電子密碼鎖畢業(yè)設計

1、<p><b>　　畢業(yè)綜合訓練</b></p><p>　　課題名稱 單片機密碼鎖 </p><p>　　學 院 信息工程學院 </p><p>　　專 業(yè) 電子信息工程技術 </p><p><b>

2、;　　畢業(yè)綜合訓練任務書</b></p><p>　　題目 單片機密碼鎖 </p><p>　　1．畢業(yè)綜合訓練任務及要求</p><p>　　密碼鎖設計的關鍵問題是實現(xiàn)密碼的輸入、清除、更改、開鎖等功能： </p><p>　?。?）密碼輸入功能：按下一個數(shù)字鍵，

3、一個“－”就顯示在最右邊的數(shù)碼管上，同時將先前輸入的所有“－”向左移動一位。 </p><p>　?。?）密碼清除功能：當按下清除鍵時，清除前面輸入的所有值，并清除所有顯示。 </p><p>　?。?）開鎖功能：當按下開鎖鍵，系統(tǒng)將輸入與密碼進行檢查核對，如果正確鎖打開，否則不打開。 </p><p>　　2．畢業(yè)綜合訓練的原始資料及依據(jù)</p>&

4、lt;p>　　隨著人們對安全的重視和科技的發(fā)展，許多電子智能鎖（指紋識別、IC卡辨認）已在國內外相繼面世。但是這些產(chǎn)品的特點是針對特定的指紋和有效卡，只能適用于保密要求的箱、柜、門等。而且指紋識識別器若在公共場所使用存在容易機械損壞，IC卡還存在容易丟失、損壞等特點。加上其成本較高，一定程度上限制了這類產(chǎn)品的普及和推廣。鑒于目前的技術水平與市場的接收程度，電子密碼鎖是這類電子防盜產(chǎn)品的主流。 </p><p&g

5、t;　　3．主要參考資料、文獻</p><p>　　[1] 王迎旭.單片機原理及及應用.機械工業(yè)出版社 2001</p><p>　　[2] 周航慈.單片機應用程序設計技術.周航慈 北京航空航天大學出版社</p><p>　　[3] 張洪潤 單片機應用技術教程 北京：清華大學出版社，1997</p><p><b>　　

6、目錄</b></p><p><b>　　第一章 引言5</b></p><p>　　第二章 系統(tǒng)總體方案設計6</p><p>　　第三章 硬件電路設計7</p><p>　　3.1 鍵盤電路設計7</p><p>　　3.2LED顯示電路8</p><

7、;p>　　3.3 開鎖電路10</p><p>　　3.4報警電路10</p><p>　　第四章 軟件設計11</p><p>　　4.1軟件設計思路11</p><p>　　4.2 各子程序設計11</p><p>　　第五章 系統(tǒng)調試13</p><p>　　第六章 心得

8、體會13</p><p>　　第七章 參考文獻14</p><p><b>　　第一章 引言</b></p><p>　　在日常的生活和工作中, 住宅與部門的安全防范、單位的文件檔案、財務報表以及一些個人資料的保存多以加鎖的辦法來解決。若使用傳統(tǒng)的機械式鑰匙開鎖，人們常需攜帶多把鑰匙, 使用極不方便, 且鑰匙丟失后安全性即大打折扣。隨著科學

9、技術的不斷發(fā)展，人們對日常生活中的安全保險器件的要求越來越高。為滿足人們對鎖的使用要求，增加其安全性，用密碼代替鑰匙的密碼鎖應運而生。密碼鎖具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等優(yōu)點。</p><p>　　在安全技術防范領域，具有防盜報警功能的電子密碼鎖逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機械式密碼鎖，克服了機械式密碼鎖密碼量少、安全性能差的缺點，使密碼鎖無論在技術上還是在性能上都大大提高一步。隨著大規(guī)模集成電路技術的發(fā)展，特別是單片

10、機的問世，出現(xiàn)了帶微處理器的智能密碼鎖，它除具有電子密碼鎖的功能外，還引入了智能化管理、專家分析系統(tǒng)等功能，從而使密碼鎖具有很高的安全性、可靠性，應用日益廣泛。</p><p>　　隨著人們對安全的重視和科技的發(fā)展，許多電子智能鎖（指紋識別、IC卡辨認）已在國內外相繼面世。但是這些產(chǎn)品的特點是針對特定的指紋和有效卡，只能適用于保密要求的箱、柜、門等。而且指紋識識別器若在公共場所使用存在容易機械損壞，IC卡還存在容

11、易丟失、損壞等特點。加上其成本較高，一定程度上限制了這類產(chǎn)品的普及和推廣。鑒于目前的技術水平與市場的接收程度，電子密碼鎖是這類電子防盜產(chǎn)品的主流。</p><p>　　本文所涉及的是市場占有率最高的是MCS—51系列，因為世界上很多知名的IC生產(chǎn)廠家都生產(chǎn)51兼容的芯片。到目前為止，MCS—51單片機已有數(shù)百個品種，還在不斷推出功能更強的新產(chǎn)品。</p><p>　　本設計是基于單片機的密

