【正文】 畢業(yè)設(shè)計說明 題目 基于 AT89C51 單片機(jī)的電子密碼鎖設(shè)計 專業(yè)名稱 機(jī)電一體化技術(shù) 學(xué)生姓名 xxxxx 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 畢業(yè)時間 2021 年 6 月 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電子密碼鎖的設(shè)計 目 錄 摘要 ................................................................................................................................. I 第 1章 緒 論 .................................................................................................................1 電子密碼鎖簡介 ...................................................................................................1 電子密碼鎖的發(fā)展趨勢 ........................................................................................1 本設(shè)計所實現(xiàn)的功能 ............................................................................................2 第 2章 方案比較與論證 ...................................................................................................2 方案一：采用數(shù)字電路控制 .................................................................................2 方案二：以單片機(jī)為核心的控制方案 ...................................................................3 第 3章 系統(tǒng)模塊電路設(shè)計 ..............................................................................................4 系統(tǒng)總框圖 ..........................................................................................................4 系統(tǒng)的模塊電路設(shè)計 ............................................................................................6 單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊 ...................................................................................6 時鐘電路模塊 ............................................................................................7 鍵盤模塊 ....................................................................................................9 顯示模塊 .................................................................................................. 10 電源模塊 .................................................................................................. 11 溫度檢測電路設(shè)計 ................................................................................... 12 開鎖電路與報警電路設(shè)計 .......................................................................... 13 第 4章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 ................................................................................................. 14 ................................................................................................... 14 系統(tǒng)主程序圖 .................................................................................................. 15 第 5章 總 結(jié) ................................................................................................................. 20 致 謝 ............................................................................................................................. 21 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................ 22 附錄 ............................................................................................................................... 24 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電子密碼鎖的設(shè)計 I 摘要 隨著人民生活水平的提高，如何實現(xiàn)家庭防盜這一問題也變得尤其突出，傳統(tǒng)的機(jī)械鎖由于其構(gòu)造簡單，安全性低，無法滿足人們的需求。