【正文】 保護(hù)。當(dāng)輸入密碼多次錯(cuò)誤時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)。電子密碼鎖操作簡(jiǎn)單易行，一學(xué)即會(huì)。本設(shè)計(jì)采用的是8051系列單片機(jī)，該系列的單片機(jī)已有30多年的歷史，由于其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、易于使用等優(yōu)點(diǎn)，在微控制器領(lǐng)域應(yīng)用也相當(dāng)成熟。此次設(shè)計(jì)選用該芯片在穩(wěn)定性能上雖稍有欠缺，卻并不影響功能的實(shí)現(xiàn)，加之相關(guān)資料也容易收集，所以51單片機(jī)是最合適的選擇。二、研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問題 本課題是基于8051系列單片機(jī)，集按鍵輸入、LED或LCD顯示相關(guān)信息、密碼判斷以及相關(guān)處理的電子密碼鎖設(shè)計(jì)。基本內(nèi)容包括：1)、硬件電路設(shè)計(jì)。包括4*4按鍵設(shè)計(jì)、顯示電路、發(fā)光二極管等。2)、軟件設(shè)計(jì)。主要實(shí)現(xiàn)密碼輸入、密碼判斷以及判斷處理。3)、軟硬件調(diào)試。將程序下載到主芯片中進(jìn)行實(shí)物調(diào)試，觀察效果并修改不足之處。待解決的主要問題：1)、軟件設(shè)計(jì)過程中鍵盤掃描程序要充分考慮各種按鍵按下的情況以及多個(gè)按鍵同時(shí)按下的情況，顯示程序盡可能多地滿足多種顯示效果，如“請(qǐng)輸入密碼”、“密碼錯(cuò)誤”、“按鍵錯(cuò)誤”等。2)、后期軟硬件調(diào)試過程中注意各種跳線、短路冒的以及電源線的連接，確保調(diào)試過程的安全、順利。三、研究步驟、方法及措施 一個(gè)簡(jiǎn)單的電子密碼鎖就是一個(gè)小型的單片機(jī)系統(tǒng)。它應(yīng)該有輸入設(shè)備，用戶可以輸入密碼并確認(rèn)或取消；應(yīng)該有輸出設(shè)備，用戶可以看到顯示自己輸入正確與否的提示，輸出設(shè)備還應(yīng)該包括告警提示。電子密碼鎖內(nèi)部的單片機(jī)是核心處理設(shè)備，它負(fù)責(zé)獲取用戶輸入的密碼，將其和正確的預(yù)置密碼比較，產(chǎn)生相應(yīng)的輸出。若基于安全角度的考慮，可以讓單片機(jī)記錄下用戶輸入錯(cuò)誤密碼的次數(shù)，若此次數(shù)超過限制，則要采取相應(yīng)的保護(hù)措施，以防止他人反復(fù)試探密碼。本次設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的電子密碼鎖，用44鍵盤組成0～9數(shù)字鍵以及確認(rèn)、取消功能鍵，用6位7段數(shù)碼管組成顯示電路提示信息，其工作過程如下：加電后顯示“888888”。 輸入密碼時(shí)，只逐位顯示“F”，以防止泄漏密碼。 輸入密碼過程中，如果不小心出現(xiàn)輸入錯(cuò)誤，可按“取消”鍵清楚屏幕，取消此次輸入，此時(shí)顯示“888888”。再次輸入需重新輸入所有6位密碼。密碼輸入正確繼電器啟動(dòng)，發(fā)光二極管亮2秒，輸入錯(cuò)誤則發(fā)出警報(bào)。四、研究工作進(jìn)度 第一周至第四周收集相關(guān)文獻(xiàn)資料，熟悉課題，確定設(shè)計(jì)方案，并完成開題報(bào)告和文獻(xiàn)綜述 。第五至第八周進(jìn)行硬件電路設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)。第九周至第十三周下載程序進(jìn)行仿真并調(diào)試。第十四周至第十八周撰寫論文，準(zhǔn)備答辯。五、主要參考文獻(xiàn) 1 Atmel Corportation. AT89C51 Data Sheet[DB/DL]. 2001：25~462 MacKenzie. the 8051 microcontroller[M]. Prentice Hall，2005：33~553 Richard Park. Electronic Passwordlock Design [DB/OL]. June，2006：22~254 ED LOGUE. MCU bullish on growth[J]. The Daily Telegraph. 2007：63~725 丁明亮，唐前輝. 51單片機(jī)應(yīng)用與仿真(基于Keil C與Proteus)[M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2009：10~556 張毅剛，彭喜媛，姜守達(dá)，喬立巖. 新編MCS51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)[M]. