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。

（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