密码锁毕业设计说明书

信息与电气工程学院

课程设计说明书（2013 /2014学年第一学期）

课程名称：嵌入式系统设计

题目：密码锁

专业班级：计算机1101班

学生姓名：......

学号：*******x1

指导教师：.......

设计周数：2周

二O一四年一月五日

目录

一、课题研究背景---------------------------------2

二、设计目的-------------------------------------2

三、设计功能要求---------------------------------2

四、设计思路分析---------------------------------3

五、硬件设计-------------------------------------4

六、软件部分-------------------------------------6

七、仿真调试-------------------------------------9

八、心得总结-------------------------------------10

九、参考文献-------------------------------------10

十、附录-----------------------------------------10

课程设计说明书

一、课题研究的背景

随着人们生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一问题也变的尤其突出，传统的机械锁由于其结构的简单，被撬的事件屡见不鲜。而锁自古以来就是把守门户的铁将军，人们对它要求甚高，既要安全可靠地防盗，又要使用方便，这也是制锁者长期以来研制的主题。目前国内，大部分人使用的还是传统的机械锁。然而，眼下假冒伪劣的机械锁泛滥成灾，互开率非常之高。所谓互开率，是各种锁具的一个技术质量标准，也就是1把钥匙能开几把锁的比率。经国家工商局、国家内贸局、中国消协等部门对锁具市场的调查，发现个别产品的互开率居然超标26倍。为何弹子锁的“互开率”会如此之高？据有关专家人士剖析，弹子锁质量好坏主要取决于弹子数量的多少以及弹子的大小，而弹子的多少和大小受一定条件的限制。此外，即使是一把质量过关的机械锁，通过急开锁，甚至可以在不损坏锁的前提下将锁打开。因此，具有多功能的电子式密码锁，变成为人民大众、保全业者和大企业家的最爱。密码锁，一般可分为机械式及电子式的密码锁，而且依功能又分为许多种类，故使用者可以根据其需要加以选择。由于机械式的密码锁，故障率高，且破解密码又非常容易，加上其成本一般较高，一定程度上限制了这类产品的普及和推广。而电子式密码锁故障率低、功能又可随需要做变化、也可增加扩充硬件，所以，目前密码锁皆以电子式的方面发展的一种新型锁---电子密码锁，为之提供了发展的空间。电子密码锁是由电子电路控制锁体的新型锁具，它采用触摸键盘方式输入开锁密码，操作方便。触摸式电子锁的输入部分采用触摸开关（键盘输入）,其优势在于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，无活动零件，不会磨损，寿命长等优点。本设计采用单片机80C51作为单片机的核心单元，设计了一款具有本机开锁，密码更改等功能的电子密码锁，既简单又适用。

二、设计目的

按照嵌入式系统应用设计的要求，在熟练掌握ARM处理器开发基础上进行系统硬件电路的设计、组装和调试。并能熟练运用嵌入式开发环境和工具完成软件程序设计。

三、设计功能要求

要求使用4X4行列式键盘作为输入，扩展6个LED数码管。具体要求如下：

1. 开机时数码管显示“000000”，初始化密码为“123456”，密码可以更改，并保存在RAM 中。

2. 按下“#”，则显示全部清零为“000000”。

字左移一位，并在最右边的一位上显示出新键入的键值，键值为0~9。

4. 按下“D”键，则表示确定键按下，则进行密码对比，如相符则在LED数码管上显示“======”以示通过；如不符，则显示“------”。

5. 按下“*”键，如当前在已经通过密码验证的状态，则根据当前输入的号码更新原有的密码；如当前在尚未通过密码验证状态，则显示“------”。

6. 按下“A”键，如当前在已经通过密码验证的状态，则显示当前的密码；如当前在尚未通过密码验证状态，则显示“------”。

7. 按下“C”键，退出通过密码验证状态，进入尚未通过验证状态。

键盘面板码值分配如下图所示：

四、设计思路分析

此次课程设计基于单片机控制的电子密码锁，接到课题后，根据老师布置的任务和相关要求，结合主要设计条件，我设计了如下方案，其总体方案设计如下：

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、超时报警功能。

4.1 单片机系统：

此次课题采用一种是用以80C51为核心的单片机控制方案。利用单片机灵活的编程设计和丰富的IO端口，及其控制的准确性，进行电子密码锁的设计。此次课题用单片机P1口与键盘相连，做输入口，P0口与显示器相连，做显示，P2口做显示器扫描。

矩阵键盘接口电路：

此次课程设计采用4*4矩阵键盘，与P1口相连，采用扫描法。设有0——9十个数字密码，和一个确认键。开机显示000000，等待密码输入，输入6个密码，按确认键后，密码比较。

4.2 LED显示：

字左移一位，并在最右边的一位上显示出新键入的键值，键值为0~9。

五、硬件设计

硬件设计主要包括键盘电路设计和LED显示电路设计。

5.1 键盘电路设计

5.11 矩阵式键盘电路图5－1：

图5-1矩阵式键盘展示图在键盘中按键数量较多时，为了减少I/O口的占用，通常将按键排列成矩阵形式，如图1所示。在矩阵式键盘中，每条水平线和垂直线在交叉处不直接连通，而是通过一个按键加以连接。这样，一个端口(如P1口)就可以构成4*4=16个按键，比之直接将端口线用于键盘多出了一倍，而且线数越多，区别越明显，在需要的键数比较多时，采用矩阵法来做键盘是合理的。

矩阵式结构的键盘显然比直接法要复杂一些，识别也要复杂一些，图1-1中，列线通过电阻接正电源，并将行线所接的单片机的I/O口作为输出端，而列线所接的I/O口则作为输入。这样，当按键没有按下时，所有的输出端都是高电平，代表无键按下。行线输出是低电平，一旦有键按下，则输入线就会被拉低，这样，通过读入输入线的状态就可得知是否有键按下了。

5.12 矩阵式键盘的识别方法：

确定矩阵式键盘上何键被按下介绍一种“行扫描法”。行扫描法行扫描法又称为逐行(或列)扫描查询法，是一种最常用的按键识别方法，如上图所示键盘，介绍过程如下。