两大部分。
硬件主要包括锁芯、智能控制模块和供电模块;软件主要包括用户身份验证模块、指令识别模块和日志模块。
整个系统的主要流程如下:用户输入密码-> 系统识别密码-> 打开锁芯-> 记录开门日志。
2、硬件设计(1)锁芯设计锁芯是电子密码锁最核心的部分,其质量和技术水平决定着锁的安全性和可靠性。
我们会采用B级锁芯,其中的地球磁性旋转芯技术现已成熟,同时还要采用不锈钢筒体,增加锁体的防腐蚀能力。
(2)智能控制模块智能控制模块主要为电子密码锁提供控制逻辑和安全保护措施。
智能控制模块应具有以下特点:①支持用户输入密码并进行验证。
②支持中央控制器。
③防盗功能,如语音通知、警报等。
(3)供电模块供电模块应支持锂电池和安全电源线,锂电池可在外部充电,同时具备过电流和过充电保护。
3、软件设计(1)用户身份验证模块用户身份验证模块是电子密码锁中最为重要的模块,用于验证持有者身份,只有经过验证的用户输入密码后才可以打开电子密码锁。
本模块需要考虑加密算法的安全性,采用数字证书等措施提高密码传输的安全性和可靠性。
4位数字密码锁的设计
1技术指标用与非门设计一个4位或多位代码的数字锁,要求如下:A: 设计一个保险箱用的多位代码数字锁,比如4位代码ABCD四个输入端和一个开锁用的钥匙插孔输入端E,当开箱时(E=1),如果输入代码(例如ABCD=1010)与设定的代码相同,则保险箱被打开,即输出端Z=1,否则电路发出报警信号:B: 进行电路仿真,并说明其工作原理。
2方案比较方案一:由4个单刀双掷开关构成密码开关,用户可以通过控制开关来控制A、B、C、D3 Proteus软件介绍Proteus软件是来自英国Labcenter electronics公司的EDA工具软件。
Proteus软件有十多年的历史,在全球广泛使用,除了其具有和其它EDA工具一样的原理布图、PCB自动或人工布线及电路仿真的功能外,其革命性的功能是,他的电路仿真是互动的,针对微处理器的应用,还可以直接在基于原理图的虚拟原型上编程,并实现软件源码级的实时调试,如有显示及输出,还能看到运行后输入输出的效果,配合系统配置的虚拟仪器如示波器、逻辑分析仪等,您不需要别的,Proteus为您建立了完备的电子设计开发环境!尤其重要的是Proteus Lite可以完全免费,也可以花微不足道的费用注册达到更好的效果;功能最强的Proteus专业版也非常便宜,人人用得起,对高校还有更多优惠。
Proteus组合了高级原理布图、混合模式SPICE仿真,PCB设计以及自动布线来实现一个完整的电子设计系统。
此系统受益于15年来的持续开发,被《电子世界》在其对PCB设计系统的比较文章中评为最好产品—“The Route to PCB CAD”。
Proteus 产品系列也包含了我们革命性的VSM技术,用户可以对基于微控制器的设计连同所有的周围电子器件一起仿真。
用户甚至可以实时采用诸如LED/LCD、键盘、RS232终端等动态外设模型来对设计进行交互仿真。
其功能模块:—个易用而又功能强大的ISIS原理布图工具;PROSPICE混合模型SPICE 仿真;ARES PCB设计。
指纹密码锁毕业设计
指纹密码锁毕业设计指纹密码锁毕业设计在现代社会中,安全问题成为人们越来越关注的焦点。
为了保护个人财产和隐私,人们采取了各种措施来提高安全性。
其中,指纹密码锁作为一种高效、方便且安全的解决方案,受到了广泛的关注和应用。
本文将探讨指纹密码锁的设计和实现。
1. 引言指纹密码锁是一种基于生物特征识别技术的安全设备,通过扫描和识别人体指纹来验证用户身份。
相比传统的密码锁,指纹密码锁具有更高的安全性和便利性。
在本次毕业设计中,我将设计并实现一款基于指纹识别的密码锁,以提高家庭和办公场所的安全性。
2. 系统设计指纹密码锁的设计主要包括硬件设计和软件设计两个方面。
在硬件设计中,我将使用一块嵌入式开发板作为主控制器,并连接一个指纹传感器、一个液晶显示屏和一个电子锁。
指纹传感器用于采集和识别用户的指纹信息,液晶显示屏用于显示操作界面和验证结果,电子锁用于控制门锁的开关。
在软件设计中,我将使用C语言编写程序,实现指纹识别算法、用户管理和操作界面等功能。
3. 指纹识别算法指纹识别算法是指纹密码锁的核心部分,它决定了系统的安全性和识别速度。
在本次设计中,我将采用基于特征匹配的指纹识别算法。
首先,将用户的指纹图像进行预处理,包括图像增强和噪声去除等操作。
然后,提取指纹图像的特征点,例如细节和方向等。
最后,将提取到的特征点与已注册用户的指纹特征进行匹配,判断用户身份是否合法。
4. 用户管理为了方便用户管理和权限控制,指纹密码锁需要提供用户注册和删除的功能。
在注册过程中,用户需要按下手指,系统将采集和存储用户的指纹信息,并生成一个唯一的用户ID。
在删除过程中,用户需要输入正确的密码或指纹信息,系统将删除对应的用户信息。
