【正文】 密碼門控制的研究與開發(fā)畢業(yè)論文目 錄第1章：引 言 4 4 傳統(tǒng)密碼鎖概況 4 電子密碼鎖的優(yōu)勢及發(fā)展前景 5 本設計所實現的目標 5 主要性能指標 6 使用說明 6 基本原理 6 第2章：方案論證 8 方案一：采用數字電路控制 8 方案二：采用單片機為核心的控制方案 9 第3章：系統(tǒng)硬件構成 10 80C51最小系統(tǒng) 10 開鎖機構 10 按鍵電路部分 12 顯示電路部分 13 密碼門鎖的電源電路部分 14 設計總框圖 15 設計總體電路圖 15 主要元器件介紹 16 主要芯片AT89S52 16 LED數碼顯示器 19 第4章：系統(tǒng)軟件設計 22 RAM分配 22 程序框圖 22 主程序框圖 22 子程序框圖 24 程序清單 24 第5章：系統(tǒng)軟硬件調試 33 第6章：元器件清單 34 第7章：總 結 35 附錄 37 第1章：引 言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，從而控制機械開關的閉合，完成開鎖、閉鎖任務的電子產品。它的種類很多，有簡易的電路產品，也有基于芯片的性價比較高的產品?，F在應用較廣的電子密碼鎖是以芯片為核心，通過編程來實現的。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,編碼量多,遠遠大于彈子鎖。隨機開鎖成功率幾乎為零。2． 密碼可變。 用戶可以經常更改密碼，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。當輸入密碼多次錯誤時，報警系統(tǒng)自動啟動。另外，多次輸入錯誤時，還可以實現對鍵盤鎖定，使得一段時間內無法再次輸入密碼。4． 電子密碼鎖操作簡單易行，一學即會。 傳統(tǒng)密碼鎖概況傳統(tǒng)的密碼鎖是一種全機械式的密碼鎖，都是通過圓盤轉動帶動刻度盤的轉動，以此來實現密碼的輸入?，F在市面上的傳統(tǒng)密碼鎖主要有圓盤式機械密碼鎖和撥碼盤式機械密碼鎖兩種類型?，F在的圓盤式機械密碼鎖大多采用美國“洛加達”、“沙金”一類對碼與開鎖使用同一個旋鈕操作的高檔圓盤式機械密碼鎖。這類密碼鎖刻度盤的旋鈕軸直接與鎖體內密碼圓盤的主動盤相連接。當輸入密碼時，刻度盤的旋鈕軸帶動鎖體內密碼圓盤的主動盤轉動，再由主動盤依次傳遞帶動其它密碼圓盤轉動到與刻度盤數值相對應的位置，旋鈕要正轉若干圈再反轉若干圈，反反復復才能輸入密碼。關閉鎖舌后必須將刻度盤的旋鈕轉動若干圈以打亂密碼。撥碼盤式機械密碼鎖是由內部的一個撥碼器（又稱：機械步進器或轉鼓），依次撥動各個密碼圓盤，實現密碼的輸入。從外部的操作來看，類似老式撥盤式電話機的操作：刻度盤旋鈕從刻度盤起點位置開始順時針轉動，通過旋鈕軸驅動鎖體內部的撥碼機構撥動密碼圓盤轉動到與刻度盤數值相對應的位置，然后退回到起點位置就實現了輸入一位密碼。依次重復這樣的操作直到輸入了最后一位密碼，再從起點位置逆時針轉動旋鈕就可以開啟鎖舌，打開密碼鎖。 電子密碼鎖的優(yōu)勢及發(fā)展前景通過對電子密碼鎖和傳統(tǒng)密碼鎖的初步了解，我們不難看出電子密碼鎖有著很大的優(yōu)勢和良好的市場前景，其性能和安全性已大大的超過了機械鎖。據有關資料介紹，電子鎖的研究從30年代就開始了，在某些特殊場所早就有所應用。研究這種鎖的初衷，是為了提高鎖具的安全性，因為電子鎖的密鑰量(密碼量)極大，可以和機械鎖配合，避免因鑰匙被仿制而出現的問題。在安全性極高的前題下，它的另一個特點是——無需鑰匙而被越來越多的人所欣賞。因為人們攜帶的鑰匙很多已成為累贅，而電子鎖只需要記住一組密碼，無需攜帶金屬鑰匙，免除了人們的煩惱。電子鎖的種類繁多，從大的方面講可能有數十種，例如數碼鎖，指紋鎖、卡片鎖、磁卡鎖，生物鎖等等。但能談的上實用一些或者大眾化一些的還是按鍵式電子密碼鎖。這是一種操作方式類似于按鍵電話機的電子鎖，通過鍵盤上的數碼按鍵依次輸入一組密碼，如果密碼與內部已約定的密碼相同，就會則輸出一個電信號，以驅動電磁鐵或者小馬達將門閂打開，完成一個開鎖過程。它彌補了傳統(tǒng)機械式密碼鎖輸入密碼繁瑣的缺點，其操作也更加簡單方便。進入20世紀80年代后，隨著電子鎖專用集成電路的出現，電子鎖的體積縮?。煽啃蕴岣吡恕Ａ硗?，較傳統(tǒng)密碼鎖，電子密碼鎖的密碼量更大，保密性更好。雖然電子密碼鎖有諸多優(yōu)點，但其也不免有缺點。首先，電子密碼鎖電子部分的工作主要是電子識別，采用的是電子元器件，電子器件一多，就變得復雜化。必然會增加故障機率，加上電子器件怕潮濕，怕強磁電，怕強震動，使它對使用環(huán)境有一定的要求。