【正文】 要使用方便，這是制鎖者長期以來研制的主題。 【 關(guān)鍵詞 】 電子密碼鎖 STC89C52 矩陣鍵盤 AT24C02 【 論文類型 】 設(shè)計型 II Title： Based on MCU electronic bination lock design Major： Communication engineering ABSTRACT MCU had been widely used in home appliance field， in the security password protection aspect antitheft alarm function electronic bination lock gradually replace the traditional mechanical trick lock， it also overe the security problems that the password of machinery bination lock are too few. This bination lock39。 系統(tǒng)的軟件實現(xiàn)采用功能強(qiáng)大 且 易于開發(fā)的 KeilC51 環(huán)境，且支持 ISP 下載。 I 基于單片機(jī)的電子密碼鎖的設(shè)計 摘要 單片機(jī)已經(jīng)在家電領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，而且在安全密保方面，具有防盜報警功能的電子密碼鎖逐漸取代了傳統(tǒng)的機(jī)械密碼鎖 ， 克服 了 機(jī)械密碼鎖密碼過少的安全性問題。 系統(tǒng)能完成 密碼輸入、正確 開鎖、超 次 報警 這些 基本的密碼鎖的功能。 此設(shè)計具有 安全性高、價格低廉便于實現(xiàn)、易于改進(jìn)等優(yōu)點(diǎn)。s periphery added off electricity storage circuit and use AT24C02 chip to overe these shortings. This design has a high security, a low prices， which is easy to be realized and improved. 【 Key words】 Electronic Combination lock STC89C52 Matrix keyboard AT24C02 【 Type of Thesis】 Design type III 前 言 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。電子密碼鎖由于其保密性高，使用靈活性好，安全系數(shù)高，受到了廣大用戶的親呢。其性能和安全性已大大超過了機(jī)械鎖 。 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。 隨著電子元件的進(jìn)一步發(fā)展，電子密碼鎖也出現(xiàn)了很多的種類，功能日益強(qiáng)大，使用更加方便，安全保密性更強(qiáng)，由以前的單密碼輸入發(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。本系統(tǒng)成本低廉，功能實用。日常生活中常用的電子產(chǎn)品如 手機(jī)、數(shù)碼照相機(jī)、智能洗衣機(jī)、高科技電視機(jī)、智能汽車等都是以單片機(jī)為控制核心的。 5）優(yōu)異的性能價格比 單片機(jī)的性能極高。 雖然單片機(jī)品種多樣，型號繁多，但仍有如下發(fā)展趨勢。所以這種工藝將是今后一段時期單片機(jī)發(fā)展的主要途徑。 4） 大容量、高性能 以往單片機(jī)內(nèi)的 ROM 為 1KB～ 4KB,RAM 為 64～ 128B。另外單片機(jī)進(jìn)一步改變 CPU 的性能 ,加快指令運(yùn)算的速度和提高系統(tǒng)控制的可靠性。 3 單片機(jī)的 應(yīng)用 單片機(jī)的發(fā)展很大的推動了我國生產(chǎn)力的發(fā)展，但單片機(jī)的應(yīng)用意義遠(yuǎn)不限于它的應(yīng)用范疇或由此帶來的經(jīng)濟(jì)效益，更重要的是它從根本上改變了傳統(tǒng)的電子設(shè)計方法和控制策略，使科學(xué)上無法實現(xiàn)的理論技 術(shù)得以實現(xiàn)并轉(zhuǎn)換為現(xiàn)實的生產(chǎn)力，是科技發(fā)展史上的一座重要的里程碑。 2） 在工業(yè)控制中的應(yīng)用 工業(yè)上使用單片機(jī)可以構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)和采集系統(tǒng)。 5） 單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用 單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備中的用途也相當(dāng)廣泛，例如，醫(yī)用呼吸機(jī)、各種分析儀、監(jiān)護(hù)儀、超聲診斷設(shè)備及病床呼叫系統(tǒng)等。 