通过用户管理功能,可以有效地管理和控制用户的访问权限,提高系统的安全性。
5. 操作界面为了方便用户操作和显示验证结果,指纹密码锁需要提供一个友好的操作界面。
在本次设计中,我将使用液晶显示屏作为操作界面,通过显示菜单和提示信息来引导用户操作。
电子密码锁的设计
电子密码锁的设计摘要:摘要:在我们日常生活和公共业务上,住宅与其他行业相关管理部门的安全生产风险应急防范、事业单位的安全文档电子档案、财务报表以及某些相关个人信息的安全保管多以密钥加锁这种安全办法是因为主要用来帮助进行安全解决。
但是若操作人员本身使用的是传统的机械式自动钥匙不能进行自动开锁,。
拥有可以防犯、报警安全特点的新型电子文件密码门解锁取而取其代之以使用密码文件数目少、安全性较低的机械型电子密码门解锁已经成为必然。
关键词:A stc89c51单片机;报警电路;lcd1602显示;安全性;修改密码;矩阵键盘;第一章总体设计方案1.1 电子密码锁设计的具体要求(1)为了防止密码被别人偷看,当自己在输入密码时LCD显示屏上会显示*号。
(2)电子密码锁要拥有六位输入密码,并且密码可以由自己修改,但是要输入两次新修改的密码。
(3) LCD显示屏密码正确或错误分别显示OPEN或 ERROR,输入密码时显示INPUT PASSWORD,假如密码输入错误超过三次,显示屏就会自己锁定。
(4)要拥有报警提示功能,假如密码没有输入正确,蜂鸣器会发出蜂鸣声、LED红灯会亮。
1.2总体设计方案选定选用了传统单片化机at89c51作为手机系统硬件设计过程中的一个核心组成部分控制元件,利用了传统单片化主机灵活的软硬件结构进行系统编程设计和丰富的各种io脚和端口,及其可靠度和控制精度,实现基本的手机密码锁控制功能。
在这种新型单片式电机外围控制电路中,外接式的输入式密码键盘主要就是用于对一些密码的自动输入和一些密码操作过程进行密码控制,外接式的led密码显示器则分别是主要用于进行密码的自动显示和密码控制,可以清楚地明显看出采用该两种解决模式方案在密码控制上的操作精度和密码准确性良好而且安全保密性高还同时使它具有多种类型可相互扩展的控制功能,根据我们的在现实生活应用中的实际情况,本文帮助设计人员选择了此类的解决模式方案。
第二章硬件设计2.1 硬件部分设计原理本文分析所研究设计的智能硬件系统组成部分主要内容包括智能单片机、矩阵式智能键盘、液晶电视显示器及智能密码锁和数据处理存储等。
电子密码锁设计方案
密码锁设计方案●第一部分: 课题背景描述课题来源:课题思绪来源于本次大赛旳参照题目市场分析:●电子密码锁是一种通过单片机来控制机械开关旳闭合, 完毕开锁、闭锁任务旳电子产品。
它旳种类诸多, 有简易旳电路产品, 也有基于芯片旳性价比较高旳产品。
目前应用较广旳电子密码锁是以芯片为关键, 通过编程来实现旳。
其性能和安全性已大大超过了机械锁。
●国内外研究现实状况在安全技术防备领域, 具有防盗报警功能旳电子密码锁逐渐替代老式旳机械式密码锁, 克服了机械式密码锁密码量少、安全性能差旳缺陷, 使密码锁无论在技术上还是在性能上都大大提高一步。
伴随大规模集成电路技术旳发展, 尤其是单片机旳问世, 出现了带微处理器旳智能密码锁, 它除具有电子密码锁旳功能外, 还引入了智能化管理、专家分析系统等功能, 从而使密码锁具有很高旳安全性、可靠性, 应用日益广泛。
电子密码锁特点如下: 保密性远远不小于弹子锁。
随机开锁成功率几乎为零。
密码可变。
顾客可以常常更改密码, 防止密码被盗, 同步也可以防止因人员旳更替而使锁旳密级下降。
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.电子密码锁操作简朴易行,一学即会。
此外, 伴随科学技术旳发展, 顾客在生活中需要使用旳锁类越来越多, 电子密码锁能为顾客提供安全无忧旳服务, 因此市场前景十分广阔。
第二部分: 功能描述本项目设计一种基于STC90C52单片机控制旳电子密码锁, 具有如下功能:①可通过薄膜键盘输入密码控制开关旳开锁和闭锁②可通过扩展旳LED显示屏显示输入旳密码③密码可以多次改写和重置④持续三次输入密码错误延迟10秒钟后, 声光报警装置工作第三部分: 可行性分析设计思绪:本课题选用以STC90C52单片机为关键, 辅以扩展旳薄膜按键键盘以及LED显示模块构成完整旳系统。
通过键盘采集输入旳信息, 与单片机内旳储存值比较, 假如密码对旳, 则开锁电路打开, 并且绿灯亮;假如密码错误, 则报警电路旳红灯电路打开, 若持续三次输入密码错误, 声光电路打开, 红灯闪烁;在以上工作旳同步显示电路工作, 同步显示输入数值,具有较高旳安全性。
电子密码锁总体设计专项方案
