基于51单片机的电子锁

基于51单片机的电子锁设计说明书一、概述：随着科技和人们的生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一问题也变的尤其的突出，传统机械锁由于构造简单，被撬事件屡见不鲜;电子锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的青睐。

本设计以单片机AT89C51作为密码锁监控装置的检测和控制核心，分为主机控制和从机执行机构（本设重点介绍主机设计），实现钥匙信息在主机上的初步认证注册、密码信息的加密、钥匙丢失报废等功能。

根据51单片机之间的串行通信原理，这便于对密码信息的随机加密和保护。

而且采用键盘输入的电子密码锁具有较高的优势。

采用数字信号编码和二次调制方式，不仅可以实现多路信息的控制，提高信号传输的抗干扰性，减少错误动作，而且功率消耗低;反应速度快、传输效率高、工作稳定可靠等。

软件设计采用自上而下的模块化设计思想，以使系统朝着分布式、小型化方向发展，增强系统的可扩展性和运行的稳定性。

测试结果表明，本系统各项功能已达到本设计的所有要求。

着社会科技的进步，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。

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。

二、设计目的和任务：1.熟悉8051单片机的内部结构和功能，合理使用其内部寄存器2.能完成相关软件编程设计工作。

为实现预期功能，能够对系统进行快速的调试，并能够对出现的功能故障进行分析，及时修改相关软硬件。

3.对软件编程、排错调试、焊接技术、相关仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高。

4.密码由用户自己设定，在开锁状态下，用户可自行修改密码。

5.具有自动报警功能。

自动报警分现场报警和远程报警两种。

现场报警由扬声器发出报警声。

三、方案选择：电子锁可以在日常生活和现代办公中，住宅与办公室的安全防范、单位的文件档案、财务报表以及一些个人资料的保存等多种场合使用。

大大提高了主人物资的安全性，安全可以代替老式机械锁。

目前使用的密码锁种类繁多，各具特色。

本文从经济实用的角度出发，采用AT89C2051单机，研制了一款具有防盗自动报警功能的电子密码锁。

该密码锁设计方法合理，简单易行，成本低，符合住宅、办公室用锁要求，具有一定的推广价值。

1.系统设置4位密码，密码通过键盘输入，若密码正确，则将锁打开。

2. 具有自动报警功能。

自动报警分现场报警和远程报警两种。

现场报警由扬声器发出报警声。

3．两种情况下可报警：一是密码输入错误3次，则报警;二是非正常开门，如破门而入的情况，可通过系统的红外监视装置监测，同时报警，保证了系统的安全性。

系统工作时，用户通过按键输入4位密码，单片机将输入密码与设定密码进行比较，若密码正确，则发出开锁信号，将门打开，系统不报警;若密码不正确，则有相应的指示灯闪动，并要求重新输入密码，重新输入密码的次数不能超过3次，若3次输入的密码都不正确，则发出报警信号。

四、主控芯片AT89C51单片机的简介AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。

单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。

该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。

由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL 的AT89C51是一种高效微控制器。

主要特性：·与MCS-51 兼容·4K字节可编程闪烁存储器·寿命：1000写/擦循环·数据保留时间：10年·全静态工作：0Hz-24MHz·三级程序存储器锁定·128×8位内部RAM·32可编程I/O线·两个16位定时器/计数器·5个中断源·可编程串行通道·低功耗的闲置和掉电模式·片内振荡器和时钟电路管脚说明：VCC：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，它可以被定义为数据/地址的第八位。

P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。

P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。

P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。

并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。

这是由于内部上拉的缘故。

P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。

在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。

P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。

当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。

作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。

P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：P3.0 RXD（串行输入口）P3.1 TXD（串行输出口）P3.2 /INT0（外部中断0）P3.3 /INT1（外部中断1）P3.4 T0（记时器0外部输入）P3.5 T1（记时器1外部输入）P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

RST：复位输入。

当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。

ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。

在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。

在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。

因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。

然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。

另外，该引脚被略微拉高。

如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。

/PSEN：外部程序存储器的选通信号。

在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。

但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。

/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。

注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET;当/EA 端保持高电平时，此间内部程序存储器。

XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。

XTAL2：来自反向振荡器的输出。

五、电路设计：1.框图：本设计由主控芯片51单片机，单片机时钟电路，键盘，和开锁电路组成。

单片负责控制整个系统的执行过程。

2．局部电路：a)开锁设计：通过单片机送给开锁执行机构，电路驱动电磁锁吸合，从而达到开锁的目的。

本设计通过P3.0接一个3极管驱动继电器打开电磁阀线圈实现开关门。

当用户输入的密码正确而且是在规定的时间及次数输入之内，单片机便输出开门信号，送到开锁驱动电路，然后驱动电磁锁，达到开门的目的。

b)晶振电路设计：单片机XIAL1和XIAL2分别接30PF的电容，中间再并个12MHZ的晶振，形成单片机的晶振电路c)复位电路设计：d)串接口功能介绍：单片的P1口外接1位8段数码管，作为密码输入显示器;INT0外接蜂鸣器，当INT0被置0时，蜂鸣器发出声音;P0口外接发光二极管用作系统工作状态提示。

e)系统电路设计本系统电路主芯片AT89C51，晶振和两个电容组成的时钟脉冲，一个电阻和一个电解电容和一个按键组成的复位电路，一个8段数码管构成的密码显示器，一个蜂鸣器，5个LED，一个NPN三极管加上一个继电器组成的驱动电路构成了系统电路。