隨著電子產(chǎn)品向 智能化和微型化的不斷發(fā)展，單片機(jī)已成為電子產(chǎn)品研制和開發(fā)中首選的控制器，所以具有防盜報警功能的電子密碼鎖控制系統(tǒng)逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械式密碼控制系統(tǒng)，克服了機(jī)械式密碼鎖控制的密碼量少，安全性能差的缺點(diǎn)。通過單片機(jī)編寫密碼程序，并用 74LS47和 38譯碼器 74LS138驅(qū)動的數(shù)碼管來顯示密碼。數(shù)碼管可以時時顯示當(dāng)前輸入的四位數(shù)字。當(dāng)輸入密碼正確時，對應(yīng)的指示燈亮；當(dāng)密碼不正確時，另一個對應(yīng)的指示燈亮并且發(fā)出聲音警報。 關(guān)鍵詞： 密碼鎖，單片機(jī)，報警 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電子密碼鎖的設(shè)計 1 第 1 章 緒 論 電子 密碼鎖簡介 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(jī)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(jī)械鎖。其特點(diǎn)如下： 1）保密性好，編碼量多，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于機(jī)械鎖。隨機(jī)開鎖成功率幾乎為零。 2）密碼可變，用戶可以隨時改變密碼，防止密碼被盜，同時也可以避免因人員的更替而使鎖的密級下降。 3）誤碼輸入保護(hù)，當(dāng)輸入密碼多次錯誤時 ，報警系統(tǒng)自動啟動。 4）無活動零件，不會磨損，壽命長。 5）使用靈活性好，不像機(jī)械鎖必須佩帶鑰匙才能開鎖。 6）電子密碼鎖操作簡單易行，一學(xué)即會。 電子密碼鎖的發(fā)展趨勢 在日常生活和工作中，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。目前門鎖主要用機(jī)械鎖，其鑰匙容易丟失；保險箱主要用機(jī)械密碼鎖，其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，制造精度要求高，成本高，且易出現(xiàn)故障，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能即大打折扣。針對這些鎖具給 人類帶來的不便若使用機(jī)械式鑰匙開鎖，為滿足人們對鎖的使用要求，增大其安全性，用密碼代替要是的密碼鎖應(yīng)用而生。它的出現(xiàn)為人們的生活帶來了很大方便，有很廣闊的市場前景。由于電子器件所限，以前開發(fā)的電子密碼鎖，其種類不全，保密性差，最基本的就是只依靠最簡單的模擬電子開關(guān)來實現(xiàn)的，制作簡單但很不安全，在后來多是基于 EDA來實現(xiàn)的，其電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，電子元件繁多，也有使用早先的 20引腳的 2051系列單片機(jī)來實現(xiàn)的，但密碼簡單，易破解。隨著電子元件的近一步發(fā)展，電子密碼鎖也很出現(xiàn)了很多種類，功能日益強(qiáng)大，使用更加方便，安 全保密性更強(qiáng)，有以前的單密碼發(fā)展到現(xiàn)在的，密碼加感應(yīng)元件，實現(xiàn)了真正的電子加密，用戶只有密碼或電子鑰匙中的一樣，是打不開鎖的，隨著電子元件的發(fā)展以及人們對保密性需求的提高出現(xiàn)了越來越多的電子密碼鎖。 出于安全、方便等方面的需要許多電子密碼鎖已相繼問世。但這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是針對特定的有河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電子密碼鎖的設(shè)計 2 效卡、指紋或聲音有效，且不能實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，只能適用于保密要求高且供個人使用的箱、柜、房間等。由于數(shù)字、字符、圖形圖像、人體生物特征和時間等要素均可成為鑰匙的電子信息，組合使用這些信息能夠使電子防盜所獲得高度的保密性，如防范森嚴(yán)的金 庫，需要使用復(fù)合信息密碼的電子防盜鎖，這樣對盜賊而言是“道高一尺、魔高一丈”。組合使用信息也能夠使電子防盜鎖獲得無窮擴(kuò)展的可能，使產(chǎn)品多樣化，對用戶而言是“千挑百選、自得其所”?？梢钥闯鼋M合使用電子信息是電子密碼鎖以后發(fā)展的趨勢。 本設(shè)計所實現(xiàn)的功能 本次設(shè)計實現(xiàn) —— 基于單片機(jī)的電子密碼鎖設(shè)計，其主要具有如下功能： 1）密碼通過鍵盤輸入，若密碼正確，則將鎖打開。 2）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，若密碼輸入錯誤超過 3次，蜂鳴器報警并且鎖定鍵盤。 電子密碼鎖的設(shè)計主要 有三部分組成： 4*4矩陣鍵盤接口電路、密碼鎖的控制電路、輸出八段顯示電路。另外系統(tǒng)還有 LED提示燈，報警蜂鳴器等。 密碼鎖的設(shè)計關(guān)鍵問題是實現(xiàn)密碼的輸入、清除、更改、開鎖等功能： 1)密碼輸入功能：按下一個數(shù)字鍵，一個“一”就顯示在最右邊的數(shù)碼管上，同時將先前輸入的所有“一”向左移動一位。 2)密碼清除功能：當(dāng)按下清除鍵時，清除前面輸入的所有值，并清除所有顯示。 3)開鎖功能：當(dāng)按下開鎖鍵，系統(tǒng)將輸入與密碼進(jìn)行檢查核對，如果正確鎖打開，否則不打開。 主要的設(shè)計實施過程：首先，選用單片機(jī)，以及選購其他電子元器件。第二步，設(shè)計硬件電路原理圖，并設(shè)計布線圖。第三步，使用 Keil uVision3 軟件編寫單片機(jī)的 C 語言程序、仿真、軟件調(diào)試。第四步，使用 PROTEUS 軟件進(jìn)行模擬軟、硬件調(diào)試。最后，聯(lián)合軟、硬件調(diào)試電路板，完成本次畢業(yè)設(shè)計。 第 2 章 方案比較與論證 方案一：采用數(shù)字電路控制。 其原理方框圖如圖 2— 1所示。 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電子密碼鎖的設(shè)計 3 圖 2— 1 數(shù)字密碼鎖電路方案 采 用數(shù)字密碼鎖電路的好處就是設(shè)計簡單。用以 74L112雙 JK觸發(fā)器構(gòu)造的數(shù)字邏輯電路作為密碼鎖的控制核心，共設(shè)了 9個用戶輸入鍵，其中只有 6個是有效地密碼按鍵，其它的都是干擾按鍵，若按下干擾按鍵，鍵盤輸入電路自動清零，原先輸入的密碼無效，需要從新輸入：如電路聯(lián)系報警三次，電路將鎖定鍵盤 10秒，防止他人的非法操作。 電路有兩大部分組成：密碼鎖電路和備用電源（ UPS），其中設(shè)置 UPS電源是為了防止因為停電造成的密碼鎖電路失效，使用戶免遭麻煩。 密碼鎖電路包含：鍵盤輸入、密碼修改、密碼檢測、開鎖電路、 執(zhí)行電路、報警電路、鍵盤輸入次數(shù)鎖定電路。 方案二：以單片機(jī)為核心的控制方案。 首先單片機(jī)可