密碼鎖課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　我們的生活中，鎖是一種常見的生活用品，從普通的鑰匙鎖到保險(xiǎn)箱的密碼鎖，鎖給我們的生活帶來了極大地便利。但機(jī)械式密碼鎖結(jié)構(gòu)復(fù)雜體積較大不便在其他小型物體上使用，這時(shí)體積小巧方便的電子密碼鎖就為我們解決了這個(gè)難題。本文介紹了一款由STC89C52RC單片機(jī)為核心的數(shù)字電子密碼鎖，該密碼鎖通過適當(dāng)?shù)某绦驅(qū)崿F(xiàn)了對(duì)密碼認(rèn)證過程，

2、通過液晶顯示器實(shí)時(shí)顯示輸入過程，實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話的友好界面，當(dāng)輸入的密碼為已設(shè)定好的密碼時(shí)，鎖體將會(huì)打開，否則系統(tǒng)會(huì)提醒再次輸入，當(dāng)三次輸入的密碼錯(cuò)誤，系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警。在輸入的過程中，可通過功能鍵修改輸入的數(shù)字，具有重新輸入密碼的功能，方便修改誤輸數(shù)字。</p><p>　　關(guān)鍵詞：電子密碼鎖，密碼驗(yàn)證，自動(dòng)報(bào)警，單片機(jī)，液晶顯示</p><p><b>　　Abstract</

3、b></p><p>　　In our life, lock is a common life, from ordinary key to the safe locks, lock brings to our life greatly. But the mechanical structure complicated large locks in other small objects inconvenie

4、nce, then use the electronic locks compact convenient for us to solve the problem. This paper introduces a paragraph of STC89C52RC singlechip digital electronic locks, this combination lock through proper procedure to re

5、alize the password authentication process, through the LCD display input process, realiz</p><p>　　Keywords: electronic locks, password authentication, automatic alarm, SCM, LCD display</p><p>&l

6、t;b>　　目 錄</b></p><p>　　摘要…………………………………………………………………………………2</p><p>　　1緒 論………………………………………………………………………………5</p><p>　　2設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求………………………………………………………………6</p><p>　　3系

7、統(tǒng)的設(shè)計(jì)………………………………………………………………………6</p><p>　　3.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖…………………………………………………………………6</p><p>　　3.2系統(tǒng)的工作原理說明………………………………………………………………7</p><p>　　4系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)…………………………………………………………………7</p>&

8、lt;p>　　4.1復(fù)位以及振蕩電路………………………………………………………………7</p><p>　　4.2 4×4矩陣鍵盤…………………………………………………………………8</p><p>　　4.3 報(bào)警蜂鳴器……………………………………………………………………8</p><p>　　4.4 液晶顯示電路……………………………………………

9、……………………9</p><p>　　4.5串口輸入電路圖…………………………………………………………………9</p><p>　　5電路程序設(shè)計(jì)………………………………………………………10</p><p>　　6課程設(shè)計(jì)心得體會(huì)………………………………………………………………11</p><p>　　附錄1設(shè)計(jì)總體電路圖……………………

10、…………………………………12</p><p>　　附錄2元件清單…………………………………………………………………13</p><p>　　附錄3數(shù)字密碼鎖源程序……………………………………………………14</p><p><b>　　緒論</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

11、的文件檔案、財(cái)務(wù)報(bào)表以及一些個(gè)人資料的保存多以加鎖的辦法來解決。若使用傳統(tǒng)的機(jī)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(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)日常生活中的安全保險(xiǎn)器件的要求越來越高。為滿足人們對(duì)鎖的使用要求，增加其安全性和方便性，用密碼代替鑰匙的密碼鎖應(yīng)運(yùn)而生。密碼鎖具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等優(yōu)點(diǎn)隨著人們對(duì)安全的重視和科技的發(fā)展，對(duì)日常生活中的安全保險(xiǎn)器件的要求越來越高。為滿

12、足人們對(duì)鎖的使用要求，增加其安全性，用密碼代替鑰匙的密碼鎖應(yīng)運(yùn)而生。具有報(bào)警功能的電子密碼鎖保密性高，使用靈活性好，安全系數(shù)高，密碼鎖設(shè)計(jì)方法合理，簡(jiǎn)單易行，成本低，符合住宅、辦公室用鎖要求，具有推廣價(jià)值。電子密碼鎖采取電子電路控制，通過密碼輸入來控制電路或是芯片工作，從而控制機(jī)械開關(guān)的閉合，完成開鎖、閉鎖任務(wù)。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)使用STC89C52RC單片機(jī)構(gòu)成最小系統(tǒng)，接以鍵盤，報(bào)警系統(tǒng)，液晶顯示