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2006：35~787 于永，戴佳，常江. 51單片機(jī)(C語言常用模塊與綜合系統(tǒng)設(shè)計(jì))實(shí)例精講[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，2007：65~758 戴佳，戴衛(wèi)恒. 51單片機(jī)C語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)實(shí)例精講[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，2006：36~429 吳飛清. 單片機(jī)原理與應(yīng)用實(shí)踐指導(dǎo)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008：10~2410 楊欣. 電子設(shè)計(jì)從零開始[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2005：66~7811 譚浩強(qiáng). C語言程序設(shè)計(jì)[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2005：15~3412 于曉東. 80C51單片機(jī)原理、開發(fā)與應(yīng)用實(shí)例[M]. 北京：中國電力出版社，2008：2~1013 陳志旺，李亮. 51單片機(jī)快速上手[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009:8~4214 李建波. 基于STC89C52單片機(jī)的電子密碼鎖[J]. 現(xiàn)代電子技術(shù)，2008，31(23)：154~15615 郭海英. 基于單片機(jī)的電子安全密碼鎖的設(shè)計(jì)[J]. 現(xiàn)代電子技術(shù)，2005，28(13)：95~9716 石文軒，宋薇. 基于單片機(jī)MCS51的智能密碼鎖設(shè)計(jì)[J]. 武漢工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，16(4)：31~35六、指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師簽字：胡正平2010年3月25日七、系級(jí)教學(xué)單位審核意見：審查結(jié)果： □ 通過 □ 完善后通過 □ 未通過 負(fù)責(zé)人簽字：2010年3月25日附錄2燕 山 大 學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)文獻(xiàn)綜述課題名稱：電子密碼鎖的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)學(xué)院(系)： 信息科學(xué)與工程學(xué)院 年級(jí)專業(yè)： 2006級(jí)電子信息工程 學(xué)生姓名： 王 亮 指導(dǎo)教師： 胡 正 平 完成日期： 2010322 一、課題國內(nèi)外現(xiàn)狀當(dāng)今電子密碼鎖發(fā)展已經(jīng)到了非常高的境界，由于電子元件特別是單片機(jī)應(yīng)用在這幾年得到空前發(fā)展，無論功能性，穩(wěn)定性都比較全面，在保密方面已做到人眼識(shí)別，指紋識(shí)別，人聲識(shí)別基本上電影上有的現(xiàn)實(shí)也有。在國外發(fā)展比較早，所以應(yīng)用也比較廣泛，主要在家庭裝較貴重地方，銀行，保險(xiǎn)柜等應(yīng)用較多，在國內(nèi)這方面發(fā)展也較快，不管自己開發(fā)或是引進(jìn)都有，在重要地方應(yīng)用也較多，由于價(jià)錢比普通彈子鎖較貴，早幾年應(yīng)用較少，現(xiàn)在越來越普及到平?；?，未來的發(fā)展也會(huì)越來越被大眾采用，由于它的功能、安全是彈子鎖無法相比的。發(fā)展前境是非常大的。二、研究主要成果 如今的電子密碼鎖已經(jīng)邁向智能化。功能多樣化：除了傳統(tǒng)“鎖”的作能外，更拓展了許多人們?nèi)粘Ｉ畹墓δ?。?jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)通信擴(kuò)展智能電子鎖的功能：使得電子鎖與PC、手機(jī)等相結(jié)合。模塊高度集成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠：使得電子鎖可以運(yùn)用于各種場(chǎng)合，對(duì)一般人的操作要求也大大降低。人機(jī)界面智能化、友善化：更多的人性化設(shè)計(jì)贏得人們的喜愛。智能識(shí)別系統(tǒng)，擴(kuò)展信號(hào)提取技術(shù)：使得電子鎖的“開鎖”與“解鎖”更加方便，也更加可靠。三、發(fā)展趨勢(shì)電子密碼鎖的出現(xiàn)為人們帶來了很大的方便，有很廣闊的市場(chǎng)前景。