【正文】 ?????????? 5 參考文獻 ???????????????????????????? 6 附錄 ?????????????????????????????? 1 概 述 選題的背景和依據(jù) 隨著人們生活水平的提高，如何實現(xiàn)家庭防盜這一問題也變的尤其突出 !傳統(tǒng)的機械鎖由于其構造的 簡單，被橇的事件屢見不鮮，電磁鎖由于其保密性高 !使用靈活性號 !安全系數(shù)高，受到廣大用戶的青睞，本人基于 AT89C51 片機設計了一款成本低廉 功能實用的電子密碼鎖。 設定輸入密碼時限≤ 2 分鐘，超過該時間，即使密碼正確亦不開鎖密碼可以更改。而本問所設計的密碼鎖 ,以 AT89S51 為核心，具有以下特點 :正確輸入密碼前提下，開鎖。 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。 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。 華東交通大學理工學院 Institute of Technology. East China Jiaotong University 畢 業(yè) 設 計（論 文） Graduation Design （ Thesis） （ 20 — 20 年） 題 目 基于單片機的電子密碼鎖設計 分 院： 電氣與信息工程分院 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 班 級： 電力 20222 學 號： 20220210470341 學生姓名： 葛礎賓 指導教師： 李房云 起訖日期： —— 摘 要 隨著科技的進步 ,安全防盜越來越受到人們的重視 ,傳統(tǒng)的機械鎖安全性差，不易攜帶，比如小區(qū)單 元門 ,學校的實驗室和機房 ,超市的存儲柜等 ,普通的機械鎖構造過于簡單 ,大都采用銅鋁鋅等材料作為鎖芯 ,抵抗不了強力破壞 ,鎖具的制作工藝落后 ,無法組織技術手段的開啟 ，已經(jīng)不能滿足人們的需要。因此各種安全產品相繼問世 ,而以單片機為中心的電子密碼鎖則大放異彩。因為其脫離了鑰匙 ,這樣就避免了因為鑰匙丟失而造成時間和經(jīng)濟上的損失 ,構造復雜嚴密 ,成本低廉 ,加上具有時限和報警功能 ,更適合平常人們的生活。應用較廣的電子密碼鎖是以芯片為核心，結合外圍的鍵盤輸入、顯示、開鎖、報警電路，通過軟件編程來實現(xiàn)的。錯誤輸入密碼情況下，報警。 關鍵詞 ： 安全，單片機，電子密碼鎖 Abstract With the progress of science and technology,security has been paid more and more traditional mechanical lock poor safety,not easy to carry,Such as residential unit door, the school laboratory and puter room, supermarket storage mon mechanical lock structure is too simple, most of the copper and zinc and other materials as the lock core,Unable to resist the strong destruction, production process backward to open lock, no anization technology,Has been unable to meet the needs of the people. Therefore, all kinds of security products have e out in succession, and electronic password lock based on single chip is shine. Electronic code lock is a password to enter the control circuits, or chips, so as to control mechanical switches closed, the pletion of the lock, closed the task of electronic products. Because of its out of key, thus avoiding because the key loss caused by the time and economic loss, plicated structure tight, low cost, coupled with time and alarm function, is more suitable for ordinary people39。 電子密碼鎖是一種通過密碼輸進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 。 而本次設計的密碼鎖 ,經(jīng)過加工可以應用在防盜門或者小型保險箱上 ,因為其脫離了鑰匙 ,這樣 就避免了因為鑰匙丟失而造成時間和經(jīng)濟上的損失 ,構造復雜嚴密 ,成本低廉 ,加上具有時限和報警功能 ,更適合平常人們的生活。 本設計主要采用 MCS51 系單片機作為核心單元，利用單片機串行發(fā)射 、 接受等功能而設計的一款具有開鎖和報警的密碼鎖 ,其中 ,矩陣鍵盤用于輸入數(shù)字密碼和金子能夠各種功能的實現(xiàn) 。 本課題研究方法 本設計主要采用的芯片有 89c51單片機主控芯片， AT24c01掉電存儲芯片和外接 LED液晶顯示等。設置開鎖密碼，利用軟件與硬件結合的方法來實現(xiàn)。除上述基本的密碼鎖功能外，還具有調電存儲、聲光提示等功能，依據(jù)實際的情況還可以添加遙控功能 。 設計方案論述 對于電子密碼鎖而言，可以采用典型的數(shù)字電路控制，但是在安全上遠不及以單片機為核心的控制方案，數(shù)字電路也有它的特點，比如設計簡單，但是就實用而言，還是沒有單片機應用的廣泛，下面將兩種方案做一對比，以確定更佳的方案。 選用 AT89C51 作為核心元件，利用單片機靈活的編程設計和多種的 I/O 接口，和準確的控制，實現(xiàn)基本的 密碼鎖功能 。系統(tǒng)能完成本開鎖、超時報警、超次鎖定、管理員解密、修改用戶密碼基本的密碼鎖的功能。