电子密码锁设计一、目标1、任务和目标本项目设计一个基于AT89C51单片机控制电子密码锁,要求达成以下任务目标:(1)可经过键盘输入密码控制开关开锁和闭锁;(2)可经过扩展LCD显示器显示输入密码;(3)密码能够数次改写和重置;(4)连续三次输入密码错误,报警装置开始工作,密码锁进入锁机状态。
2、功效需求简述二、具体设计方案选择及设计思绪概述1、设计方案选择此次设计密码锁在理论上能够利用多个设计方法及原理进行设计,依据设计简单、高效、易于实现等标准,关键有两种设计方案可供选择,即:数字电路控制和以AT89C51为关键单片机控制两种方案。
现在对其两种方案进行可行性对比分析。
方案一:采取数字电路控制。
其原理图下图1所表示。
图1 数字密码锁电路方案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电源是为了预防因为停电造成密码锁电路失效,使用户免遭麻烦。
采取数字密码锁电路好处就是设计简单。
用以74LS112双JK触发器组成数字逻辑电路作为密码锁关键控制,共设了9个用户输入键,其中只有4个是有效密码按键,其它全部是干扰按键,若按下干扰键,键盘输入电路自动清零,原先输入密码无效,需要重新输入。
密码锁电路包含:键盘输入、密码修改、密码检测、开锁电路、实施电路、报警电路、键盘输入次数锁定电路。
方案二:采取一个是用以AT89C51为关键单片机控制方案。
利用单片灵巧活编程设计和丰富I/O端口,及其控制正确性,不仅能实现基础密码锁功效,还能添加多组密码设置、报警提醒等控制功效。
其原理以下图2所表示。
图2 单片机控制方案密码锁电路包含:键盘输入、密码修改、密码检测、开锁电路、实施电路、报警电路。
经过比较以上两种方案,单片机方案有较大活动空间,不仅能实现所要求功效而且能在很大程度上扩展功效,而且还能够方便对系统进行升级,所以我们采取一个以89C51为关键单片机控制方案。
利用单片灵巧活编程设计和丰富I/O 端口,及其控制正确性,进行密码锁设计工作以实现基础密码锁功效。
电子密码锁总体设计方案
电子密码锁总体设计方案一、概述电子密码锁是现代家庭和公共场所常见的门锁类型之一。
与传统的机械锁相比,电子密码锁具有更为先进的智能化和安全性能,可以实现钥匙无需携带、密码可随时更换、记录进出记录等功能。
因此,电子密码锁的应用范围越来越广泛,在住宅、酒店、办公楼、医院等场所得到了广泛应用。
本文将针对电子密码锁的总体设计方案进行探讨。
二、设计要求(1)安全性要求作为门锁的一种,电子密码锁的最基本要求是安全。
电子密码锁要能够防止翻译、撬门、撞击等常见的破坏手段,能够保障门的安全性。
此外,电子密码锁在密码设置方面也要求高度安全,要求随机生成、自动更改、不重复等设计,以防止密码轻易被盗取或破解。
(2)操作便捷性要求考虑到电子密码锁的应用场景一般是家庭、办公室等公共场所,因此对于操作的便捷性也是一个很重要的要求。
设计电子密码锁时应该尽量避免一些复杂的操作,保证使用者能够方便快捷的开门、关门。
(3)耐用性要求电子密码锁是门锁中的一种,其使用频率比较高,因此对于耐用性要求也是很高的。
电子密码锁需要经受住高频率、常规的使用,和突发的外部攻击,能够保持长时间的使用寿命。
三、总体设计方案(1)硬件方案硬件方案是电子密码锁设计的核心。
现代电子密码锁一般采用微控制器芯片作为核心控制单元,驱动各个硬件模块的工作。
硬件方案需要涵盖以下几个方面:① 密码输入模块:提供数字键盘输入功能,可以通过输入正确的密码解锁。
同时,还可以在功能上实现新密码修改、密码恢复、锁定等基本操作。
② 锁芯模块:负责对门进行实时锁定和解锁,控制总锁舌存储和释放,保障门的安全性。
③ 电源部分:这一部分是电子密码锁的基础,包括电池加装、电量检测、省电功能设计、插电式应急备用等。
④ 数据传输:如果需要,例如医院配备药柜,就需要将数据上传到后台数据中心,需要进行网络通讯接口的设置。
⑤ 硬件外观:同样,要考虑使用者的操作方便性,外观的保守、优雅也是很重要的(需要与建筑物风格相结合)。
电子密码锁总体设计方案
电子密码锁总体设计方案电子密码锁是一种无钥匙开锁的安全锁具,比传统的机械锁更加安全可靠。
它采用密码验证方式来进行身份验证和门锁开启操作。
本文将介绍关于电子密码锁总体设计方案的相关内容。
一、设计要求电子密码锁的设计要求主要包括以下几个方面:1. 开锁方式:支持数字密码和指纹识别两种开锁方式。
2. 安全性:保证锁具具有较强的安全性,能够有效防止非法进入。
3. 可靠性:确保锁具可以长期稳定运行,而不会出现一些故障擦等问题。
4. 便携性:尺寸小巧便于携带,方便用户使用。
5. 电池寿命:尽量延长电池寿命,以减少用户更换电池的频率。
二、硬件设计1. 电源管理模块:设计合理的电源管理模块,确保电池供电充足并延长电池寿命。
2. 处理器:选择性能较强的32位处理器进行锁体控制。
3. 锁体设计:考虑锁体的设计以及材料选择,确保锁体结构牢固且不易被攻破。