13、構(gòu)成人性化的方便易用的電子密碼鎖。</p><p><b>　　2設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求</b></p><p>　　①課程設(shè)計(jì)中，鎖體用LED代替（如“綠燈亮”表示開鎖，“紅燈亮”表示閉鎖）。</p><p>　?、谄涿艽a為方4位（或8位）二進(jìn)制代碼（代碼自設(shè)定）。</p><p>　?、坶_鎖指令為串行輸入碼，當(dāng)開鎖密碼與存儲(chǔ)

14、密碼一致時(shí)，鎖被打開。當(dāng)開鎖密碼與存儲(chǔ)密碼不一致時(shí)，可重復(fù)進(jìn)行，若連續(xù)三次未將鎖打開，電路則報(bào)警并實(shí)現(xiàn)自鎖。（報(bào)警動(dòng)作為響1分鐘，停10秒）</p><p>　?、苓x擇電路方案，完成對(duì)確定方案電路的設(shè)計(jì)。計(jì)算電路元件參數(shù)與元件選擇、并畫出總體電路原理圖，闡述基本原理。安裝調(diào)試設(shè)計(jì)電路，查閱至少5篇參考文獻(xiàn)。按《武漢理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)工作規(guī)范》要求撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告書。全文用A4紙打印，圖紙應(yīng)符合繪圖規(guī)范。</p&g

15、t;<p><b>　　3 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　如下圖所示，本設(shè)計(jì)的真題原理框圖如下所示：</p><p>　　圖1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖</p><p>　　如圖所示，系統(tǒng)主要由3×4鍵盤，復(fù)位電路，LED燈，蜂鳴器，以及液晶顯示電路。&l

16、t;/p><p>　　3.2系統(tǒng)的工作原理說明</p><p>　　本系統(tǒng)采用STC89C52RC單片機(jī)為核心的系統(tǒng)，加以3×4矩陣鍵盤、LED、蜂鳴器等。矩陣鍵盤分別為0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、重新輸入、確認(rèn)輸入。系統(tǒng)開始顯示“INPUT PASSWORD:”，提示輸入密碼；當(dāng)密碼輸入完畢按下Enter鍵時(shí)，若輸入密碼與設(shè)定的密碼相同，即密碼正確，液晶屏顯示為“Mis

17、sion Success!”提示鎖打開，同時(shí)LED綠燈亮；若密碼不正確，LED顯示電路顯示提示“Forgot Password？”，LED紅燈亮，若連續(xù)3次輸入不正確，則發(fā)出警報(bào)聲同時(shí)鎖定鍵盤，不能進(jìn)行任何操作。</p><p>　　投在輸入過程中發(fā)現(xiàn)輸入錯(cuò)誤的數(shù)字，可通過重新輸入AC鍵清除所有數(shù)字。</p><p>　　為了防止惡意嘗試，若連續(xù)輸入3次密碼輸入錯(cuò)誤則發(fā)出報(bào)警聲，給鎖的主人

18、以提示，及時(shí)阻止盜竊行為。</p><p><b>　　4系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1復(fù)位以及振蕩電路</p><p>　　如下圖所示，即為STC89C52RC復(fù)位和振蕩電路結(jié)構(gòu)。</p><p>　　圖2 系統(tǒng)的復(fù)位電路</p><p>　　時(shí)鐘電路工作后，在REST管腳上加

19、兩個(gè)機(jī)器周期的高電平，芯片內(nèi)部開始進(jìn)行初始復(fù)位。本設(shè)計(jì)晶振選擇頻率為12MHZ，電容選擇33pF。經(jīng)計(jì)算得單片機(jī)工作胡機(jī)器周期為：</p><p>　　12×（1÷12M）=1us。</p><p>　　4.2 3×4矩陣鍵盤</p><p>　　如圖所示，本系統(tǒng)采用3×4矩陣鍵盤，12個(gè)按鍵分為輸入數(shù)字鍵：0、1、2、3、4

20、、5、6、7、8、9；功能鍵：確認(rèn)輸入Enter、重新輸入AC。鍵盤與單片機(jī)相連接，其連接方式為前三行分別P1.0—1.3連接；后四行分別與PP1.5—1.8連接分別控制；</p><p>　　4.3 報(bào)警蜂鳴器</p><p>　　報(bào)警部分由陶瓷壓電發(fā)聲裝置及外圍電路組成，加電后不發(fā)聲，當(dāng)有鍵按下時(shí)，“?！甭暎堪匆幌?，發(fā)聲一次，密碼正確時(shí)，不發(fā)聲直接開鎖，當(dāng)密碼輸入錯(cuò)誤時(shí)，單片機(jī)的P

