【正文】 任務(wù)的電子產(chǎn)品。它的種類很多，有簡(jiǎn)易的電路產(chǎn)品，也有基于芯片的性價(jià)比較高的產(chǎn)品?，F(xiàn)在應(yīng)用較廣的電子密碼鎖是以芯片為核心，通過(guò)編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 本文從經(jīng)濟(jì)實(shí)用的角度出發(fā)，采用美國(guó) Atmel 公司的單片機(jī) AT89S52 作為主控芯片與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器單元，結(jié)合外圍的矩陣鍵盤(pán)輸入、 LCD 液晶顯示、報(bào)警、開(kāi)鎖等，用 C 語(yǔ)言編寫(xiě)主控芯片的控制程序與 EEPROM 讀寫(xiě)程序相結(jié)合， 設(shè)計(jì)了一款可以多次更改密碼，具有報(bào)警功能的電子密碼控制系統(tǒng)。這種電路設(shè)計(jì)具有防試探按鍵輸入、智能控制上鎖、開(kāi)鎖、報(bào)警、修改密碼等多種功能。 【關(guān)鍵詞】：密碼控制；單片機(jī)；報(bào)警； [Abstract]： The electronic cipher lock is a electronic products, which control the mechanical switch by the control circuit or chip when you input a password. It has many different types ,for example, simple circuit products , chip products with a higher value. Now the widely used electronic locks are based on the chip and achieve the function by programming. This article from the economical and practical point of view， the use of the United States Atmel Corporation AT89S51 microcontroller as a master chip and the data memory unit， bined with the external matrix keyboard input， LED digital display， alarm， unlock and so on， dolminated by the C programming language chip EEPROM of the control procedures and the bination of reading and writing program designed to change a password many times， the police function with the electronic the password circuit design with antitest button input，intelligent control lock， unlock， alarm， multiple functions， such as Change Password. [Key words]:Password control。 Single— chip。 Alarm。 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 前言 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提高，人們對(duì)日常生活中的安全防盜器件的要求越來(lái)越高。傳統(tǒng)的機(jī)械式鑰匙由于安全性能差，攜帶不便等缺點(diǎn)，已不能滿足人的需要，隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，特別是單片機(jī)的問(wèn)世，出現(xiàn)了許多帶微處理器的電子密碼鎖，有效地克服了機(jī)械式密碼鎖密碼量少、安全性能差的缺點(diǎn)，使密碼鎖在技術(shù)和 性能上都有了大大的提高，并且還具有易操作、功耗低、成本低等優(yōu)點(diǎn)，從而使電子密碼鎖成為目前市場(chǎng)上的主流產(chǎn)品。而近年來(lái)出現(xiàn)的智能密碼鎖，由于其成本較高，一定程度上限制了這類產(chǎn)品的普及和推廣。 現(xiàn)今常見(jiàn)的密碼鎖設(shè)計(jì)主要有兩種方案，一種是中規(guī)模集成電路控制的方案，另一種是單片機(jī)控制的方案。對(duì)于采用集成電路控制的方案，其中的編碼電子鎖電路分為編碼電路、控制電路、復(fù)位電路、解碼電路、防盜報(bào)警電路、門(mén)鈴電路，而電子鎖主要由輸入元件、電路 (包括電源 )以及鎖體三部分組成。顯然此種方案的物理實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜且重新設(shè)置密碼、輸入 密碼的操作過(guò)程也會(huì)給用戶帶來(lái)一定的不方便；而利用單片機(jī)控制的方案，由于單片機(jī)靈活的編程設(shè)計(jì)和豐富的 I/O 端口，及其控制的準(zhǔn)確性，不但能實(shí)現(xiàn)基本的密碼鎖功能，還能添加掉電存儲(chǔ)、聲光提示甚至添加遙控控制功能，但其也有一定的局限性，就在于其控制原理的復(fù)雜以及要求設(shè)計(jì)人員具有更加良好的程序設(shè)計(jì)能力，調(diào)試較為繁瑣，否則程序一旦跑飛將造成意想不到的損失。通過(guò)對(duì)這兩種方案的優(yōu)缺點(diǎn)比較，再考慮到本人自己對(duì)單片機(jī)設(shè)計(jì)具有一定的基礎(chǔ)，所以此次選擇利用單片機(jī)來(lái)進(jìn)行密碼鎖的設(shè)計(jì)。 本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)為主控芯片，結(jié)合外圍電路，組成電子 密碼控制系統(tǒng)，用戶想要打開(kāi)鎖，必先通過(guò)提供的鍵盤(pán)輸入正確的密碼才可以，密碼輸入錯(cuò)誤有提示，為了提高安全性，當(dāng)密碼輸入錯(cuò)誤三次將報(bào)警。密碼可以由用戶自己修改設(shè)定，鎖打開(kāi)后才能修改密碼。