【正文】 電子鎖 ................................................... 2 電 子密碼鎖的特點 .................................................3 電子密碼鎖的發(fā)展趨勢 ...................................... 4 第二章 硬件電路設(shè)計及實現(xiàn) ...................................... 5 系統(tǒng)整體設(shè)計 .............................................. 5 單片機控制系統(tǒng) ....................................................6 單片機應(yīng)用與發(fā)展 ...................................... 6 89S51 芯片 ........................................... 7 AT89S51 芯片控制電路設(shè)計 ............................. 9 外圍電路 .................................. 錯誤 !未定義書簽。 復(fù)位電路 ........................................... 10 74LS245 芯片 ........................................ 10 數(shù)碼管 .............................................. 12 發(fā)光二極管 .................................................14 4 4 矩陣鍵盤 ...............................................15 蜂鳴器 .....................................................16 整體電路原理圖 ........................................... 15 ........................................... 15 ........................................... 18 第三章 軟件設(shè)計及實現(xiàn) ......................................... 20 軟件開發(fā)環(huán)境 ............................................. 20 程序編寫流程 ............................................. 19 程序設(shè)計原理 ............................................. 23 4 4 鍵盤識別程序 .................................... 26 數(shù)碼管顯示程序 ....................................... 28 第四章 綜合調(diào)試 .............................................. 30 硬件調(diào)試 ................................................. 30 軟件調(diào)試 ................................................. 31 綜合調(diào)試 ................................................ 31 第五章 結(jié)論與展望 ............................................. 32 致 謝 ........................................................ 33 參考文獻 ...................................................... 35 附錄 A 總原理圖 ............................................... 36 附錄 B 具體程序 ............................................... 37 南京工程學院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 1 頁 第一章 緒論 引言 隨著單片機的迅速發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，如消費電子、家用電器、辦公 設(shè)備、商業(yè)營銷設(shè)備、工業(yè)控制和機電一體化控制系統(tǒng)、智能測量儀表以及汽車與航空航天電子系統(tǒng)中都廣泛采用了單片機。 