本系統(tǒng)成本低廉，功能實用 ,其工作原理圖如下 : 對于電子密碼鎖而言，可以采用典型的數(shù)字電路控制，但是在安全上遠不及以單片機為核心的控制方案，數(shù)字電路也有它的特點，比如設計簡單，但是就實用而言，還是沒有單片機應用的廣泛，下面將兩種方案做一 對比，以確定更佳的方案。 硬件的組成 單片機 89c51， 12M 晶振， 30pf 電容， 1K 電阻，共陰極數(shù)碼顯示管，矩陣鍵盤， 24c01掉電存儲芯片，開 鎖控制電路，單片機復位電路，電源模塊等。單片機一詞最初是源于“ Single ChipMicroputer” ,簡稱 SCM。國際上逐漸采用“ MCU” (Micro Controller Unit)來代替，形成了單片機界公認的、最終統(tǒng)一的名詞。在國內因為“單片機”一詞已約定俗成，故而繼續(xù)沿用。以 Intel 公司的 MCS48 為代表。都取得了滿意的效果。第二階段（ 1978— 1982）：單片機的完善階段。它在以下幾個方面奠定了典型的通用總線型單片機體系結構。 MCS51 設置了經(jīng)典的 8 位單片機的總線結構，包括 8 位數(shù)據(jù)總線、 16 位地址總線、控制總線及具有多機通信功能的串行通信接口。 。第三階段（ 1982— 1990）： 8 位單片機的鞏固發(fā)展及 16 位單片機的推出階段，也是單片機向微控制器發(fā)展的階 段。第四階段（ 1990— 至今）：微控制器的全面發(fā)展階段。單片機的發(fā)展趨勢 目前，單片機正朝著高性能和多品種方向發(fā)展，今后單片機的發(fā)展趨勢將是進一步向著 CMOS 化、低功耗化、低電壓化、低噪聲與高可靠性、大容量化、高性能化、小 容量、低價格化、外圍電路內裝化和串行擴展技術。單片機的特點單片機主要有如下特點： 。單片機把各功能部件集成在一塊芯片上，內部采用總線結構，減少了各芯片之間的連線，大大提高了單片機的可靠性和抗干擾能力。 。單片機的邏輯控制功能及運行速度均高于同一檔次的微機。 I2C（ InterIntegrated Circuit）及 SPI(Serial Peripheral Interface)等串行總線方式，進一步縮小了體積，簡化了結構。單片機的應用由于單片機具有顯著的優(yōu)點，它已成為科技領域的有力工具，人類生活的得力助手。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能通過單片機來實現(xiàn)了。 關于 AT89C51 AT89C51 是美國 ATMEL 公司生產的低電 壓，高性能的 CMOS8 位單片機片內 4Kbytes的可反復擦寫的只讀程序存儲器（ PEROM）和 128bytes 的隨機存儲器（ RAM），器件采用ATMEL 公司的高密度、非易失存儲技術生產，兼容標準 MCS51 指令系統(tǒng)，片內置通用 8位中央處理器（ CPU）和 Flash 存儲單元，功能強大。 主要性能參數(shù)： 4k 字節(jié)可重擦寫 Flash 閃速存儲器 全靜態(tài)操作： 0Hz24MHz 128K 8 字節(jié)內部 RAM 2 個 16 位定時 /計數(shù)器 可編程串行 UART 通道 同時， AT89C51 可降至 0Hz 的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件的可選的節(jié)電工作模式。掉電方式保存 RAM 中的內容，但震蕩器停止工作并禁止所有部件工作直到下一個硬件復位。 VCC：電源電壓 P0 口： PO 口是一組 8 位漏極開路行雙向 I/O 口，也既地址 /數(shù)據(jù)總線復用口。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這組口線分時轉換地址（低 8 位）和數(shù)據(jù)總線復用，在訪問期間激活內部上拉電阻。 對端口寫“ 1”，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸出口。 Flash 編程和程序校驗期間， P1 口接收 8 位地址。 P2 口： P2 口是一個帶有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 的輸入緩沖級可以驅動（輸入或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。在訪問外部存儲器或 1 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行 MOVXDPTR 指令）時， P2 口送出高 8 位地址數(shù)據(jù)。 Flash 編程或校驗時， P2 也可以接高地址和其他控制信號。 P3 口： P3 口是一組帶有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 的輸入緩沖級可驅動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。作輸出端口時，被外部拉低的 P3 口將用上拉電阻輸出電流。 RST：復位輸出。 要注意的是：每次訪問外部存儲器時將跳過一個 ALE 脈沖。該位被置位后，只有一條 MOVX 和 MOVC 指令可激活。允許程序存入與輸出的是外部程序存儲器的讀選通信號，當 AT89C51 由外部程序取指令（或數(shù)據(jù)）時，每 個機器周期兩次有效，既輸出兩個脈沖。 欲使 CPU 訪問外部程序存儲器（地址為 0000HFFFFH）， EA端口必須保持低電平（接地）。 Flash 存儲器編程時，該引腳加上 +12V 的編程允許電源 VPP，當然這必須是該器件是使用 12V 的編程電壓 VPP。 XTAL1：震蕩器反向放大器及內部時鐘的輸入端。 XAAL2：震蕩器反向放大器的輸出端。時鐘震蕩器： AT89C51 中有一個構成內部震蕩器的高增益反向放大器，引腳 XTAL1 和XTAL2 分別是該放大器的輸入端和輸出端。外接石英晶體（或陶瓷震蕩器）及電容 C C2 接在放大器的震蕩回路中構成并聯(lián)震蕩電路。 10pF，而如果使用陶瓷諧振器的話建議選擇 40pF177。用戶還可以采用 外部時鐘，采用外部時鐘如圖所示。 由于外部時鐘信號是通過一個 2分頻的觸發(fā)器后作為內部時鐘信號的所以外部寄存器時鐘的占空比沒有特殊要求，但最小高電平持續(xù)的時間和最大低電平持續(xù)的時間應符合產品技術條件的要求。 Flash 閃速存儲器的編程： AT89C51 單片機內部有 4K 字節(jié)的 Flash PEROM，這個 Flash 存儲存儲陣列出廠時已處于擦除狀態(tài)（既所有存儲