21、35引腳為低電平，三極管T3導(dǎo)通轟鳴器發(fā)出噪鳴聲報(bào)警其電路圖如下所示：</p><p>　　4.4 液晶顯示電路</p><p>　　為了使該電子鎖能人性化的顯示輸入密碼的狀態(tài)以及密碼輸入正確與否，添加了液晶顯示放棄了數(shù)碼管顯示。本次設(shè)計(jì)使用的是JHD 1602A液晶顯示器，自帶英文字庫，各引腳分別接入P2.0口，其接入電路圖如下：</p><p><b>

22、;　　圖5 液晶顯示電路</b></p><p>　　4.5 串口輸入電路圖</p><p>　　為了方便的寫入程序，特別加入了串口輸入電路，其設(shè)計(jì)電路圖如下：</p><p><b>　　5 電路程序設(shè)計(jì)</b></p><p>　　本系統(tǒng)程序部分使用C語言編寫，C語言是一種高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言，它的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)潔

23、明了、可移植性高。</p><p>　　主要完成，開始時(shí)數(shù)碼管顯示提示“INPUT PASSWORD:”輸入密碼。輸入密碼后按下確認(rèn)鍵，系統(tǒng)會(huì)將所輸入與系統(tǒng)密碼進(jìn)行比對(duì)。若輸入密碼正確則顯示“Mission Success！”開鎖。其流程圖如下：</p><p><b>　　6 心得體會(huì)</b></p><p>　　通過這為期一個(gè)星期的課設(shè)期，

24、我學(xué)到了很多很多，也發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足。先是接觸單片機(jī)，這個(gè)可以算是最簡(jiǎn)cpu的芯片，了解了如何利用它組成最小系統(tǒng)并實(shí)現(xiàn)一定的功能。其次是對(duì)仿真軟件protuse的應(yīng)用，知道如何進(jìn)行單片機(jī)的仿真。但對(duì)于編程還是完全不行，發(fā)現(xiàn)這方面與不妨同學(xué)有很大的差距，還需繼續(xù)努力。</p><p>　　附錄1 設(shè)計(jì)總體電路圖</p><p><b>　　附錄2 元件清單</b>&

25、lt;/p><p>　　附錄3數(shù)字密碼鎖源程序</p><p>　　#include <reg51.h></p><p>　　#include <string.h></p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#define uint unsign

26、ed int</p><p>　　uchar table[]="INPUT PASSWORD:";</p><p>　　uchar table1[]="*";</p><p>　　uchar table2[]="Mission Success!";</p><p>　　uchar t

27、able3[]="Forgot Password?";</p><p>　　uchar new[4];</p><p>　　uchar password[]={1,3,1,4}; //原始密碼</p><p>　　sbit P30=P3^0;</p><p>　　sbit P31=P3^1;</p><

28、p>　　sbit P35=P3^5;</p><p>　　sbit P36=P3^6;</p><p>　　uchar k=0; </p><p>　　uchar j=0;</p><p>　　/*鍵盤簡(jiǎn)介 （4*3）</p><p>　　0 1 2</p><

29、p>　　3 4 5</p><p>　　6 7 8</p><p>　　9 重輸 確認(rèn)</p><p><b>　　*/</b></p><p>　　void delay(uint ms)</p><p><b>　　{</b>

30、;</p><p><b>　　uint m,s;</b></p><p>　　for(m=0;m<ms;m++)</p><p>　　{for(s=0;s<1141;s++);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}&l

31、t;/b></p><p>　　void write_com(uchar com) //寫指令</p><p><b>　　{ </b></p><p><b>　　P30=0;</b></p><p><b>　　P2=com;</b></p><p

32、><b>　　delay(1);</b></p><p><b>　　P31=1;</b></p><p><b>　　delay(1);</b></p><p><b>　　P31=0;</b></p><p><b>　　}</b

33、></p><p>　　void write_dat(uchar dat) //寫數(shù)據(jù)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　P30=1;</b></p><p><b>　　P2=dat;</b></p><p>

34、<b>　　P31=1;</b></p><p><b>　　delay(1);</b></p><p><b>　　P31=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void jiaodui() //密碼校對(duì)<

35、;/p><p>　　{ uchar i=0;</p><p>　　while(password[i]==new[i])</p><p><b>　　{ i++;</b></p><p>　　if(i==4) break;</p><p><b>　　}</b></p>