51 系列單片機由于具有可靠性好，以及擴展控制功能強等優(yōu)點，成為國內(nèi)目前應(yīng)用最廣泛的一種 8為單片機之一。隨著單片機的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，可以看出其的優(yōu)越性和可靠性，所以將其應(yīng)用到保密和 安全方面是必然的，也是相當可靠，相當有意義的，基于單片機的電子密碼鎖的研究在保護財產(chǎn)和人身安全方面可以給人們帶來更多更好的選擇。 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(wù)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。隨著科學技術(shù)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(yīng)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。在安全技術(shù)防范領(lǐng)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(shù)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(shù)的發(fā)展，特別是單片機的問世，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(yīng)用日益廣泛。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(nèi)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(shù)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。 南京工程學院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 2 頁 背景 隨著社會物質(zhì)財富的日益增長，安全防盜已成為社會問題。而鎖自古以來就是把守門戶的鐵將軍，人們對它要求甚高，既要安全可靠地防盜，又要使用方便，這也是制鎖者長期以來研制的主題。目前國內(nèi)，大部分人使用的還是傳統(tǒng)的機械鎖。然而，眼下假冒偽劣的機械 鎖泛濫成災(zāi)，互開率非常之高。所謂互開率，是各種鎖具的一個技術(shù)質(zhì)量標準，也就是 1 把鑰匙能開幾把鎖的比率。經(jīng)國家工商局、國家內(nèi)貿(mào)局、中國消協(xié)等部門對鎖具市場的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)個別產(chǎn)品的互開率居然超標 26 倍。 為何彈子鎖的 “ 互開率 ” 會如此之高？據(jù)有關(guān)專家人士剖析，彈子鎖質(zhì)量好壞主要取決于彈子數(shù)量的多少以及彈子的大小，而彈子的多少和大小受一定條件的限制。此外，即使是一把質(zhì)量過關(guān)的機械鎖，通過急開鎖，甚至可以在不損壞鎖的前提下將鎖打開。機械鎖的這些弊端為一種新型的鎖 電子密碼鎖，提供了發(fā)展的空間。 電子鎖 電子 鎖是采取電子電路控制，以電磁鐵或者衛(wèi)星電機和鎖體作為執(zhí)行裝置的機電一體化鎖具，相比傳統(tǒng)的機械鎖具，電子鎖不使用金屬鑰匙，保密性、精度都有很大提高。 電子鎖的發(fā)明思路，源自古代發(fā)明的自動機械，例如古希臘數(shù)學家赫倫的液壓自動門，中國古代諸葛亮的木牛流馬，它們以重力或蒸汽壓力驅(qū)動，最廣泛的用途乃是用在古代墓道的地下機關(guān)。電子工業(yè)的誕生，使得以微小電量驅(qū)動機械成為可能，于是有了電子鎖一日千里的躍進 。 電子密碼鎖的特點 電子密碼鎖是一種通過密碼輸入來控制電路或是芯片工作，從而控制機械開關(guān)的閉合，完成開鎖、閉 鎖任務(wù)的電子產(chǎn)品。它的種類很多，有簡易的電路產(chǎn)品，也有基于芯片的性價比較高的產(chǎn)品?，F(xiàn)在應(yīng)用較廣的電子密碼鎖是以芯片為核心，通過編程來實現(xiàn)的。其性能和安全性已大大超過了機械鎖，特點如下： 1．保密性好，編碼兩多，遠遠大于彈子鎖。隨機開鎖的成功率幾乎為零。 2．密碼可變。用戶可以經(jīng)常更改密碼，防止密碼被盜，同時也可以避免因人南京工程學院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 3 頁 員更替而使鎖的保密級下降。 3．誤碼輸入保護。當輸入密碼多次錯誤時，報警系統(tǒng)會自動啟動。 4．電子密碼鎖操作簡單易行，一學即會。 從目前的技術(shù)水平和市場認可程度看，使用最為廣泛的是鍵盤式電子 密碼鎖，該產(chǎn)品主要應(yīng)用于保險箱、保險柜和金庫，還有一部分應(yīng)用于保管箱和運鈔車。