修改密碼之前必須再次輸入密碼，在輸入新密碼時(shí)候需要二次確認(rèn)，以防止誤操作。 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 第一章 緒論 第 研究背景 在人們的日常生活中，鎖被廣泛使用，人們常用鎖來(lái)鎖一些貴重物品乃至自己的家門(mén)，目的就是為了提高安全性。常見(jiàn)的鎖有普通機(jī)械鎖、機(jī)械密碼鎖、電磁卡鎖、指紋（虹膜）鎖等。而普通的機(jī)械鎖極容易被強(qiáng)行破壞，安全系數(shù)不高；機(jī)械密 碼鎖雖然安全系數(shù)高但造價(jià)相對(duì)較高，目前在保險(xiǎn)柜上應(yīng)用較多；電磁卡鎖由于磁卡信息極易受外界干擾而失磁導(dǎo)致無(wú)法開(kāi)鎖，而指紋（虹膜）鎖雖然安全性很好，但會(huì)因手指劃傷虹膜充血等收到限制。通過(guò)分析我們不難發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)密碼鎖或多或少存在一些不足從而降低了其保密的安全性，因此研究一種新型的密碼鎖是具有有很高的現(xiàn)實(shí)需求性。隨著電子科技的發(fā)展，將電子芯片跟傳統(tǒng)機(jī)械鎖結(jié)合起來(lái)設(shè)計(jì)成一種新型的密碼鎖而電子密碼鎖作為一種新型的鎖已經(jīng)成功，即電子密碼鎖。 在安全技術(shù)防范領(lǐng)域，具有防盜報(bào)警功能的電子密碼鎖逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械式密碼鎖 。電子密 碼鎖與傳統(tǒng)密碼鎖想比較，擁有海量的密齒，通常從 10000 到 10000000 不等，克服了機(jī)械式密碼鎖密碼量少、安全性能差的缺點(diǎn)，使密碼鎖無(wú)論在技術(shù)上還是在性能上都大大提高一步。 從是否方便的角度看，電子密碼鎖省去了傳統(tǒng)機(jī)械鎖的鑰匙，電磁卡鎖的磁卡，使用者只要記得其密碼，便可以開(kāi)啟，從而大大提高了其適用性。因此電子密碼鎖的具有較高的研究?jī)r(jià)值。 第 電子密碼控制簡(jiǎn)介 電子密碼控制是一種通過(guò)密碼輸入來(lái)控制電路或是芯片工作，從而控制機(jī)械開(kāi)關(guān)的閉合，完成開(kāi)鎖、閉鎖任務(wù)的電子產(chǎn)品。電子密碼控制不論性能還是安全性都已大大超過(guò)了機(jī)械類。其特點(diǎn)如下： 1)保密性好，編碼量多，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于機(jī)械控制。隨機(jī)開(kāi)鎖成功率幾乎為零。 2)密碼可變，用戶可以隨時(shí)更改密碼，防止密碼被盜，同時(shí)也可以避免因人員的更替而使控制的保密性下降。 3)誤碼輸入保護(hù)，當(dāng)輸入密碼多次錯(cuò)誤時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)。 4)無(wú)活動(dòng)零件，不會(huì)磨損，壽命長(zhǎng)。 5)使用靈活性好，不像機(jī)械鎖必須佩帶鑰匙才能開(kāi)鎖。 6)電子密碼控制系統(tǒng)具有操作簡(jiǎn)單易行，一學(xué)即會(huì)的特點(diǎn)。 第 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 早在 80 年代，日本產(chǎn)生了最早的電子密碼鎖。隨著日本經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇，電子行業(yè)的 快速發(fā)展，一些利用簡(jiǎn) 單的門(mén)電路設(shè)計(jì)的密碼鎖出現(xiàn)了。這類電路安全性差，容易破解。到了 90 年代，美國(guó)、意大利、德國(guó)、日本、加拿大、韓國(guó)以及我國(guó)的臺(tái)灣、香港等地的微電子技術(shù)的進(jìn)步和通信技術(shù)的發(fā)展為密碼鎖提供了技術(shù)上的基礎(chǔ)，從而推動(dòng)密碼鎖走向?qū)嶋H應(yīng)用的階段。我國(guó)于 90 年代初開(kāi)始對(duì)密碼鎖進(jìn)行初步的探索。到目前為止，在此領(lǐng)域雖已有較大的發(fā)展，采用各種電路進(jìn)行設(shè)計(jì)的比較多，技術(shù)也相當(dāng)先進(jìn)，電子技術(shù)發(fā)展至今已達(dá)到相當(dāng)高的水平，電子密碼鎖技術(shù)已十分成熟。 第 本設(shè)計(jì)所要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo) 本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)為主控芯片，結(jié)合外圍電路，組成電子密碼控制系統(tǒng)，用戶 想要打開(kāi)鎖，必先通過(guò)提供的鍵盤(pán)輸入正確的密碼才可以，密碼輸入錯(cuò)誤有提示，為了提高安全性，當(dāng)密碼輸入錯(cuò)誤三次將報(bào)警。密碼可以由用戶自己修改設(shè)定，鎖打開(kāi)后才能修改密碼。修改密碼之前必須再次輸入密碼，在輸入新密碼時(shí)候需要二次確認(rèn)，以防止誤操作。 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 第二章 主要元器件介紹及 IIC 總線說(shuō)明 第 節(jié) 主控芯片 AT89S52 AT89S51 是美國(guó) ATMEL公司生產(chǎn)的低功耗，高性能 CMOS8 位單片機(jī) ，片內(nèi)含 4k bytes的可系統(tǒng)編程的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器 ,器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) 8051 指令系統(tǒng)及引腳。它集 Flash 程序存儲(chǔ)器既可在線編程（ ISP）也可用傳統(tǒng)方法進(jìn)行編程及通用 8 位微處理器于單片芯片中， ATMEL 公司的功能強(qiáng)大，低價(jià)位 AT89S51 單片機(jī)可為您提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。 . 