4. 输入模块:设计合理的输入模块,包括数字按键和指纹识别模块,确保用户可以方便地输入密码并进行指纹识别。
5. 显示模块:设计合理的显示模块,在锁体上集成显示器,显示开锁状态及密码输入状态。
三、软件设计1. 编写控制程序:使用C语言等编写控制程序,实现锁具的控制逻辑和认证流程。
2. 加密算法:使用AES加密算法等确保锁具的数据传输和存储安全可靠。
3. 嵌入式操作系统:使用嵌入式操作系统确保锁具稳定性。
4. 用户界面:提供友好的用户界面,便于用户操作。
四、测试和验收1. 设计并进行测试计划,确保锁具功能正确且安全可靠。
2. 对锁具进行安全性测试,确保锁具无法被非法人员解锁。
3. 给用户提供使用说明书,进行使用效果和用户满意度评价。
五、结论电子密码锁总体设计方案应该综合考虑硬件和软件设计,兼顾安全性和易用性,在测试和验收过程中不断优化。
这种新一代无钥匙开锁的锁具应用广泛,可以应用于家庭、办公场所、酒店等地方,满足人们对于安全锁具的需求。
电子密码锁设计方案
电子密码锁设计方案1. 引言随着科技的不断进步,电子密码锁作为一种新型的安全措施逐渐被广泛应用于家庭、办公室和商业场所等地方。
电子密码锁通过使用数字代码或密码来代替传统的机械钥匙,提供更方便、灵活和安全的进出方式。
本文主要介绍了一个基于数字密码的电子密码锁的设计方案,包括硬件设计和软件实现。
2. 硬件设计2.1 主控芯片选型电子密码锁的主要控制部分由单片机实现,我们选择了市场上较为常见的ARM Cortex-M系列的微控制器作为主控芯片,例如STM32系列。
这些芯片具有高性能、低功耗和丰富的外设接口,能够满足电子密码锁的需求。
2.2 电源设计电子密码锁需要一定的供电电源,我们考虑使用电池作为电源。
通过合理的功耗优化设计,电池的寿命可以达到较长时间。
同时,在电池电量低下时,需要通过低电量指示灯或者声音提醒用户更换电池。
2.3 锁体设计电子密码锁的锁体部分需要结合传统机械锁的设计,确保安全性和可靠性。
我们可以使用电磁或者电动锁芯,通过电子控制方式实现开关锁的功能。
2.4 用户界面设计电子密码锁需要一个用户界面,用户能够通过该界面输入密码和操作锁的开关。
一种常见的设计方式是使用液晶显示屏、按键等组合,用户通过按键输入密码,然后在显示屏上显示操作结果。
3. 软件实现3.1 系统架构电子密码锁的软件系统可以分为输入密码、验证密码和控制锁体三个模块。
输入密码模块负责获取用户输入的密码;验证密码模块负责比对用户输入的密码和预设密码是否一致;控制锁体模块负责开关锁体。
3.2 密码验证算法在密码验证模块中,我们需要选择一个适当的密码验证算法来确保密码的安全性。
常见的算法有单向散列函数算法(例如MD5或SHA)、加密算法(例如AES)等。
我们可以根据需求选择合适的算法,并结合安全性要求进行适当的设计。
3.3 控制锁体驱动程序控制锁体模块需要编写相应的驱动程序来控制锁体的开关。
根据锁体的设计类型不同,可以选择相应的驱动方式,例如通过IO口控制电磁或电动锁芯的开关。
电子密码锁总体设计方案
电子密码锁总体设计方案引言:电子密码锁是一种常见的安全装置,旨在提供一种方便而安全的进出门方式。
本文将针对电子密码锁的总体设计方案进行详细阐述,包括硬件和软件系统设计等方面的内容。
一、硬件设计:1. 主控板设计:主控板是电子密码锁的核心部件,负责控制整个系统的运行。
设计一个稳定且可靠的主控板至关重要。
主控板应包括至少一个微处理器、存储器、输入输出接口等,以满足系统的各种功能需求。
2. 密码输入界面设计:密码输入界面是用户与电子密码锁进行交互的重要媒介。
设计一个易用且安全的密码输入界面是必要的。
可以采用数字键盘、触摸屏或其他输入设备来实现密码的输入。
3. 电子锁体设计:电子锁体是电子密码锁的重要组成部分,负责实现锁定和解锁的功能。
设计一个坚固耐用、无法轻易破解的电子锁体是关键。
可以采用电机、电磁铁等机械或电子设备来完成锁体的动作控制。
4. 电源供应设计:电子密码锁需要稳定的电源供应,以保证其正常运行。
设计一个稳定、高效的电源供应系统是必要的。
可以采用电池、电源适配器等不同方式来满足电源供应的需求。
二、软件系统设计:1. 密码验证算法设计:密码验证算法是电子密码锁的核心功能之一,负责校验用户输入的密码是否正确。
设计一个安全可靠的密码验证算法是关键。
可以采用哈希算法、对称加密算法或其他密码学算法来实现密码的验证。
2. 用户管理系统设计:用户管理系统用于管理电子密码锁的用户信息。
设计一个灵活、扩展性强的用户管理系统是必要的。
可以采用数据库、文件系统等方式来存储和管理用户的信息。
3. 锁定和解锁控制设计:锁定和解锁控制是电子密码锁的基本功能之一,负责实现对门锁的控制。
设计一个快速、可靠的锁定和解锁控制系统是关键。