36、;<p><b>　　if(i==4) </b></p><p>　　{ P36=1;//kaisuo</p><p>　　write_com(0X80+0X40);</p><p><b>　　delay(5);</b></p><p>　　for(i=0;i<17;i++

37、)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　write_dat(table2[i]);</p><p>　　delay(20);</p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　}</b></p>

38、<p>　　else//密碼錯(cuò)誤</p><p>　　{ j++; </p><p>　　if(j==3) </p><p><b>　　{P35=1; </b></p><p>　　write_com(0X80+0X40); </p><p><

39、b>　　delay(5);</b></p><p>　　for(i=0;i<16;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　write_dat(table3[i]);</p><p>　　delay(20);</p><p><b>　

40、　} </b></p><p>　　while(1);} </p><p>　　else if(j!=3) </p><p><b>　　{ k=0;</b></p><p>　　write_com(0X80+0X40);</p><p><b>　　}</b>&

41、lt;/p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　uchar key_press() //檢查是否有按鍵按下</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uchar

42、i;</b></p><p><b>　　P1=0Xf0;</b></p><p>　　delay(20);</p><p><b>　　i=P1;</b></p><p>　　if(i==0Xf0)</p><p>　　{return 0; }</p>

43、;<p><b>　　else</b></p><p>　　{return 1;}</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void key_scan() //確認(rèn)所按按鍵的具體位置 及對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)</p><p><b>　　{ </b&

44、gt;</p><p>　　uchar key,i=0X7F,j;</p><p>　　delay(10);</p><p>　　if(key_press)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　do{</b></p><p&

45、gt;　　i=(i<<1)|(i>>7);</p><p><b>　　P1=i;</b></p><p><b>　　key=P1;</b></p><p>　　j=key&0XF0;</p><p>　　}while(j==0XF0);</p>&l

46、t;p>　　while(key_press()) ;</p><p>　　switch(key)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　case 0X7E:</p><p>　　key=0; break;</p><p>　　case 0XBE:</p>

47、<p>　　key=1; break;</p><p>　　case 0XDE:</p><p>　　key=2; break;</p><p>　　case 0X7D:</p><p>　　key=3; break;</p><p>　　case 0XBD:</p><p>　　ke

48、y=4; break;</p><p>　　case 0XDD:</p><p>　　key=5; break;</p><p>　　case 0X7B:</p><p>　　key=6; break;</p><p>　　case 0XBB:</p><p>　　key=7; break;&l

49、t;/p><p>　　case 0XDB:</p><p>　　key=8; break;</p><p>　　case 0X77:</p><p>　　key=9; break;</p><p>　　case 0XB7:</p><p>　　key=10; break;</p>&l

50、t;p>　　case 0XD7:</p><p>　　key=11; break; </p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(key<10)</p><p>　　{ new[k]=key;k++;</p><p>　　write_dat(table1[

51、0]);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　else if(key==11) jiaodui();</p><p>　　else if(key==10) {k=0; write_com(0X80+0X40);} </p><p><b>　　}</b></p>

52、<p><b>　　}</b></p><p>　　void main()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uint i,j; </p><p><b>　　P30=1;</b></p><p><b&

53、gt;　　P31=0;</b></p><p><b>　　P35=0;</b></p><p><b>　　P36=0;</b></p><p>　　write_com(0X38);</p><p><b>　　delay(5);</b></p>&

54、lt;p>　　write_com(0X01);</p><p><b>　　delay(5);</b></p><p>　　write_com(0X0f);</p><p><b>　　delay(5);</b></p><p>　　write_com(0X06);</p>&l

55、t;p><b>　　delay(5);</b></p><p>　　write_com(0X80+0X00);</p><p><b>　　delay(5);</b></p><p>　　for(i=0;i<15;i++)</p><p><b>　　{</b>&l

56、t;/p><p>　　write_dat(table[i]);</p><p>　　delay(20);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　write_com(0Xc0);</p><p><b>　　delay(5);</b></p>&

57、lt;p><b>　　while(1){</b></p><p>　　if(key_press())</p><p><b>　　{</b></p><p>　　key_scan();</p><p><b>　　} }</b></p><p>

58、<b>　　}</b></p><p>　　附錄4 密碼鎖實(shí)驗(yàn)板實(shí)物圖</p><p>　　圖4-1 系統(tǒng)板原始狀態(tài)</p><p>　　圖4-2為密碼鎖輸入密碼提示操作界面初始狀態(tài)</p><p>　　圖4-3 輸入密碼三次錯(cuò)誤界面</p><p>　　圖4-4 輸入密碼界面</p>