由于電子器件所限，以前開發(fā)的電子密碼鎖，其種類不多，保密性差，最基本的就是只依靠最簡(jiǎn)單的模擬電子開關(guān)來實(shí)現(xiàn)，制作簡(jiǎn)單但很不安全，隨后多是基于EDA來實(shí)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(shí)現(xiàn)，其密碼簡(jiǎn)單，易破解；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，實(shí)用更加方便，安全保密更強(qiáng)，由以前的單密碼輸入發(fā)展到現(xiàn)在，密碼加感應(yīng)元件，實(shí)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(duì)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、方便等發(fā)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(duì)特定有效卡、指紋或聲音有效，且不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，只能適用于保密要求高竊供個(gè)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(shí)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(yán)的金庫，需要使用復(fù)合信息密碼的電子防盜鎖。組合使用信息也能夠使電子密碼鎖獲得無窮擴(kuò)展的可能，是產(chǎn)品多樣化，對(duì)用戶而言是“十挑百選、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(shì)。四、存在問題大多數(shù)電子產(chǎn)品都存在干擾問題，在電子密碼鎖設(shè)計(jì)中該問題更為重要，所以在設(shè)計(jì)中既要保證系統(tǒng)的全面穩(wěn)定，又要具備足夠的抗干擾能力。五、主要參考文獻(xiàn) 1 Atmel Corportation. AT89C51 Data Sheet[DB/DL]. 2001：25~462 MacKenzie. the 8051 microcontroller[M]. Prentice Hall，2005：33~553 Richard Park. Electronic Passwordlock Design [DB/OL]. June，2006：22~254 ED LOGUE. MCU bullish on growth[J]. The Daily Telegraph. 2007：63~725 丁明亮，唐前輝. 51單片機(jī)應(yīng)用與仿真(基于Keil C與Proteus)[M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2009：10~556 張毅剛，彭喜媛，姜守達(dá)，喬立巖. 新編MCS51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)[M]. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2006：35~787 于永，戴佳，常江. 51單片機(jī)(C語言常用模塊與綜合系統(tǒng)設(shè)計(jì))實(shí)例精講[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，2007：65~758 戴佳，戴衛(wèi)恒. 51單片機(jī)C語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)實(shí)例精講[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，2006：36~429 吳飛清. 單片機(jī)原理與應(yīng)用實(shí)踐指導(dǎo)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008：10~2410 楊欣. 電子設(shè)計(jì)從零開始[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2005：66~7811 譚浩強(qiáng). C語言程序設(shè)計(jì)[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2005：15~3412 于曉東. 80C51單片機(jī)原理、開發(fā)與應(yīng)用實(shí)例[M]. 北京：中國電力出版社，2008：2~1013 陳志旺，李亮. 51單片機(jī)快速上手[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009:8~4214 李建波. 基于STC89C52單片機(jī)的電子密碼鎖[J]. 現(xiàn)代電子技術(shù)，2008，31(23)：154~15615 郭海英. 