可以采用实时操作系统、多线程编程等方式来实现锁定和解锁控制的功能。
4. 安全防护设计:安全防护是电子密码锁的重要组成部分,负责抵御各种安全威胁。
设计一个安全可靠的防护系统是关键。
可以采用加密通信、安全协议等方式来加强电子密码锁的安全性。
基于单片机的电子密码锁设计
基于单片机的电子密码锁设计一、电子密码锁的工作原理电子密码锁主要由输入模块、控制模块、存储模块和执行模块组成。
用户通过输入模块(如键盘)输入密码,控制模块(单片机)对输入的密码进行处理和判断,并与存储模块中预先设定的密码进行比对。
如果输入密码正确,控制模块将向执行模块发送开锁指令,实现开锁;如果输入密码错误,则执行相应的错误处理操作,如报警、锁定等。
二、硬件设计(一)单片机的选择在本设计中,选用了_____型号的单片机。
该单片机具有性能稳定、功耗低、接口丰富等优点,能够满足电子密码锁的控制需求。
(二)输入模块输入模块采用了矩阵键盘,通过行列扫描的方式获取用户输入的密码。
矩阵键盘具有按键数量多、占用端口少的特点,能够有效节省单片机的资源。
(三)存储模块为了存储预设的密码,选用了_____型号的EEPROM芯片。
EEPROM具有掉电不丢失数据的特性,能够保证密码的安全性和可靠性。
(四)显示模块为了给用户提供反馈信息,使用了_____型号的液晶显示屏。
可以显示开锁状态、输入错误提示等信息。
(五)执行模块执行模块包括电磁锁和报警装置。
当输入密码正确时,单片机控制电磁锁打开;当输入密码错误次数超过设定值时,启动报警装置。
三、软件设计(一)主程序流程系统上电后,首先进行初始化操作,包括单片机端口初始化、EEPROM读取预设密码等。
然后进入密码输入等待状态,当检测到有按键输入时,进行密码处理和判断,并根据判断结果执行相应的操作。
(二)密码输入处理在密码输入过程中,对输入的按键进行去抖处理,防止误判。
同时,对输入的密码进行加密处理,提高密码的安全性。
(三)密码比对将输入的密码与存储在EEPROM中的预设密码进行比对。
比对过程中,采用逐位比较的方式,确保密码的准确性。
(四)错误处理当输入密码错误时,记录错误次数。
如果错误次数超过设定值,则启动报警装置,并锁定键盘一段时间,防止暴力破解。
四、系统调试与测试(一)硬件调试首先检查电路连接是否正确,有无短路、断路等情况。
基于单片机AT89S52单片机的密码锁设计
基于单片机AT89S52单片机的密码锁设计一、系统总体设计方案本密码锁系统主要由 AT89S52 单片机、矩阵键盘、液晶显示屏(LCD)、存储芯片、报警模块和开锁电路等组成。
用户通过矩阵键盘输入密码,单片机对输入的密码进行处理和判断,并将结果显示在LCD 屏上。
如果输入的密码正确,单片机控制开锁电路打开锁具;如果密码错误,系统会发出报警信号,并记录错误次数。
当错误次数超过设定值时,系统将锁定一段时间,以防止非法入侵。
二、硬件设计1、单片机最小系统AT89S52 单片机是整个系统的核心,它负责控制和协调各个模块的工作。
单片机最小系统包括单片机芯片、晶振电路和复位电路。
晶振电路为单片机提供时钟信号,复位电路用于系统的初始化和异常情况下的复位操作。
2、矩阵键盘矩阵键盘用于输入密码,采用 4×4 的矩阵式键盘布局,共 16 个按键,分别代表数字 0-9、确认键和删除键等。
通过扫描键盘的行和列,可以确定用户按下的按键值,并将其传输给单片机进行处理。
3、液晶显示屏(LCD)LCD 显示屏用于显示系统的工作状态和提示信息,如输入密码、密码正确、密码错误等。
本系统选用 1602 液晶显示屏,它具有体积小、功耗低、显示内容丰富等优点。
4、存储芯片存储芯片用于存储密码信息,选用 EEPROM 芯片 AT24C02。
EEPROM 具有掉电不丢失数据的特点,可以保证密码信息的安全性和可靠性。
5、报警模块报警模块由蜂鸣器和发光二极管组成,当密码输入错误次数超过设定值时,蜂鸣器发出报警声音,发光二极管闪烁,以提醒用户和起到威慑作用。
6、开锁电路开锁电路由继电器和电磁锁组成,当单片机判断输入的密码正确时,输出控制信号使继电器闭合,从而接通电磁锁的电源,打开锁具。
三、软件设计1、主程序流程系统上电后,首先进行初始化操作,包括单片机端口初始化、LCD 初始化、存储芯片初始化等。
然后进入密码输入等待状态,当用户按下按键时,读取按键值并进行相应的处理。
密码锁设计方案
密码锁设计方案第1章绪论1.1课题背景密码锁是锁的一种,开启时用的是一系列的数字或符号。
密码锁的密码通常都只是排列而非真正的组合。
部分密码锁只使用一个转盘,把锁内的数个碟片或凸轮转动;亦有些密码锁是转动一组数个刻有数字的拨轮圈,直接带动锁内部的机械。
此单片机设计(密码锁)是一种能防止多次探密码的基于单片机的密码锁设计方案,给出了该单片机密码锁的硬件电路和软件程序,同时给出了单片机型号的选择,硬件设计,软件流程图,汇编语言源程序等内容。