因而絕大部分的電子鎖都增加了備用開鎖手段或稱應急接口，這無疑又降低了安全性?，F在元器件的質量提高了，故障率雖然降低，但備用開鎖手段很少有取消的。其次，電子鎖必須用電，早期的電子鎖耗電較多，一般使用市電?，F在的集成電路電子鎖耗電少，一節(jié)鈕扣電池就可以維持其控制部分的工作，但驅動電磁鐵或馬達卻需要大一些的電池或者使用市電。為了解決這一問題有些密碼鎖增加一套手動發(fā)電裝置自行解決用電問題，又使得鎖具更復雜了。隨著時代的進步和發(fā)展，電子密碼鎖因其具有的諸多優(yōu)點，勢必會取代傳統(tǒng)的機械式密碼鎖而被廣泛使用。 本設計所實現的目標通過本次設計，運用單片機設計完成一個密碼鎖的門控制系統(tǒng)，通過對電機的控制，實現完成了門的開與關的任務。該系統(tǒng)所能實現的功能有：密碼輸入與修改、密碼顯示、密碼錯誤報警、電機正反轉以及開門指示等諸多功能。在經過此次設計，第一次運用單片機控制設計完成一件產品，實現對以往學習的單片機基礎知識進行了一次徹底而系統(tǒng)的復習和鞏固，對以往學習的知識有了更好的掌握和運用，同時鍛煉了自己動手編寫程序的能力，提高了自己的焊接水平和動手能力。相信在以后的工作和學習中只要能夠不斷的運用，相信可以對單片機的使用達到運用自如的程度。 主要性能指標 顯示功能：能顯示4位密碼和相關提示字符。 具有密碼修改功能；在輸入正確的修改密碼的密碼后，即進入了修改密碼狀態(tài)，方可對開門密碼進行修改。 具有開門功能；即輸入正確的開門密碼后，控制電機正反轉動作，實現門的開啟，并作出指示。 具有錯誤提示；即在輸入的開門密碼錯誤的情況下，實現蜂鳴器報警，并且指示燈作出指示。 電源：220V177。10% 功耗：≤ 使用說明 接通電源，按下面板上的“RST”鍵后，儀器顯示“――――”。 按動“修改密碼”鍵，既進入到密碼輸入狀態(tài)；再次按動該鍵，此時該鍵作為“選位”鍵使用，有對應單元出現閃爍現象，表示該單元的內容可以進行調態(tài)，連續(xù)鍵入“選位”鍵，其它單元依次閃爍，并循環(huán)閃爍。 當某一單元出現閃爍后，按動“修改”鍵（即加1鍵），該單元的內容以一定規(guī)律加1。 按動“確定”鍵，即將密碼輸入完成。等待單片機進行處理，若輸入密碼與修改密碼的密碼相同，這時1號發(fā)光二極管即會點亮5秒（顯示紅色），即進入密碼修改狀態(tài)，這時可按2和3方法進行密碼修改，最后按動“確定”鍵，即實現了開門密碼的修改工作；若輸入密碼與開門密碼相同，則2號發(fā)光二極管即會點亮5秒（顯示綠色），并控制電機動作，完成對門的開啟工作；若輸入密碼錯誤，則蜂鳴器響起，發(fā)出報警信息，維持5秒后自動關閉，同時1號發(fā)光二極管點亮5秒，作出指示。 基本原理密碼門控制系統(tǒng)設計主要有硬件設計和軟件設計兩大部分：硬件部分主要有8031或AT89S52的最小系統(tǒng)，顯示部分、鍵盤部分、執(zhí)行部分以及電源部分；軟件設計則結合硬件，實現指標提出的各項要求，密碼顯示則利用8031或AT89S52，在軟件的支持下，完成其精度主要取決于單片機本身的晶振頻率精度，密碼檢測則利用輸入的密碼和設定密碼相比較，當兩者相同時，則利用軟件控制電機轉動，實現對門的開啟，并且二極管點亮作出指示；不相同時，則發(fā)出蜂鳴報警信息，進行提示；鍵盤在軟件的配合下，實現了一鍵多用。第2章：方案論證 方案一：采用數字電路控制方案一：采用數字電路控制。其原理方框圖如下圖21所示。密碼修改電路電源VCC36V220V開始計時鎖定脈沖消除報警信號鍵盤輸入限時報警正確開鎖電路開門執(zhí)行電路報警次數檢測密碼校驗電路鎖定5分鐘市電供電電路電子切換開關蓄電池斷電檢測充電電路圖21 數字密碼鎖電路方案采用數字密碼鎖電路的好處就是設計簡單。用以74LS112雙JK觸發(fā)器構成的數字邏輯電路作為密碼鎖的核心控制部分，共設置了9個用戶輸入鍵，其中只有4個是有效的密碼按鍵，其它的都是干擾按鍵，若按下干擾鍵，鍵盤輸入電路自動清零，原先輸入的密碼無效，需要重新輸入；如果用戶輸入密碼的時間超過40秒（一般情況下，用戶不會超過40秒，若用戶覺得不便，還可以進行修改）電路將報警80秒，以示提醒；若電路連續(xù)報警三次，則電路將鎖定鍵盤5分鐘，防止他人的非法操作。電路由兩大部分組成：密碼鎖電路和備用電源(UPS)，其中設置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、鍵盤輸入次數鎖定電路。從而實現了密碼輸入、檢測、開鎖，報警等一系列功能動作。采用數字密碼鎖電路雖然設計簡單