毕业论文单片机电子密码锁教案

毕业论文

2005级

论文题目：单片机电子密码锁

学校：邢台职业技术学院

系别：电气工程系

班级：电气053班

姓名：顾省辉

指导教师：唐俊英

2008 年 6 月

目录

第1章绪论 (3)

1.1背景及意义 (3)

1.2电子密码锁的设计要求 (3)

1.3关键辞 (3)

第2章硬件电路 (4)

2.1 MIC-51简介 (4)

2.2单片机控制方框图 (4)

2.3开锁机构 (5)

2 .4 键电路设计 (6)

2.5显示电路设计 (7)

2. 6 AT24C01掉电存储单元的设计 (7)

2.7密码锁的电源电路设计 (8)

2.8设计的总体电路图 (9)

第3章软件设计 (9)

结论 (18)

参考文献 (19)

致谢 (19)

单片机控制的电子密码锁设计

第一章：绪论

1.1背景及意义

随着科技的发展,安全已成为人们关注的焦点之一,于是各种安全产品相继问世(如指纹防盗!红外防盗!GPS等)"虽然这类产品安全性高,但因其生产成本高,携带安装使用不方便,在一定程度上限制了这类产品的普及和推广" 本文介绍的是一种基于单片机智能锁的硬件和软件设计及实现方法"这种电路设计具有按键有效提示,输入错误提示,控制开锁电平,控制报警电路,修改密码等多种功能"可在意外泄密的情况下随时修改密码"4位数密码共一万组不重复组合,保密性强,灵活性高,特别适用于家庭，办公室，学生宿舍及宾馆等公开场所。

1.2电子密码锁的设计要求

1．上锁过程

按数字键，数字会从显示器的最Array右端开始显示，然后依次向左移位。

若要更改密码可按“开锁”键清除原

有密码，再重新输入新密码。本设计

为的密码为4位，输入的多余数字本

电路不予理会，不会显示在显示器上。

当密码输入正确后按下“上锁”键，

就可将门锁上，同时将密码存储在电

路中并清除显示器的显示。

2.开锁过程

按数字键输入密码，密码在显示器

上从右到左依次显示，4位密码输入正

确后按下“开锁”甲，密码锁被打开并

清除电路中所存储的密码，显示器也被

清零。

当输入密码有误时，可按“上锁”

键清除所输入的数字，内部存的秘密不

会丢失，再重新输入正确的密码按“开

锁”键即可。

注：当输入错误的密码超过3次后，电路会发出报警信号。

图1-2键盘显示平

面图

为防止大家忘记密码，本电路还设计了一个万用密码，无论以前的密码是什么，只要输入万用密码按“开锁”键即可开锁并清除原有密码。

1.3关键辞

MCS-51，AT24C02, 矩阵键盘,UPS电路，AT24C02掉电存储，串口显示电路，报警控制

电路等

二、硬件电路的设计

2.1 MIC-51的简介

设计本课题时构思了一种是用以MIC-51为核心的单片机控制方案。MCS-51单片机是美国INTE公司于1980年推出的产品，典型产品有 8031（内部没有程序存储器，实际使用方面已经被市场淘汰）、8051（芯片采用HMOS，功耗是630mW，是89C51的5倍，实际使用方面已经被市场淘汰）和8751等通用产品，一直到现在， MCS-51内核系列兼容的单片机仍是应用的主流产品（比如目前流行的89S51、89C51等）

89S51相对于89C51增加的新功能包括：

-- 新增加很多功能，性能有了较大提升，价格基本不变，甚至比89C51更低！-- ISP在线编程功能，在改写单片机存储器内的程序时不用把芯片从工作环境中剥离。

-- 最高工作频率为33MHz，就是说S51具有更高工作频率，从而具有了更快的计算速度。

-- 具有双工UART串行通道。

-- 内部集成看门狗计时器，不再需要像89C51那样外接看门狗计时器单元电路。-- 双数据指示器。

-- 电源关闭标识。

-- 全新的加密算法，程序的保密性加强，这样就可以有效的保护知识产权不被侵犯。

-- 兼容性方面：向下完全兼容51全部字系列产品。比如8051、89C51等等早期MCS-51兼容产品。在89S51上一样可以照常运行，这就是所谓的向下兼容。

89S51就是在这样的背景下取代89C51的，所以本设计也选用了89S51

2.2单片机控制方框图

采用AT89S51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，不但能实现基本的密码锁功能，还能添加调

电存储、声光提示甚至添加遥控控制功能。其原理如图2－2所示。

图2－2单片机控制方案

2.3开锁机构

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。其原理如图2－3所示。

图2－3密码锁开锁机构示意图

当用户输入的密码正确时，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。其实际电路如图2－4所示。

电路由驱动和开锁两级组成。由D5、R1、T10组成驱动电路，其中T10可以选择普通的小功率三极管如9014、9018都可以满足要求。D5是开锁指示灯；由D6、C24、T11组成开锁。其中D6、C24是为了消除电磁锁可能产生的反向

高电压以及可能产生的电磁干扰。T11可选用中功率的三极管如8050，电磁锁的选用要视情况而定，但是吸合力要足够且有一定的余量。

注：在设计中，暂时用发光二极管代替电磁锁，发光管亮，表示开锁；灭，表示没有开锁。

来自微控

图2－4密码锁开锁机构电路图

2．4按键电路设计

由于设计要求使用矩阵键盘，所以本设计就采用行列式键盘，同时也能减少键盘与单片机接口时所占用的I/O 线的数目，在按键比较多的时候，通常采用这样方法。其原理如图2－5所示。

图2－5 行列式键盘原理电路图

每一条水平（行线）与垂直线（列线）的交叉处不相通，而是通过一个按键来连通，利用这种行列式矩阵结构只需要N 条行线和M 条列线，即可组成具有N ×M 个按键的键盘。

首先辨别键盘中有无键按下，有单片机I/O 口向键盘送全扫描字，然后读入行线状态来判断。方法是：向行线输出全扫描字00H ，把全部列线置为低电平，然后将列线的电平状态读入累加器A 中。如果有按键按下，总会有一根行线电