密码锁应用非常广泛,如生活中的密码箱等;到取款机取款时插入卡后要输入个人设定的密码;银行里的密码柜,再比如核武器在发射时也有密码的等等。
很多行业的许多地方都需要密码锁,但普通密码锁的密码容易被多次试探而破译。
我们的设计给出了一种能防止多次试探密码的密码锁设计方法,利用单片机控制。
因为单片机不但具有体积小,成本低,控制灵活,便于产品化等特点,而且单片机具有新的发展,具体主要体现在单片机片内资源越丰富,用它构成的单片机控制系统的硬件开销就会越少,产品的体积和可靠性就会越高,所以,使用单片机系统控制密码锁,体积小,成本低,控制灵活,便于产品化,可以防止多次试探,从而有效地克服了上述缺点。
1.2本设计课题的研究现状随着电子技术的发展单片机功能的增强,出现了带微处理器的智能密码锁,它除了具有电子密码锁的功能外,还引入了智能化管理、专家分析系统等功能,从而使密码锁具有很高的安全性、可靠性。
目前发达国家已经大规模地应用智能门禁系统,可以通过多种更加安全,更加可靠的方法来实现大门的管理。
但电子密码锁在我国的应用还不广泛,主要出现在保险柜、密码箱、高级宾馆等场所,家居用的较少,究其原因,我认为有以下几点:(1)价格原因(2)厂商的推广力度不够。
采用单片机制作的电子密码锁,就克服了以上的两大缺陷。
其主要特点为:(1)保密性好。
由于采用6位密码,随机破码率很低,并且在密码可能泄露的情况下及时更改密码,避免因人员的更替等特殊情况而使锁的安全性下降。
某智能密码锁设计方案
某智能密码锁设计方案第1章概述随着科学技术的发展和人们生活水平的提高,如何实现保密防盗这一问题变的尤其的突出,传统的机械锁由于其构造的简单,失效的事件屡见不鲜,智能密码锁由于其保密性高,使用灵活性好,安全系数高,受到了广大用户的亲呢。
智能密码锁控制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。
智能密码控制不论性能还是安全性都已大大超过了机械类。
其特点如下:1) 保密性好,编码量多,远远大于机械控制。
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控制的保密性下降。
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。
6) 智能密码控制系统具有操作简单易行,一学即会的特点。
老师布置下这个课题时,其任务要求条件如下:1.1 设计内容(1)密码的设定:此密码是固定在程序存储器ROM中,假设预设的密码为“12345”共5位密码。
(2)密码的输入:采用两个按键来完成密码的输入,其中一个按键为功能键,另一个按键为数字键,密码的输入过程。
然后进入密码的判断比较处理状态并给出相应的处理过程。
(3)按键禁止功能:初始化时,允许按键输入密码,当有按键按下并开始进入按键识别状态时,按键禁止功能被激活,但启动的状态是在3次密码输入不正确的情况下发生的。
(4)报警功能:当有密码输入并且密码判断后,如果密码错误则会有个短时间的报警,当在3次输入不正确的情况下时会一直报警下去,直到断掉电源,同时也禁止再输入。
(5)接通电源后数码管没有显示,在允许按键输入密码的情况时,输入一个数数码管则会显示一个数,既通过数码管显示所键入的密码值。
1.2 设计要求(1)设计方案要合理、正确;(2)系统硬件设计及焊接制作;(3)系统软件设计及调试;(4)系统联调。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
密码锁设计方案第1章绪论1.1课题背景密码锁是锁的一种,开启时用的是一系列的数字或符号。
密码锁的密码通常都只是排列而非真正的组合。
部分密码锁只使用一个转盘,把锁内的数个碟片或凸轮转动;亦有些密码锁是转动一组数个刻有数字的拨轮圈,直接带动锁内部的机械。
此单片机设计(密码锁)是一种能防止多次探密码的基于单片机的密码锁设计方案,给出了该单片机密码锁的硬件电路和软件程序,同时给出了单片机型号的选择,硬件设计,软件流程图,汇编语言源程序等内容。
密码锁应用非常广泛,如生活中的密码箱等;到取款机取款时插入卡后要输入个人设定的密码;银行里的密码柜,再比如核武器在发射时也有密码的等等。
很多行业的许多地方都需要密码锁,但普通密码锁的密码容易被多次试探而破译。
我们的设计给出了一种能防止多次试探密码的密码锁设计方法,利用单片机控制。
因为单片机不但具有体积小,成本低,控制灵活,便于产品化等特点,而且单片机具有新的发展,具体主要体现在单片机片内资源越丰富,用它构成的单片机控制系统的硬件开销就会越少,产品的体积和可靠性就会越高,所以,使用单片机系统控制密码锁,体积小,成本低,控制灵活,便于产品化,可以防止多次试探,从而有效地克服了上述缺点。