主要性能參數(shù) 與 MCS51 產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容 4k 字節(jié)在系統(tǒng)編程（ ISP） Flash 閃速存儲(chǔ)器 1000 次擦寫(xiě)周期 － 的工作電壓范圍 全靜態(tài)工作模式： 0Hz－ 33MHz 三級(jí)程序加密鎖 128 8 字節(jié)內(nèi)部 RAM 32 個(gè)可編程 I／ O 口線 2 個(gè) 16 位定時(shí)／計(jì)數(shù)器 6 個(gè)中斷源 全雙工串行 UART 通道 低功耗空閑和掉電模式 中斷可從空閑模喚醒系統(tǒng) 看門(mén)狗（ WDT）及雙數(shù)據(jù)指針 掉電標(biāo)識(shí)和快速編程特性 靈活的在系統(tǒng)編程（ ISP 字節(jié)或頁(yè)寫(xiě)模式） . 功能特性概述 AT89S51 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 4k 字節(jié) Flash 閃速存儲(chǔ)器， 128 字節(jié)內(nèi)部 RAM， 32 個(gè)I／ O 口線，看門(mén)狗（ WDT），兩個(gè)數(shù)據(jù)指針，兩個(gè) 16 位定時(shí)／計(jì) 數(shù)器，一個(gè) 5 向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)， AT89S51 可降至 0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止 CPU 的工作，但允許 RAM，定時(shí)／計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存 RAM 中的內(nèi)蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。 . 引腳功能說(shuō)明 P0 口： P0 口是一組 8 位漏極開(kāi)路型雙向 I／ 0 口，也即地址／數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時(shí)，每位能驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL 邏輯門(mén)電路，對(duì)端口寫(xiě)“ l”可作為高阻抗輸入 端用。 在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低 8 位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問(wèn)期間激活內(nèi)部上拉電阻。在 F1ash 編程時(shí)， P0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。 P1 口： Pl 是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I／ O 口， Pl的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門(mén)電路。對(duì)端口寫(xiě)“ l”，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（ IIL）。 Flash 編程和程序校驗(yàn) 期間， Pl接收低 8 位地址。 端口引腳第二功能： MOSI（用于 ISP 犏程） MISO（用于 ISP 犏程） SCK （用于 ISP 犏程） P2 口： P2 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I／ O 口， P2 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門(mén)電路。對(duì)端口寫(xiě)“ 1”，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。 在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2 口送出高 8 位地址數(shù) 據(jù)。在訪問(wèn) 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2 口線上的內(nèi)容（也即特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中 P2 寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪問(wèn)期間不改變。 Flash 編程或校驗(yàn)時(shí)， P2 亦接收高位地址和其它控制信號(hào)。 P3 口： P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I／ 0 口。 P3 口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門(mén)電路。對(duì) P3 口寫(xiě)入“ l”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。作輸入端時(shí)，被外部拉低的 P3 口將用上拉電阻輸出電流。 P3 口除了作為一般的 I／ 0 口線外，更重要的用途是它的第二功能，如下表所示 ： P3 口還接收一些用于 Flash 閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。 端口引腳的第二功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） INT0（外中斷 0） 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 INT1（外中斷 1） T0（定時(shí)／計(jì)數(shù)器 0 外部輸入） T1（定時(shí)／計(jì)數(shù)器 1 外部輸入） WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通） RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)， RST 引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 WDT 溢出將使該引腳輸出高電平，設(shè)置 SFR AUXR 的 DISRT0