12、碼鎖設計方案，根據(jù)要求，給出了該單片機密碼鎖的硬件電路和軟件程序，同時給出了單片機型號的選擇、硬件設計、軟件流程圖、單片機存儲單元的分配、匯編語言源程序及詳細注釋等內容。</p><p><b>　　系統(tǒng)總體方案設計</b></p><p>　　采用一種是用以AT89S51為核心的單片機控制方案。利用單片機靈活的編程設計和豐富的I/O端口，及其控制的準確性，不但能實現(xiàn)

13、基本的密碼鎖功能，還能添加調電存儲、聲光提示甚至添加遙控控制功能。其原理如圖1－2所示。</p><p><b>　　初步設計思路如下：</b></p><p>　　輸入密碼用矩形鍵盤，包括數(shù)字鍵和功能鍵。</p><p>　　LED數(shù)碼管顯示輸入密碼，用74JS247驅動數(shù)碼管發(fā)光顯示數(shù)碼，用74LS138控制各位顯示器分時進行顯示。<

14、/p><p>　　用發(fā)光二極管代替開鎖的電路，發(fā)光表示開鎖。</p><p>　　輸入密碼錯誤次數(shù)超過3次，系統(tǒng)報警。</p><p>　　打開電源后，顯示器顯示“000000”，設原始密碼為“123456”，只要輸入此密碼便了開門。這樣可預防停電后再來電時無密碼可用。</p><p>　　按“C”鍵，清除顯示器為“000000”。</p&

15、gt;<p>　　欲重新設定密碼，先輸入密碼在案“*”。</p><p>　　輸入密碼，再按“D”鍵。若密碼與設定密碼相同，則開門。否則顯示器清為“000000”。</p><p>　　軟件的設計主要包括鍵盤鍵值的讀取，LED顯示程序，密碼比較程序和報警程序。</p><p>　　第三章 硬件電路設計</p><p><

16、b>　　3.1鍵盤電路設計</b></p><p>　　使用矩陣鍵盤，所以本設計就采用行列式鍵盤，同時也能減少鍵盤與單片機接口時所占用的I/O線的數(shù)目，在按鍵比較多的時候，通常采用這樣方法。其原理如圖3.1</p><p><b>　　圖3.1 矩陣鍵盤</b></p><p>　　每一條水平（行線）與垂直線（列線）的交叉處不

17、相通，而是通過一個按鍵來連通，利用這種行列式矩陣結構只需要N條行線和M條列線，即可組成具有N×M個按鍵的鍵盤。</p><p>　　在這種行列式矩陣鍵盤非鍵盤編碼的單片機系統(tǒng)中，鍵盤處理程序首先執(zhí)行等待按鍵并確認有無按鍵按下的程序段。</p><p>　　當確認有按鍵按下后，下一步就要識別哪一個按鍵按下。對鍵的識別通常有兩種方法：一種是常用的逐行掃描查詢法；另一種是速度較快的線反

18、轉法。</p><p>　　對照圖3.1所示的4×4鍵盤，說明線反轉個工作原理。</p><p>　　首先辨別鍵盤中有無鍵按下，有單片機I/O口向鍵盤送全掃描字，然后讀入行線狀態(tài)來判斷。方法是：向行線輸出全掃描字00H，把全部列線置為低電平，然后將列線的電平狀態(tài)讀入累加器A中。如果有按鍵按下，總會有一根行線電平被拉至低電平從而使行線不全為1。</p><p&g

19、t;　　判斷鍵盤中哪一個鍵被按下使通過將列線逐列置低電平后，檢查行輸入狀態(tài)來實現(xiàn)的。方法是：依次給列線送低電平，然后查所有行線狀態(tài)，如果全為1，則所按下的鍵不在此列；如果不全為1，則所按下的鍵必在此列，而且是在與零電平行線相交的交點上的那個鍵。</p><p>　　具體的功能設計如表3.1：</p><p><b>　　表3.1 按鍵功能</b></p>

20、<p>　　3.2 LED顯示電路</p><p>　　本系統(tǒng)設計的顯示電路是為了給使用者以提示而設置的。本系統(tǒng)的顯示采用串行顯示的方式，只使用單片機的一個串行口，利用74LS247驅動數(shù)碼管發(fā)光顯示數(shù)碼和74LS138控制位選信號，就可以完成單片機的顯示功能，顯示電路的電路原理圖如圖3.2所示。</p><p>　　用P0.0—P0.3接74LS247的A，B，C，D四端口，

21、74LS247的輸出口接LED的七段顯示；而P0.4—P0.6接74LS138的A，B，C三個輸入口，74LS138的輸出口接LED的位顯示。通過軟件實現(xiàn)數(shù)字和位控制。</p><p>　　圖3.2 LED顯示電路</p><p>　　用74LS247可以控制輸出什么字型。74LS247的邏輯功能表如表3.2：</p><p>　　表3.2 74LS247的邏輯功能

22、表</p><p>　　用74LS138控制位循環(huán)顯示，其邏輯功能表如表3.3：</p><p>　　表3.3 74LS138邏輯功能表</p><p><b>　　3.3開鎖電路</b></p><p>　　在本次設計中，基于節(jié)省材料的原則，暫時用發(fā)光二極管代替電磁鎖，發(fā)光管亮，表示開鎖；滅，表示沒有開鎖。電路圖如3.