5 2 系統(tǒng)硬件設(shè)計 設(shè)計思路 硬件設(shè)計是整個系統(tǒng)的基礎(chǔ)，要考慮的方面很多，除了實現(xiàn)此設(shè)計 的 基本功能以外，主要還要考慮如下幾個因素：①系統(tǒng)穩(wěn)定度；②器件的通用性或易選購性；③ 軟件編程的易實現(xiàn)性；④系統(tǒng)其它功能及性能指標(biāo)；因此硬件設(shè)計至關(guān)重要。 方案 二 ： 由于單片機(jī)種類繁多，各種型號都有其一定的應(yīng)用環(huán)境，因此在選用時要多加比較，合理選擇，以期獲得最佳的性價比。在單片機(jī)的外圍電路外接輸入鍵盤用于密碼的輸入和一些功能的控制 ，外接 AT24C02 芯片用于密碼的存儲，外接八段數(shù)碼管用于顯示作用。 綜上分析：方案一 雖然設(shè)計簡單但它的實用性不是很強(qiáng)。用戶發(fā)現(xiàn)錯誤時，可以清除重輸 。系統(tǒng)設(shè)定密碼為 6 位，當(dāng)輸入密碼不為 6 位或兩次輸入的新密碼不一致時密碼修改失敗，系統(tǒng)報警并自動退出密碼修改狀態(tài)。 圖 結(jié)構(gòu)框圖 STC89C52 鍵盤輸入 復(fù)位電路 晶振電路 顯示電路 報警電路 開鎖電路 7 工作原理， 從鍵盤輸入一組密碼，微控制器把改密碼和預(yù)先設(shè)置的密 碼比較，對則將鎖打開， 并通過蜂鳴器的聲音來演示密碼鎖的狀態(tài) 否則累計三次輸入錯誤則啟用報警 。再不接任何外圍電路的情況下可以實現(xiàn)大部分較為復(fù)雜的邏輯控制功能，進(jìn)行外部 RAM 擴(kuò)展還可以用于數(shù)據(jù)采集，點(diǎn)陣顯示屏控制等方面應(yīng)用。再無片外擴(kuò)展存儲器系統(tǒng)中，這四個端口都可以作為準(zhǔn)雙向 I/O 口使用。 STC89C52 引腳功能說明： Vcc：電源電壓 GND：地 P0 口： P0口是一組 8 位漏極開路型雙向 I/O 口，也即地址 /數(shù)據(jù)總線復(fù)用口，作為輸出 口 用 時，每位能驅(qū)動 8 個 TTL 邏輯門電路，對端口寫“ 1”可作為高阻抗輸入端口。對端口寫“ 1” ,通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。在訪問８位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行： MOVX Ri 指令）時， P2 口線上的內(nèi)（也即特殊功能寄存器，在整個訪問期間不改變。對 P3口寫入“ 1”時，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。當(dāng)振蕩工作時， RST 引腳出現(xiàn)兩個機(jī)器周期上高電平將使單 9 片機(jī)復(fù)位。即使不訪問外部存儲器， ALE 仍以時鐘振蕩頻率的1/6 輸出的正脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目地，要注意的是：第當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個 ALE 脈沖。 PSEN：程序儲存允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當(dāng) STC89C52由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機(jī)器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個脈沖。需注意的是：如果加密位 LB1被編程，復(fù)位時內(nèi)部會鎖存 EA端狀態(tài)。 XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。 平時無按鍵按下時，行線電平狀態(tài)將由與此電平相連的列線電平?jīng)Q定。 其 按鍵結(jié)構(gòu) 及與單片機(jī)引腳接法如圖 所示 。 11 圖 AT24C02 芯片的管腳圖 本設(shè)計采用的是美國 Atmel 公司生產(chǎn)的 AT24C02。 AT24C02 支持 IC，總線數(shù)據(jù)傳送協(xié)議 IC，總線協(xié)議規(guī)定任何將數(shù)據(jù)傳送到 總線的器件作為發(fā)送器。 開鎖電路 電磁鎖的原理圖如圖 所示， 電磁鎖由電路驅(qū)動和開鎖兩級組成。 T11可選用中功率的三極管如 8050，電磁鎖的選用要視情況而定，但是吸合力要足夠且由一定的余量。這些都可以根據(jù)需要來選擇。 報警電路 如圖 。這種顯示器有共陽極和共陰極兩種。在本設(shè)計中數(shù)碼管的顯示采用動態(tài)掃面的方式。 如圖 所示 。利用這種復(fù)合使能特性，僅需 4片 74HC138 芯片和1 個反相器，即可輕松實現(xiàn)并行擴(kuò)展，組合成為一個 132（ 5線到 32線）譯碼器。上述保持 1ms 的時間響應(yīng)根據(jù)實際情況而定。否則數(shù)碼管將一直處于初始狀態(tài)，當(dāng)需要對密碼鎖進(jìn)行開鎖時，按下開關(guān) 鍵按鍵后利用鍵盤上的數(shù)字鍵 0－ F 輸入密碼，每按下一個數(shù)字鍵后在數(shù)碼管上顯示一個數(shù)字，當(dāng)輸入六位密碼正確則打開電子鎖，若輸入密碼不正確次數(shù)達(dá)三次則啟動報警。由 6 腳和 4只電容構(gòu)成。 其中 13腳（ R1IN）、 12腳（ R1OUT）、 11腳（ T1IN）、 14腳（ T1OUT）為第一數(shù)據(jù)通道。 