基于單片機(jī)的電子安全密碼鎖的設(shè)計(jì)[J]. 現(xiàn)代電子技術(shù)，2005，28(13)：95~9716 石文軒，宋薇. 基于單片機(jī)MCS51的智能密碼鎖設(shè)計(jì)[J]. 武漢工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，16(4)：31~35 指導(dǎo)教師審閱簽字：胡正平 2010年3月25日附錄3燕 山 大 學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)中期報(bào)告課題名稱：電子密碼鎖的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)學(xué)院(系)： 信息科學(xué)與工程學(xué)院 年級(jí)專業(yè)： 2006級(jí)電子信息工程 學(xué)生姓名： 王 亮 指導(dǎo)教師： 胡 正 平 完成日期： 201056 一、任務(wù)書中本階段工作目標(biāo)與任務(wù)要求第一階段第1～4周完成相關(guān)資料收集，熟悉課題要求。第二階段第5～8周確定設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)電子密碼鎖的電路圖。第三階段第9～13周基于硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行軟件編程設(shè)計(jì)，分模塊對(duì)設(shè)計(jì)編寫程序。第四階段第14～15周進(jìn)行在線調(diào)試與仿真，撰寫畢業(yè)論文。第五階段第16～17周細(xì)化論文，準(zhǔn)備答辯，提交論文本階段是畢業(yè)設(shè)計(jì)的第三階段，需要完成的目標(biāo)包括：在硬件電路設(shè)計(jì)完成的基礎(chǔ)上開始編寫應(yīng)用程序，針對(duì)電路中的各個(gè)模塊編寫驅(qū)動(dòng)程序，以及主程序?qū)Ω髯映绦虻恼?，并進(jìn)行編譯、調(diào)試、糾錯(cuò)；在軟件調(diào)試無錯(cuò)的情況下生成可執(zhí)行文件，下載到單片機(jī)中運(yùn)行，觀察實(shí)物電路運(yùn)行情況，對(duì)程序進(jìn)行軟硬件調(diào)試，進(jìn)一步完善程序，最終達(dá)到課題設(shè)計(jì)的要求。二、目前已完成任務(wù)情況 查閱相關(guān)參考文獻(xiàn)選定AT89S52單片機(jī)作為主要芯片，顯示電路則采用可顯示兩行字符的1602液晶模塊；確定課題的設(shè)計(jì)方案，并完成硬件電路的框圖設(shè)計(jì)和軟件流程圖的設(shè)計(jì)。采用電子線路設(shè)計(jì)軟件DXP 2004設(shè)計(jì)了硬件電路，包括51單片機(jī)最小系統(tǒng)、4*4鍵盤電路、液晶顯示電路、蜂鳴器電路、繼電器電路、電源電路以及ISP下載線電路。采用I/O口中的P1口設(shè)計(jì)一個(gè)4*4的矩陣鍵盤用于實(shí)現(xiàn)密碼的輸入以及修改，按鍵包括：0、Del、Enter、Set鍵，以及3個(gè)可擴(kuò)展鍵。I/O口中的P0口作為LCD模塊的8個(gè)數(shù)據(jù)口，P2^P2^P2^4LCD模塊的控制輸入端。P2^0作為蜂鳴器電路的輸入控制端，P2^1作為繼電器的輸入控制端；蜂鳴器和繼電器均采用晶體管進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。軟件設(shè)計(jì)以KeilC作為開發(fā)環(huán)境，已完成鍵盤掃描程序和LCD模塊驅(qū)動(dòng)程序。鍵盤掃描程序包括按鍵掃描程序和按鍵判斷程序：先判斷是否有按鍵按下，若有則逐行掃描以確定行和列的編碼，再將行列編碼轉(zhuǎn)換成所對(duì)應(yīng)按鍵編碼(如Enter等)；接著進(jìn)行按鍵判斷，若為數(shù)字鍵則將對(duì)應(yīng)數(shù)字存入數(shù)組，若為功能鍵則執(zhí)行相應(yīng)功能。LCD模塊驅(qū)動(dòng)程序包括液晶模塊的初始化程序(對(duì)顯示進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置)、讀/寫子程序、字符串顯示程序等，最終可進(jìn)行兩行字符串的顯示。電路原理圖：硬件框圖：軟件流程圖：三、存在的問題和擬解決方法 問題：程序繁冗，變量和數(shù)組設(shè)置不合理導(dǎo)致單片機(jī)內(nèi)部RAM不夠。單片機(jī)開發(fā)板I/O口分配與課題設(shè)計(jì)沖突。程序邏輯上的錯(cuò)誤在軟件開發(fā)環(huán)境中不易查找。解決方法：對(duì)程序進(jìn)行優(yōu)化，減少不必要的變量和數(shù)組的使用。采用導(dǎo)線連接對(duì)不合理I/O口重新分配。其中繼電器電路采用導(dǎo)線P2^0相連；蜂鳴器電路與P2^1相連。結(jié)合實(shí)物電路對(duì)程序進(jìn)行軟硬件調(diào)試，程序下載到單片機(jī)后可觀察