1.2本设计课题的研究现状随着电子技术的发展单片机功能的增强,出现了带微处理器的智能密码锁,它除了具有电子密码锁的功能外,还引入了智能化管理、专家分析系统等功能,从而使密码锁具有很高的安全性、可靠性。
目前发达国家已经大规模地应用智能门禁系统,可以通过多种更加安全,更加可靠的方法来实现大门的管理。
但电子密码锁在我国的应用还不广泛,主要出现在保险柜、密码箱、高级宾馆等场所,家居用的较少,究其原因,我认为有以下几点:(1)价格原因(2)厂商的推广力度不够。
采用单片机制作的电子密码锁,就克服了以上的两大缺陷。
其主要特点为:(1)保密性好。
由于采用6位密码,随机破码率很低,并且在密码可能泄露的情况下及时更改密码,避免因人员的更替等特殊情况而使锁的安全性下降。
(2)破解保护。
连续三次输入错误密码将锁定键盘一段时间。
(3)界面简洁,操作简单人性化,故障率低,密码输入操作简便。
第2章方案选择2.1方案确定密码锁有以下几种类型(1)多拨式最简单的密码锁,常见于低安全设定的单车锁,使用多个拨圈。
每个圈的中间有凹位。
锁的中心的一条轴,上有数个凸出的齿,用来卡住拨圈。
当拨圈转到正确的密码组合,锁便可以打开。
这种锁是最容易打开的。
很多这类锁根本无需知道密码都能开启。
除非它的内部组件造得完美无瑕,否则只要把轴向外拉,其中一个齿便会比其他更为拉紧拨圈。
这时轮动被拉紧的拨圈,直至听到小小的「卡」声,表示这个齿已进入了正确的凹位。
重覆这步骤,很快便可以把锁打开。
(2)单一转盘式用在挂锁或匣万上的密码锁可以是只有一个转盘。
转盘推动背后数个平衡碟片或凸轮。
习惯上,开启这种锁时先把转盘顺时针转到第一个数字,然後反时针转到第二个数字,如此直至最后一个数字。
凸轮上通常有凹位,当转入正确的密码后,各位成一直线,锁便可以打开。
这种密码锁较安全,但亦非全无缺点。
例如,部分密码挂锁可以拉紧锁头,然后转动转盘直至不能再动,这样便能把密码找出。
亦有些转盘密码锁的数字之间有特定关系,使到密码的组合可能性大为降低。
廉价的密码挂锁可以用特别的衬片打开,而无需使用密码。
(3)其他设计有些门锁上有一个数字键盘,开启时按序键入一个数字系列。
这种锁是使用电子控制,常见于办工室内。
优点是只要告诉员工密码便可,无须复制钥匙。
它由单片机系统、矩阵键盘、LED显示器等组成的电子密码锁。
具有开锁、超次锁定、解密、修改、保存密码、用户密码基本的密码锁的功能,还具有调电存储、声光提示等功能。
克服了普通锁需要随身携带钥匙且易丢失、保密性差的缺点,在宾馆、办公大楼、仓库、保险柜和家庭普遍适用。
本设计中采用的是电子密码锁,基本功能如下:①电源开始后,显示器显示000000 ;②按#,清除显示器为000000 ;③更改密码时,先键入新号码再按*,即可建立新号码;④键入号码,再按D开门键,若号码与密码相符,则门会打开,否则显示器会清除为000000 ;⑤键盘设计要求如图2-1图2-1键盘分布图2.2设计框图基于单片机的电子密码锁主要由单片机最小应用系统电路、键盘接口电路、数码显示电路、密码存储电路、开锁控制电路组成。
各电路有其特有功能,以下将分别论述,系统功能框图如下图2-2图2-2系统功能图本章小结本章主要阐述密码锁的种类和设计思路。
对于密码锁主要讲述了3种密码锁的种类以及差别,并对确定的方案加以陈述,通过本章论述,使整个设计思路变的清晰,有章可循第3章硬件设计3.1单片机简介—、单片机的基础知识目前世界单片机的生产厂商很多,如In tel , Motorola , Philips , NEC,ADM,Zilog等公司,其主流产品有十几个系列,几百个品种。
尽管其个具特色,其称各异,但作为集CPU,RAM,ROM (或EPROM),I/O接口,定时器/计数器,中断系统为一体的单片机,其原理大同小异。
现以Intel公司的系列产品为列,说明个系列之间的区别。
In tel公司从其生产单片机开始,发展到现在,大体上可以分为3大系列:Mcs-48系列,Mcs-51系列,Mcs-96系列。
二、单片机的结构与发展单片机出现的历史并不长,它的产生与发展和微处理器的产生与发展大体相同。
因此,单片机的发展阶段可以分为4个阶段。
第1阶段,(1974-1976):单片机初级阶段。
此阶段的单片机采用双片的形式而且功能比较简单。
此时推出的8位单片机F8,只包含了8位CPU,64B RAM,一个定时/计数器和两个并行口的3851芯片才能组成一台完整的计算机。
第2阶段(1976-1978 ):低性能单片机阶段。
此阶段的单片机已经成为一台完整的计算机,但内部不够丰富。
以Intel公司生产的MCS-48为代表,片内集成了8位CPU,8位定时/计数器,RAM 和ROM等,但无串行口,中断系统也比较简单,片内RAM和ROM 容量较小且寻址范围不大于4KB.它把单片机推向市场,促进单片机的变革。
