基于51单片机的无线电子密码锁课程设计

单片机课程设计报告书

课题名称

基于89C51单片机

无线电子密码锁的设计

姓 名

刘武 学 号

131220330 学 院

通信与电子工程学院 专 业

电子信息工程 指导教师

祝秋香 讲师

2015年 12月20日

※

※※※※※※※※ ※

※ ※

※ ※

※ ※※※※※※※※※

2013级电子信息工程专业单片机课程设计

基于89C51单片机无线电子密码锁的设计

1 设计目的

（1）了解MCS-51单片机使用方法和熟悉蓝牙模块；

（2）掌握AT89C51芯片的使用方法及蓝牙模块的连接与使用；

（3）熟悉单片机程序仿真软件Proteus的使用；

（4）了解MCS-51单片机开发板工作原理以及芯片的组合；

（5）熟悉无线电子密码锁的设计及实现。

2设计思路

2.1 选择设计电路

设计51单片机与蓝牙连接的电路。

2.2 所选设计电路的原因

（1）由于无线电子密码锁的设计需要用到蓝牙模块，用到的单片机资源并不是很多，而51单片机的资源有8位CPU、4KB的ROM、128B的RAM、2个16位定时/计数器、4组8位的I/O、1个串口和5个中断源，可以更有效率的利用到51单片机的资源。

（2）可现实无线功能的模块有：蓝牙模块、无线模块、红外遥控模块，因为相对之下，蓝牙模块更容易实现，更容易操作，最后选择蓝牙模块实现手机远程控制。

（3）为了提高效率，可以利用51单片机开发板的硬件，用LED灯模拟密码锁的开关，当LED灯亮起时代表锁已经开启，熄灭则代表密码锁被关闭。应用在实际中可用继电器替代LED的亮灭去控制强电开关。

3 设计过程

3.1 设计总框图

无线电子密码锁分为两个主要功能模块：51单片机模块，蓝牙实现模块。这两个模块共同工作完成本电路的功能实现。其中利用AT89C51芯片来实现51单片机模块功能，完成数码管、发光二极管的实现，同时利用HC06蓝牙模块来

实现手机远程控制功能。其设计总框图如图1所示：

图1 总体方框图

3.2 单元模块设计

3.2.1. 总电路

其设计的总电路如图2所示：

图2 总电路图

其工作原理如下：

通过在51单片机开发板对AT89C52芯片写入程序，建立单片机与蓝牙模块之间的串口通信，并通过手机输入指令输入到蓝牙模块之中，通过程序利用单片机串口将蓝牙与51单片机进行通信，并控制单片机的引脚，从而控制外围电路的LED灯的亮灭和数码管的功能实现。

3.2.2 51单片机系统

单片机最小系统是在以MCS-51单片机为基础上扩展，使其能更方便地运用于测试系统中，不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被测试的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点，称为在实时检测和自动控制领域中广泛应用的器件，在工业生产中称为必不可少的器件，尤其是在日常生活中发挥的作用也越来越大。本课题设计主要在MCS-51单片机上扩展I/O口，扩展定时器定时范围，扩展键盘显示接口。

下图为AT89C51芯片引脚图如图3所示：

图3 89C51芯片引脚图

3.2.3 复位及振荡电路

单片机中的复位及振荡电路如图4所示：

图4 复位及振荡电路图

复位电路由按键复位和上电复位两部分组成。按键复位就是在复位电容上并联一个开关，当开关按下时电容被放电、RST也被拉到高电平，而且由于电容的充电，会保持一段时间的高电平来使单片机复位。MCS51使用11.0592MHz的晶体振荡器作为振荡源，由于单片机内部带有振荡电路，所以外部只要连接一个晶振和两个电容即可，电容容量一般在15pF至50pF之间。

3.2.4 八段数码显示管

单片机中数码管的实现与显示电路如图5所示：

图5 数码管电路图

MCS-51单片机包含六个共阴极8段数码管显示器，可以使用动态扫描或者静态显示方式驱动。八位段选在通过330Ω限流后连接在单片机的P0口上。

3.2.5 按键及LED电路

单片机中LED灯与按键电路如图6所示：

图6 按键及LED电路图

开发板上提供了8个独立LED，由P2口控制，同样采用共阳级接法，所以只有当P2口输出低电平时LED才会点亮。这样做的主要原因是因为单片机的低电平驱动能力高。

3.2.6 蓝牙模块

HC-06是主从一体化的蓝牙串口模块，主从可指令切换，指令少于HC-05，使用简单。（供电电压 3.3V~3.6V）主机：用来搜索从设备，不能被其他设备搜索。（带白点的蓝牙模块）从机：用来被搜索的设备，不能主动搜索其他设备。主从连上以后就相当于一根串口线使用，这个时候就不分主从，也就是透传模式。蓝牙透传模块可以让你原来使用串口的设备摆脱线缆的束缚在10米范围内实现无线串口通信。

4 系统设计

4.1 主程序流程图

系统总流程图如图7所示，流程图分析：首先系统初始化，系统开始运行，当手机输入数字密码时，数码管会以加密的方式显示输入状态，若是6位密码输入正确，则LED亮起（代表锁打开），否则熄灭。在LED灯亮起的前提下，可以输入命令’c’进入更改密码模式，然后重新输入新密码，此时数码管显示的是不加密的明文。输入新密码完成之后输入命令’d’对新密码进行确认，所有的操作均在手机端的APP中完成。在手机按键操作之下点击’close’可以直接关闭密码锁，点击’retry’能够重新开始输入密码。本密码锁能实现掉电密码保存功能，即使断电重启也不会重新恢复初始密码，大大提高了电子密码锁的实用性和安全性。而更改密码这一功能是在高级模式下更改的，一般人即使知道了密码但是不知道更改密码的命令是无法更改密码的，安全保障更上一层。

注：更改密码为此密码锁的高级模式，普通权限下使用的是“键盘模式”。