23、3所示。當P2.0口輸出低電平時，二極管發(fā)光，表示開鎖。</p><p><b>　　圖3.3 開鎖電路</b></p><p><b>　　3.4報警電路</b></p><p><b>　　圖3.4報警電路</b></p><p>　　報警模塊由蜂鳴器和單片機組成。選擇一只

24、壓電式蜂鳴器，壓電式蜂鳴器工作時約需要100mA驅動電流。蜂鳴器電路如圖3.4所示。當89C51的P2.1口輸出為低電平時，蜂鳴器產(chǎn)生蜂鳴音，89C51輸出為高電平時，蜂鳴器不發(fā)聲。</p><p><b>　　軟件設計</b></p><p><b>　　4.1軟件設計思路</b></p><p>　　電子密碼鎖工作的主

25、要過程是LED數(shù)碼管提示開始輸入密碼，通過鍵盤輸入密碼，同時LED顯示密碼輸入情況，按下確認鍵后判斷密碼的正確性，作出開鎖或報警處理。當輸入密碼連續(xù)輸入錯誤3次時，系統(tǒng)報警。</p><p>　　密碼的設定，在此程序中密碼是固定40H—45H中，假設預設的密碼為"123456"共6位密碼。</p><p>　　由于采用兩個按鍵來完成密碼的輸入，那么其中一個按鍵為功能鍵

26、，另一個按鍵為數(shù)字鍵。在輸入過程中，首先輸入密碼的長度，接著根據(jù)密碼的長度輸入密碼的位數(shù)，直到所有長度的密碼都已經(jīng)輸入完畢；或者輸入確認功能鍵之后，才能完成密碼的輸入過程。進入密碼的判斷比較處理狀態(tài)并給出相應的處理過程。</p><p>　　4.2 各子程序設計</p><p><b>　　1 鍵盤掃描子程序</b></p><p>　　鍵盤掃

27、描流程圖如圖4.2.1</p><p>　　圖4.2.1 鍵盤掃描流程圖</p><p>　　2 LED顯示子程序</p><p>　　LED顯示流程圖如圖4.2.2</p><p>　　圖4.2.2 LED顯示流程圖</p><p>　　3 密碼比較和報警程序</p><p>　　密碼比較和報

28、警流程圖如4.2.3</p><p>　　圖4.2.3 密碼比較和報警流程</p><p><b>　　第五章 系統(tǒng)調試</b></p><p>　　本次調試采用Protues軟件仿真。首先設計電子密碼鎖的源程序，源程序經(jīng)過匯編后，生成的目標文件經(jīng)過仿真調試。</p><p>　　依次按下1，2，3，4，5，6后，LED

29、顯示如圖5.1</p><p>　　圖5.1 LED顯示</p><p>　　按下確定鍵后，二極管亮，表示密碼正確開門。如圖5.2</p><p>　　圖5.2 密碼正確開門</p><p><b>　　第六章 心得體會</b></p><p>　　課程設計是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識,發(fā)現(xiàn),提出,

30、分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),是對學生實際工作能力的具體訓練和考察過程.隨著科學技術發(fā)展的日新日異，單片機已經(jīng)成為當今計算機應用中空前活躍的領域， 在生活中可以說得是無處不在。因此作為二十一世紀的大學來說掌握單片機的開發(fā)技術是十分重要的。</p><p>　　回顧起此次單片機課程設計，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到定稿，從理論到實踐，在整整兩星期的日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學到

31、很多很多的的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學過的

32、知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，對單片機匯編語言掌握得不好，通過這次課程設計之后，一定把以前所學過的知識重新溫故。</p><p>　　這次課程設計終于順利完成了，在設計中遇到了很多編程問題，在同學的幫助下，終于游逆而解。非常感謝！</p><p><b>　　第七章 參考文獻</b></p><p>　　[1] 王迎旭.單片機原理及及應用

33、.機械工業(yè)出版社 2001</p><p>　　[2]周航慈.單片機應用程序設計技術.周航慈 北京航空航天大學出版社 </p><p>　　[3] 黃志君，高峰，王建.輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)[J].廣西工學院學報.2006(4):9～12.</p><p>　　[4] 單春賢，韓鈞等. 一種集成度較高的輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)設計[J]. 拖拉機與農(nóng)用運輸車，2006(