2.整体电路如下：八段数码管显示你的摩斯按键是否正确对应你要输入的数字密码。

由于采取上电设置密码的编程方法复位键即密码修改键设置在门后，要打开门才能修改密码。

设置密码后若输入密码不对的前两次5秒报警，最后一次10分钟报警,摩斯按发错误除外(但有两秒报警，并且须全部密码重新输入)。

本电路设置四位密码，由于每位数字键均由五位摩斯码构成则要输入20次摩斯码键！！p0.0（绿色）“滴”显示，p0.2（黄色）“嗒”音显示，p0.4（红色）摩斯码按法错误或密码错误，p0.6（蓝色）表示该电路已设置了密码，等待输入密码进行比较。

PROTEL绘制的PCB板：六、软件设计：程序设计语言有三种：机器语言、汇编语言和高级语言。

机器语言是机器唯一能“懂”的语言，用汇编语言或高级语言编写的程序（称为源程序）最终都必须翻译成机器语言的程序（成为目标程序），计算机才能“看懂”，然后逐一执行。

高级语言是面向问题和计算过程的语言，它可通过于各种不同的计算机，用户编程时不必仔细了解所用的计算机的具体性能与指令系统，而且语句的功能强，常常一个语句已相当于很多条计算机指令，于是用高级语言编制程序的速度比较快，也便于学习和交流，但是本系统却选用了汇编语言。