鍵盤式電子密碼在鍵盤上輸入，與打電話差不多，因而易于掌握，其突出優(yōu)點是“密碼”是記在被授權(quán)人腦子里的數(shù)字和字符，既準確又可靠，不會丟失（除了忘記），難以被竊（除非自己泄露）。但是密碼不能太簡單，太簡單了就容易被他人在鍵盤上試探出來，或者可能被旁觀者窺測出來，造成保密性不足。當然，密碼又不能太復(fù)雜，太復(fù)雜了可能自己都糊涂了，或者輸入密碼操作成功率低，造成使用不便。因此，為了發(fā)揚優(yōu)點、克服弱點，鍵盤式電子密碼也在不斷發(fā)展中，如“任意設(shè) 定密碼”技術(shù)使得被授權(quán)人可以根據(jù)自己的需要或喜好設(shè)定密碼，常用常新；而“自動更改密碼”技術(shù)使得本次輸入的密碼將自動更改成下次應(yīng)輸入的密碼，更改的規(guī)律不為他人所知，因而不怕旁觀者窺測；獨出心裁的“鍵盤亂序顯示”技術(shù)使得鍵盤上的固定鍵位每次顯示出的字符不固定，并且顯示的窄小角度只能由操作者正面看得到，因而即使旁觀者看見操作動作也難以窺測出密碼；“多重密碼設(shè)定”技術(shù)使得單組密碼不一定有效，適合多人分權(quán)使用，需要輸入兩組以上的密碼才被認可，大大提高了保密性，如果限定輸入這些密碼的先后順序或時間區(qū)段，則保密性還可提高 。在輸入密碼的過程中，為了限制試探密碼的企圖，通常輸入錯誤碼若干次或若干時間內(nèi)輸入不正確，即“封鎖”鍵盤，不再接受輸入操作。總之，盡管新式電子防盜鎖層出不窮，但鍵盤式電子密碼防盜鎖仍然“老樹發(fā)新芽”，不僅在市場上居于主流地位，而且，還經(jīng)常作為其他類型電子防盜鎖的輔助輸入手段。 電子密碼鎖的發(fā)展趨勢 電子防盜鎖應(yīng)用于金融業(yè)，其根本的作用是 “ 授權(quán) ” ，即被 “ 授權(quán) ” 的人才可以存取錢、物。廣義上講，金融業(yè)的 “ 授權(quán) ” 主要包括以下三種層次的內(nèi)容： 授予保管權(quán)，如使用保管箱、保險箱和保險柜； 授予出入權(quán)，如出入 金庫、運鈔車和保管室； 授予流通權(quán)，如自動存取款。目前，金融行業(yè)電子防盜鎖的應(yīng)用主要集中在前兩個層面上。下面將介紹幾種在金融行業(yè)中使南京工程學院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 4 頁 用較多的電子防盜鎖以及它們的技術(shù)發(fā)展方向。 當然，以上所說的授權(quán)技術(shù)再高超，都必須由精良的 “ 鎖具 ” 擔當承載結(jié)構(gòu)部件，實現(xiàn)開啟、閉鎖的功能，而且承擔實體防護作用，抵抗住或盡量延遲破壞行為，讓電子防盜鎖 “ 軟、硬不吃 ” 。一般情況下，鎖具防盜的關(guān)鍵是鎖身外殼、閉鎖的部件（如伸縮的鎖舌或鎖栓、鎖扣盒鎖扣板以及依靠電磁力直接閉鎖的電磁部件等）的強度（應(yīng)有足夠的機械強度和剛度，能 夠承受一定數(shù)值、一定方向的靜壓力和沖擊力以及力矩）、鎖止型式（能承受某些方式和工具的作用）、配合間隙（防止采用機械的、電子的方法探入鎖具內(nèi)部而被開啟）和布局（將薄弱的、與鎖的開啟直接相關(guān)的零部件和電路置于殼體保護之下，并且不易被識別出來）。 提高電子防盜鎖之防護能力的必然途徑是報警，在金融業(yè)的許多場所有人值守、有電視監(jiān)控，具有報警功能，可以綜合物理防范和人力防范兩種作用。報警的前提是具備探測功能，根據(jù)電子防盜鎖的使用場所和防護要求，可選擇多種多樣的探測手段。在中國的城市金融業(yè)中，實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)報警已經(jīng)成 為對各金融網(wǎng)點的基本要求。 根據(jù)國內(nèi)外的實踐經(jīng)驗，金融業(yè)實行安全防范風險等級很有必要，即依據(jù)使用的防盜報警器材的性能、安裝布局和人員值守狀況等，可以評估被防護物或區(qū)域的防護能力，得出風險等級，其中，電子防盜鎖的性能至關(guān)重要。 南京工程學院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 5 頁 第二章 硬件電路設(shè)計及實現(xiàn) 本次設(shè)計使用 ATMEL 公司的 AT89C51 實現(xiàn)一基于單片機的電子密碼鎖的設(shè)計，要具有如下功能： 本次設(shè)計使用 ATMEL 公司的 AT89C51 實現(xiàn)一基于單片機的電子密碼鎖的設(shè)計，其主要具有如下功能： （ 1）設(shè)置 6 位密碼，密碼通過鍵盤輸入，若密碼正確，則將鎖打開。 （ 2）密碼可以由用戶自己修改設(shè)定（只支持 6 位密碼），鎖打開后才能修改密碼。修改密碼之前必須再次輸入密碼，在輸入新密碼時候需要二次確認，以防止誤操作。 （ 3） 報警、鎖定鍵盤功能。密碼輸入錯誤數(shù)碼顯示器會出現(xiàn)錯誤提示，若密碼輸入錯誤次數(shù)超過 3 次，蜂鳴器報警并