【正文】 畢業(yè)設(shè)計論文 基于單片機的電子密碼鎖設(shè)計 目 錄 1. 引言 ...................................................................................................................................... 1 課題 背景和意義 ............................................................................................................. 1 電子密碼鎖發(fā)展趨勢 ...................................................................................................... 3 2. 總體設(shè)計方案 ...................................................................................................................... 3 電子密碼鎖設(shè)計的具體要求 ........................................................................................... 3 總體設(shè)計方案 ................................................................................................................ 4 系統(tǒng)總體設(shè)計原理 ......................................................................................................... 5 3． 電子密碼鎖的 硬件設(shè)計 ...................................................................................................... 6 主控芯片 STC89C52 ......................................................................................................... 6 存儲電路 ....................................................................................................................... 7 LCD 顯示模塊 ................................................................................................................. 8 單片機最小系統(tǒng) ............................................................................................................. 9 報警電路 ..................................................................................................................... 10 開鎖電路 ..................................................................................................................... 10 鍵盤輸入模塊 ...............................................................................................................11 4. 電子密碼鎖的軟件設(shè)計 .....................................................................................................11 主程序 ......................................................................................................................... 12 按鍵軟件設(shè)計 .............................................................................................................. 12 密碼設(shè)置軟件設(shè)計 ....................................................................................................... 13 開鎖軟件設(shè)計 .............................................................................................................. 14 5. 調(diào)試與實現(xiàn) ........................................................................................................................ 15 軟件調(diào)試 ..................................................................................................................... 15 Proteus 仿真 ............................................................................................................... 16 1 Protel99 SE 電路設(shè)計 ................................................................................................ 17 硬件調(diào)試 ..................................................................................................................... 18 6. 結(jié)論 .................................................................................................................................... 21 參考文獻 .................................................................................................................................. 23 1. 引言 課題 背景和意義 隨著電子技術(shù)和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，單片機性能不斷完善，性能價格比顯著提高，技術(shù)日趨完善。由于單片機具有體積小、重量輕、價格便宜、功耗低、控制功能強及運算速度快等特點，因而在國民經(jīng)濟建設(shè)、軍事及家用電器等各個領(lǐng)域均得到了廣泛的應(yīng)用。本設(shè)計利用單片機及附加電子元器件 實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和控制算法，來完成某一實際功能，檢驗并提高同學(xué)對整體電路設(shè)計和把握能力，了解單片機系統(tǒng)設(shè)計流程，以及電路板的實際制作和調(diào)試能力。同時也加強對數(shù)字電路、單片機和微機原理等課程知識的實際應(yīng)用能力，也為同類產(chǎn)品的進一步發(fā)展奠定理論和實踐基礎(chǔ)。 隨著人們生活水平的提高和安全意識的加強，對安全的要求也就越來越高。鎖自古以來就是把守護門的鐵將軍，人們對它要求甚高，既要安全可靠的防盜，又要使用方便，這也是制鎖者長期以來研制的主題。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，各類電子產(chǎn)品應(yīng)運而生，電子密碼鎖就是其中之一。據(jù)有關(guān)資料介紹 ，電子密碼鎖的研究從 20 世紀 30 年代就開始了，在一些特殊場所早就有所應(yīng)用。這種鎖是通過鍵盤輸入一組密碼完成開鎖過程。研究這種鎖的初衷，就是為提高鎖的安全性。由于電子鎖的密鑰量（密碼量）極大，可以與機械鎖配合使用，并且可以避免因鑰匙被仿制而留下安全隱患。電子鎖只需記住一組密碼，無需攜帶金屬鑰匙，免除了人們攜帶金屬鑰匙的煩惱，而被越來越多的人所欣賞。電子鎖的種類繁多，例如數(shù)碼鎖，指紋鎖，磁卡鎖， IC 卡鎖，生物鎖等。但較實用的還是按鍵式電子密碼鎖。 20 世紀 80 年代后，隨著電子鎖專用集成電路的出現(xiàn)，電子鎖的體積縮 小，可靠性提高，成本較高，是適合使用在安全性要求較高的場合，且需要有電源提供能量，使用還局限在一定范圍，難以普及，所以對它的研究一直沒有明顯進展。 目前，在西方發(fā)達國家，電子密碼鎖技術(shù)相對先進，種類齊全，電子密碼鎖已被廣 2 泛應(yīng)用于智能門禁系統(tǒng)中，通過多種更加安全， 更加可靠的技術(shù)實現(xiàn)大門的管理。在我國電子鎖整體水平尚處于國際上 70 年代左右，電子密碼鎖的成本還很高，市場上仍以按鍵電子鎖為主，按鍵式和卡片鑰匙式電子鎖已引進國際先進水平，現(xiàn)國內(nèi)有幾個廠生產(chǎn)供應(yīng)市場。但國內(nèi)自行研制開發(fā)的電子鎖，其市場結(jié)構(gòu)尚未形成，應(yīng)用 還不廣泛。國內(nèi)的不少企業(yè)也引進了世界上先進的技術(shù)，發(fā)展前景非常可觀。希望通過不斷的努力，使電子密碼鎖在我國也能得到廣泛應(yīng)用 [1]。 3 電子密碼鎖發(fā)展趨勢 電子 密碼 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： (1) 授予保管權(quán) ， 如使用保管箱、保險箱和保險柜 ； (2) 授予出入權(quán)，如出入金庫、運鈔車和保管室；(3) 授予流通權(quán)，如自 動存取款。目前，金融行業(yè)電子密碼鎖的應(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)中使用較多的電子密碼鎖以及它們的技術(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，讓電子密碼鎖 “ 軟、硬不吃 ” 。一般情況下，鎖具防盜的關(guān)鍵是鎖身外殼、閉鎖的部件的強度、鎖止型式、配合間隙和布局。提高電子密碼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)電子密碼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，電子密碼鎖的性能至關(guān)重要。 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密碼鎖獲得高度的保密性，如防范森嚴的金庫，需要使用復(fù)合信息密碼的電子密碼鎖 ,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 子密碼鎖獲得無窮擴展的可能，使產(chǎn)品多樣化，對用戶而言是 “ 千挑百選、自得其所 ” 。 2. 總體設(shè)計方案 電子密碼鎖設(shè)計的具體要求 電子密碼鎖設(shè)計的具體要求如下： (1) 本設(shè)計為了防止密碼被竊取要求在輸入密碼時在 LCD 屏幕上顯示 *號。 (2) 設(shè)計開鎖密碼位 小于 六 位密碼的電子密碼鎖。 (3) 能夠 LCD 顯示在密碼正確時顯 示 OPNE OK！ ，密碼錯誤時顯示 PASSWORD ERROR，輸入密碼時顯示 YOUR PASSWORD。 4 (4) 44 矩陣鍵盤其中包括 09 的數(shù)字鍵和 AF 的功能鍵 。 (5) 本產(chǎn)品具有 報警功能，當輸入密碼 三次 錯誤時蜂鳴器報警 。 (6) 密碼可以由用戶自己修改設(shè)定（只支持 6 位密碼），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 。 總體設(shè)計方案 方案 一 ：采用數(shù)字電路控制。 用以 74LS112 雙 JK 觸發(fā)器構(gòu)成的數(shù)字邏輯電路作為密碼鎖的核心控制，共設(shè)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 10 秒（一般情況下，用戶不會超過 10 秒， 若用戶覺得不便，還可以修改）電路將報警 20 秒，若電路連續(xù)