原因在于，本系统是编制程序工作量不大、规模较小的单片机微控制系统，使用汇编语言可以不用像高级语言那样占用较多的存储空间，适合于存储容量较小的系统。

系统软件设计流程图主程序如下：main1: mov ps1 ,#00hmov ps2 ,#00hmov ps3 ,#00hmov ps4 ,#00hmov at1 ,#00hmov at2 ,#00hmov at3 ,#00hmov at4 ,#00hmain:mov xs_0 ,#1fh ;显示0的摩斯值mov xs_1 ,#0fh ;显示1的摩斯值mov xs_2 ,#07h ;显示2的摩斯值mov xs_3 ,#03h ;显示3的摩斯值mov xs_4 ,#01h ;显示4的摩斯值mov xs_5 ,#00h ;显示5的摩斯值mov xs_6 ,#10h ;显示6的摩斯值mov xs_7 ,#18h ;显示7的摩斯值mov xs_8 ,#1ch ;显示8的摩斯值mov xs_9 ,#1eh ;显示9的摩斯值clr p3.0 ;RXD置0mov a ,#00h ;密码缓存mov r2 ,#04h ;四位密码mov r1 ,#00hmov r0 ,#ps1mov r7 ,#05h ;摩斯次数，由于数字为5次clr p2.7完整程序如下：mov ps4 ,#00hmov at1 ,#00hmov at2 ,#00hmov at3 ,#00hmov at4 ,#00hmain:mov xs_0 ,#1fh ;显示0的摩斯值mov xs_1 ,#0fh ;显示1的摩斯值mov xs_2 ,#07h ;显示2的摩斯值mov xs_3 ,#03h ;显示3的摩斯值mov xs_4 ,#01h ;显示4的摩斯值mov xs_5 ,#00h ;显示5的摩斯值mov xs_6 ,#10h ;显示6的摩斯值mov xs_7 ,#18h ;显示7的摩斯值mov xs_8 ,#1ch ;显示8的摩斯值mov xs_9 ,#1eh ;显示9的摩斯值clr p3.0 ;RXD置0mov a ,#00h ;密码缓存mov r2 ,#04h ;四位密码mov r1 ,#00hmov r0 ,#ps1mov r7 ,#05h ;摩斯次数，由于数字为5次clr p2.7start:mov p0 ,#0ffhmov p1 ,#0ffhsetb p2.4 ;按键位jb p2.4 ,start ;2.4为1转startlcall delay500msjb p2.4 ,startok: ;嘀的音clr p0.0lcall delay500msjnb p2.4 ,daa ;是否去嗒音cun: ;setb p0.2setb p0.0rl aadd a ,r1 ;存入一位摩斯码djnz r7 ,yanshi ;是否够五位摩斯码ajmp xianshiyanshi: ;输入一位摩斯码停顿1t lcall delay500msjb p2.4 ,mainajmp okdaa: ;嗒的音lcall delay500msjb p2.4 ,stopsetb p0.0clr p0.2lcall delay500mssetb p0.2jnb p2.4 ,stopmov r1 ,#01hajmp cunstop: ;摩斯输入错误clr p0.4lcall delay2ssetb p0.4ajmp maincunchu:mov @r0 ,ainc r0mov a ,#00hmov r1 ,#00hmov r7 ,#05hdjnz r2 ,yanshiclr p0.6lcall delay2ssetb p0.6ajmp shuruxianshi:cjne a ,xs_0 ,next1 ;够五位摩斯码显示0 mov p1 ,#0c0hclr p3.2 ;报警器lcall delay1ssetb p3.2 ;报警器mov p1 ,#0ffhajmp cunchunext1:cjne a ,xs_1 ,next2 ;够五位摩斯码显示1 mov p1 ,#0f9hclr p3.2lcall delay1ssetb p3.2mov p0 ,#0ffhajmp cunchunext2:cjne a ,xs_2 ,next3 ;够五位摩斯码显示2 mov p1 ,#0a4hclr p3.2lcall delay1ssetb p3.2mov p1 ,#0ffhajmp cunchunext3:cjne a ,xs_3 ,next4 ;够五位摩斯码显示3mov p1 ,#0b0hclr p3.2lcall delay1ssetb p3.2mov p1 ,#0ffhajmp cunchunext4:cjne a ,xs_4 ,next5 ;够五位摩斯码显示4mov p1 ,#99hclr p3.2lcall delay1ssetb p3.2mov p1 ,#0ffhajmp cunchunext5:cjne a ,xs_5 ,next6 ;够五位摩斯码显示5mov p1 ,#92hclr p3.2lcall delay1ssetb p3.2mov p1 ,#0ffhajmp cunchunext6:cjne a ,xs_6 ,next7 ;够五位摩斯码显示6mov p1 ,#7dhclr p3.2lcall delay1ssetb p3.2mov p1 ,#0ffhajmp cunchunext7:cjne a ,xs_7 ,next8 ;够五位摩斯码显示7mov p1 ,#0f8hclr p3.2lcall delay1ssetb p3.2mov p1 ,#0ffhajmp cunchunext8:cjne a ,xs_8 ,next9 ;够五位摩斯码显示8mov p1 ,#080hclr p3.2lcall delay1ssetb p3.2mov p1 ,#0ffhajmp cunchunext9:cjne a ,xs_9 ,cw ;够五位摩斯码显示9mov p1 ,#90hclr p3.2lcall delay1ssetb p3.2mov p1 ,#0ffhajmp cunchucw:clr p3.2clr p0.4lcall delay5sclr p0.4setb p3.2ajmp main1shuru: ;开门复位mov mmbz ,#03 ;错误密码次数mov at1 ,#00hmov at2 ,#00hmov at3 ,#00hmov at4 ,#00hshuru2:clr p0.6mov a ,#00h ;密码缓存mov r2 ,#04h ;四位密码mov r1 ,#00hmov r0 ,#at1mov r7 ,#05hstart1:jb p2.4 ,start1lcall delay500msjb p2.4 ,start1ok1: ;滴音setb p3.0 ;开门后再按键1t以上关门setb p0.6clr p0.0lcall delay500msjnb p2.4 ,daaacun1:setb p0.2setb p0.0rl aadd a ,r1djnz r7 ,yanshi1ajmp xianshi1yanshi1: ;每个摩斯码之间延时1t lcall delay500msjb p2.4 ,stop1ajmp ok1daaa: ;嗒音lcall delay500msjb p2.4 ,stop1setb p0.0clr p0.2lcall delay500mssetb p0.2jnb p2.4 ,stop1mov r1 ,#01hajmp cun1stop1: ;摩斯码错误处理clr p0.4lcall delay2ssetb p0.4ajmp shuru2cunchu2:mov @r0 ,ainc r0mov a ,#00hmov r1 ,#00hmov r7 ,#05hdjnz r2 ,yanshi1ajmp bijiaoxianshi1: ;显示处理cjne a ,xs_0 ,next1_1mov p1 ,#0c0hclr p3.2lcall delay1ssetb p3.2mov p1 ,#0ffhajmp cunchu2next1_1:cjne a ,xs_1 ,next2_2mov p1 ,#0f9hclr p3.2lcall delay1ssetb p3.2mov p1 ,#0ffhajmp cunchu2next2_2:cjne a ,xs_2 ,next3_3mov p1 ,#0a4hclr p3.2lcall delay1ssetb p3.2mov p1 ,#0ffhajmp cunchu2next3_3:cjne a ,xs_3 ,next4_4mov p1 ,#0b0hclr p3.2lcall delay1ssetb p3.2mov p1 ,#0ffhajmp cunchu2next4_4:cjne a ,xs_4 ,next5_5mov p1 ,#99hclr p3.2lcall delay1ssetb p3.2mov p1 ,#0ffhajmp cunchu2next5_5:cjne a ,xs_5 ,next6_6mov p1 ,#92hclr p3.2lcall delay1ssetb p3.2mov p1 ,#0ffhajmp cunchu2next6_6:cjne a ,xs_6 ,next7_7mov p1 ,#82hclr p3.2lcall delay1ssetb p3.2mov p1 ,#0ffhajmp cunchu2next7_7:cjne a ,xs_7 ,next8_8mov p1 ,#0f8hclr p3.2lcall delay1ssetb 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hc3 ,#250djnz hc3 ,$djnz hc2,qq3djnz hc1 ,qq2djnz hc0 ,qq1retend枯藤老树昏鸦，小桥流水人家，古道西风瘦马。