电子密码锁的设计毕业论文

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电子密码锁的设计毕业论文

目录

1 绪论 (1)

1.1 引言 (1)

1.2电子锁简介 (3)

1.3电子密码锁的特点 (3)

1.4方案论证与比较 (3)

2 AT89C51单片机概况 (6)

2.1 AT89C51单片机的简介 (6)

2.2 AT89C51单片机的引脚 (7)

2.3 AT89C51单片机复位方式 (10)

3 电路的功能单元设计 (12)

3.1开锁机构 (12)

3.2按键电路设计 (13)

3.3显示电路设计 (16)

3.4AT24C02掉电存储单元的设计 (18)

3.5密码锁的电源电路设计 (19)

3.6设计总框图 (21)

3.7设计总体电路图 (22)

4 程序设计 (23)

4.1主程序流程图 (23)

4.2键盘扫描子程序模块 (24)

4.3数字处理程序模块 (25)

4.4开锁程序 (26)

4.5 密码设置程序 (27)

5 总结 (27)

致谢 (29)

参考文献 (30)

1 绪论

1.1 引言

在日常的生活和工作中, 住宅与部门的安全防、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。若使用传统的机械式钥匙开锁,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。随着科学技术的不断发展,人们对日常生活中的安全保险器件的要求越来越高。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。密码锁具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等优点。

在安全技术防领域,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,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。随着大规模集成电路技术的发展,特别是单片机的问世,出现了带微处理器的智能密码锁,它除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,应用日益广泛。

随着人们对安全的重视和科技的发展,许多电子智能锁(指纹识别、IC卡辨认)已在国外相继面世。但是这些产品的特点是针对特定的指纹和有效卡,只能适用于要求的箱、柜、门等。而且指纹识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。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。

基于以上思路,本次设计使用ATMEL公司的AT 89C51实现一基于单片机的电子密码锁的设计,其主要具有如下功能:

(1)设置6位密码,密码通过键盘输入,若密码正确,则将锁打开。

(2)密码可以由用户自己修改设定(只支持6位密码),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。

(3)报警、锁定键盘功能。密码输入错误数码显示器会出现错误提示,若密码输入错误次数超过3次,蜂鸣器报警并且锁定键盘。

电子密码锁的设计主要由三部分组成:4×4矩阵键盘接口电路、密码锁的控制电路、输出八段显示电路。另外系统还有LED提示灯,报警蜂鸣器等。

密码锁设计的关键问题是实现密码的输入、清楚、更改、开锁等功能:

(1)密码输入功能:按下一个数字键,一个“-”就显示在最右边的数码管上,同时将先前输入的所有“-”向左移动一位。

(2)密码清除功能:当按下清除键时,清除前面输入的所有值,并清除所有显示。

(3)密码更改功能:将输入的值作为新的密码。

(4)开锁功能:当按下开锁键,系统将输入与密码进行检查核对,如果正确锁打开,否则不打开。

1.2电子锁简介

电子锁是采取电子电路控制,以电磁铁或者卫星电机和锁体作为执行装置的机电一体化锁具,相比传统的机械锁具,电子锁不使用金属钥匙,性、精度都有很大提高。

电子锁的发明思路,源自古代发明的自动机械,例如古希腊数学家赫伦的液压自动门,中国古代诸葛亮的木牛流马,它们以重力或蒸汽压力驱动,最广泛的用途乃是用在古代墓道的地下机关。电子工业的诞生,使得以微小电量驱动机械成为可能,于是有了电子锁一日千里的跃进。

1.3电子密码锁的特点

本系统由单片机系统、矩阵键盘、LED显示和报警系统组成。系统能完成开锁、超时报警、超次锁定、管理员解密、修改用户密码基本的密码锁的功能。除上述基本的密码锁功能外,还具有掉电存储、声光提示等功能,依据实际的情况还可以添加遥控功能。本系统成本低廉,功能实用

1.4方案论证与比较

设计本课题时构思了两种方案:一种是用以AT89c51为核心的单片机控制方案;另一种是用以74LS112双JK触发器构成的数字逻辑电路控制方案。考虑到数字电路方案原理过于简单,而且不能满足现在的安全需求,所以本文采用前一种方案。

我们的密码所控制器就是以单片机为核心设计的,本设计采用的是ATMEL公司的AT89C51芯片,此芯片根据了充分的静止CMOS 控制器与三级节目记忆锁,共有32 条I/O 线, 2 定时计数器, 6 个中断来源,4 K 闪存, 128 个字节在芯片RAM。

方案一:采用数字电路控制。其原理方框图如图1.1所示。

图1.1 数字密码锁电路方案

采用数字密码锁电路的好处就是设计简单。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40秒(一般情况下,用户不会超过40秒,若用户觉得不便,还可以修改)电路将报警80秒,若电路连续报警三次,电路将锁定键盘5分钟,防止他人的非法操作。

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。

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