15 腳 GND、 16 腳 VCC（ +5v）。以聲卡來說，要實現(xiàn)對模擬信號 或 48kHz 的采樣，頻率發(fā)生器就必須提供一個 或48kHz的時鐘頻率。 晶振電路圖如圖 所示。在單片機(jī)中為其提供時鐘頻率。當(dāng)外加電壓頻率等于晶體諧振器的固有頻率時，就會發(fā)生壓電諧振，從而導(dǎo)致機(jī)械變形的振幅突然增大。運(yùn)行 Keil 軟件需要 Pentium 或以上的 CPU， 16MB或更多 RAM、 20M以上空閑的硬盤空間、 WIN9 NT、 WIN202WINXP 等 操作系統(tǒng) 。 uVision2 IDE 可為它們提供單一而靈活的開發(fā)環(huán)境。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代 碼，就能體會到 Keil C51 生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。然后分別由 C51及 C51 編譯器編譯生成目標(biāo)文件 (.OBJ)。 使用時只要將 Keil C51 生成的 .HEX 文件燒進(jìn)單片機(jī)就可以了，操作非常簡單。密碼修改程序要求密碼要輸入兩次，程序?qū)纱屋斎氲拿艽a比較一致時，即用此密碼代替原先的密碼，如果兩次輸入的密碼不一致，則重復(fù)操作。 5） 報警模塊 該模塊為了保證安全性，當(dāng)密碼輸入的次數(shù)超過 3 次，就會發(fā)出報警，以便引起人們的注意。本系統(tǒng)由電源電路、鍵盤電路、報警電路、顯示電路、電子鎖控制電路和單片機(jī)電路組成，所以，對單個模塊的調(diào)試及功能測試是不可少的環(huán)節(jié)： 1）鍵盤電路 采用 4 4 矩陣鍵盤輸入，這種接口方式適用于按鍵數(shù)量較多的場合。 3）顯示電路 采用共陰極的數(shù)碼管，其公共陰極接電源，其它管腳接低電平后， 8段數(shù)碼管均能被點(diǎn)亮，這也說明數(shù)碼管這一元器件是好的，能正常工作。 聯(lián)機(jī)調(diào)試 單片機(jī)芯片內(nèi)輸入所編寫的程序之后，我們對系統(tǒng)進(jìn)行了軟硬件的結(jié)合工作，其碰到的主要問題就是接觸問題。 8個輸出引腳剛好對應(yīng)數(shù)碼管的 8 個位選，例如輸入是 101，十進(jìn)制數(shù)就表示5，也就是第 5 只腳高電平，在芯片上就是 Y5輸出 1，世紀(jì)能看到的就是數(shù)碼管的第 5 位點(diǎn)亮了。單片機(jī)上電是通過 USB 供電。 4） 系統(tǒng)的具體操作和執(zhí)行過程，在此以表格形式說明 。用液晶顯示器的好處是可以顯示中文 或英文 來提醒具體 應(yīng)該如 何 操作，還可以設(shè)置更多位的密碼。 3）控制功能的改進(jìn) 在本設(shè)計中，由于經(jīng)費(fèi)問題沒有設(shè)計密碼鎖的其他控制功能。 軟件方面的改進(jìn) 在本設(shè)計的軟件編寫中，由于時間原因，編寫的程序只能實現(xiàn)開鎖功能，至于退格，刪除，確認(rèn)這些功能鍵都沒設(shè)置。獨(dú)立按鍵中加了管理員解密這一功能，管理員解密就是當(dāng)輸入密碼三次出錯后密碼鎖會被鎖定，這時只有按下管理員解密這一按鍵，并且輸入內(nèi)置的密碼才能開鎖。在指導(dǎo)老師崔星的悉心指導(dǎo)下，我終于順利的完成了畢業(yè)設(shè)計。要學(xué)習(xí)的東西還很多，以前老是覺得什么東西都會什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。它是大學(xué)生完成學(xué)業(yè)的標(biāo)志性作業(yè)，是對學(xué)習(xí)成果的綜合性總結(jié)和檢閱。在硬件部分由于 MCS51 系列單片機(jī)具有良好的通用性，兼容性強(qiáng)等特點(diǎn)，本設(shè)計中所用的芯片還可以用同類的其他芯片代替，這樣使得密碼鎖的設(shè)計更加靈活。設(shè)計過程中懂得了很多東西，也培養(yǎng)了我們獨(dú)立思考和設(shè)計的能力，也樹立了我們對知識應(yīng)用的信心，使自己充分體會到了在設(shè)計過程中的成功喜悅。從課題的選擇到項目的最終完成， 崔 老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。多虧了張濤學(xué)長的開導(dǎo)和幫助，這次的設(shè)計才得以順利完成。最后要感謝的是我的父母和家人，感謝他們多年來對我默默的支持和幫助。 //定義音樂輸出端口 define uint unsigned int sbit H1=P0^4。 sbit key1=P3^2。 uchar code duma[]={0x3f,0x76,0x79,0x38,0x38,0x3f,0x40,0x40,0x40,0x40,0x40,0x40}。 uchar timer0h,timer0l,time。 void delay(uchar t) { uchar t1。t1++) { for(t2=0。 } /*定時器中斷 */ void t0int() interrupt 1 { TR0=0。 TR0=1。 delay(time)。p9。 } while(1) { P2=0x00。b[j]=P2。numb++。j++。 } //按鍵盤 S2,顯示 1 if(H3==0){P1=numb。 delay(