第3阶段(1978-1982):高性能单片机阶段。
此阶段的单片机品种多,内部资源丰富,功能强。
以Intel公司生产的MCS-51系列为代表,片内集成了8位CPU,16位定时/计数器,串行I/O 口,多级中断系统,RAM 和ROM等,片内RAM 和ROM 容量加大,寻址范围可达64KB 。
第4阶段(1982年-现在):8位单片机的巩固发展及16位,32位单片机推出阶段。
其最大特点是增加了内部资料,实时处理能力更强。
三、单片机的发展趋势(1)单片机的发展趋势是:向高性能化,大容量,微型化,外围电路内装化等方面发展。
①采用双CPU结构,以提高处理速度和处理能力。
②增加数据总线宽度,以提高数据处理速度和处理能力。
③采用流水结构。
指令以队列形式出现在CPU中,从而具有很快的运算速度。
④串行总线结构。
(2)存储器的发展①增加存储容量。
片内RAM 可达256B。
片内存储器存储容量的增大有利于外围扩展电路的简化,从而提高产品的稳定性,降低产品的成本。
②片内EPROM 开始到EPROM 平方化。
③程序保密化。
(3)片内I/O 口改进一般单片机都有较多的并行口,以满足外围设备,芯片扩展的需要,并配有串行口,以满足多机通信功能的需要•并配有串行口, 以满足多机通信功能的需要①提高并行口的驱动能力•②增加I/O 口的逻辑控制功能③特殊的串行接口功能,为单片机构成网络系统提供更便于利用的条件四、单片机的特点(1)小巧灵活,成本低,研发周期短,易于产品,能利用它方便的组装成各种智能式测控设备及各种智能仪表,很容易满足仪器设备即智能化又微型化的需求(2)可靠性高,使用的温度范围宽(3)易扩展控制能力强(4)指令系统相对简单,较易掌握且指令中有较丰富的逻辑控制功能指令,能较方便地直接操作外部I/O设备五、单片机的应用目前单片机的应用已深入到国民经济的各个领域,对各个行业的技术,改造和产品的更新换代起到了重要的推动作用,由于单片机的特点决定了单片机的应用领域,:智能器仪表,机电一体化,实时控制,民用电子品等方面(1)单片机在智能仪器仪表的应用。
单片机广泛地应用于实验室,交通运输工具,计量等各种仪器仪表中,使仪器仪表智能化,提高它们的测量速度和测量精度,加强控制功能,简化仪器仪表的硬件结构,便于使用,维修和改进.单片机在该领域的应用,不使传统的仪器仪表发生根本性的变革,也给传统的仪器仪表行业的改造带来了曙光和美好的前景•(2)机电一体化是机械工业发展的重要方面。
机电一体化产品是集机械技术,微电子技术,自动化技术和计算机技术于一体,具有智能化特征的机电产品.能发挥它的体积小,可靠性高,控制能力强,现场安装灵活方便特点,大大提升了机器的功能,提高了机器的精度,自动化和智能化水平•(3)单片机在实时控制领域的应用单片机也可广泛地应用于各种实时控制系统中,测量和控制工业上过程控制中的各种物理参数,如转速,位移,压力,,流量,等,将测量技术,自动控制技术和单片机技术相结合,能充分发挥数据处理和实时控制功能,使系统工作于最佳状态,提高系统的生产效率和产品的质量(4)在军工领域的应用利用可靠性高,适用的温度范围广,能适应各种恶劣的环境的特 点,单片机可广泛应用于导弹控制,航天飞机巡航系统等领域(5) 单片机在分布式多机统中应用分布式多机系统具有功能强,可靠性高的特点(6) 在民用电子产品中的应用单片机在民用电子产品中的作用,能明显提高产品的性能价格 比,提高产品在市场上的竞争力。
单片机的应用意义远不限于它的应用范畴或由此带来的经济 效益,更重要的是它已从根本上改变了传统的控制方法和设计思 想。
是控制技术的一次革命,是一座重要的里程碑,本次设计采用 的是8051单片机。
六、单片机芯片的特性及说明(1) 主要特性:它与MCS-51 兼容,有4KB 字节可编程闪烁存储器,寿命: 1000写/擦循环,数据保留时间为10年。
全静态工作时在0HZ-24HZ 之间,内部RAM 是128b*8 位,有32可编程的I/O 线,两个16 位定时器/计数器,5个中断源(2) 管脚说明:51单片机引脚如图3-1VCC :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P1.0 VCCP1.1 P0.0 P1.2 P0.1 P1.3 P0.2 P1.4 P0.3 P1.5 P0.4 P1.6 P0.5 P1.7 1 P0.6 RST/VPD 7 P0.7 RXD P3.0 1 EA/VPP TXD P3.1 8 ALE/PROG INTO P3.2 8 PSEN INT1 P3.3 1 P2.7 T0 P3.4 0 P2.6 T1 P3.5 P2.5 WR P3.6 P2.4 RD P3.7 P2.3 XTAL2 P2.2 XTAL1 P2.1 VSS P2.0 图3-1单片机引脚图以被定义为数据/地址的第八位。