【正文】 .......................................................................................... 21 附錄 1 總電路圖 ............................................................................................................. 22 附錄 2 總程序 ................................................................................................................. 23 第一章 緒論 1 第一章 緒論 概述 在日常生活和現(xiàn)代辦公中，住宅與辦公室的安全防范、單位的文件檔案、財(cái)務(wù)報(bào)表以及一些個(gè)人資料的保存等多以加鎖的辦法來(lái)解決。測(cè)試結(jié)果表明，設(shè)計(jì)達(dá)到電子密碼鎖的功能。采用采用蜂鳴器模擬報(bào)警系統(tǒng)，增加了密碼鎖的安全能力。密碼的顯示采用 6 位數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)，為確保安全性統(tǒng)一使用“ — ”顯示密碼。 本設(shè)計(jì)是以單片機(jī) AT89C51 作為密碼鎖的主控芯片與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，結(jié)合外圍的矩陣鍵盤輸入、數(shù)碼管顯示、開鎖、報(bào)警等，用匯編語(yǔ)言編寫程序，并用 keil軟件進(jìn)行編譯設(shè)計(jì)了一款可以更改密碼，具有報(bào)警功能的電子密碼控制系統(tǒng)。 編號(hào) 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文 題 目 基于單片機(jī)電子密碼鎖設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 系 部 電子工程學(xué)院 專 業(yè) 光電子（光伏發(fā)電） 班 級(jí) 指導(dǎo)教師 顧問教師 二 〇一四 年六月摘 要 I 摘 要 隨著科技和人們的生活水平的提高，如何實(shí)現(xiàn)家庭防盜這一問題也變的尤為突出，傳統(tǒng)的機(jī)械鎖由于構(gòu)造簡(jiǎn)單，被撬事件屢見不鮮。電子密碼鎖保密性好，使用靈活性高 ，收到廣大用戶的青睞。 本設(shè)計(jì)采用矩陣鍵盤對(duì)密碼進(jìn)行輸入，具有較高的優(yōu)勢(shì)，減少了 I/O 口的占用數(shù)目。當(dāng)重新設(shè)置密碼時(shí)數(shù)碼管顯示數(shù)字。軟件使用匯編語(yǔ)言編程，運(yùn)用自上而下的模塊化 設(shè)計(jì)思想，使系統(tǒng)朝著分布式、小型化方向發(fā)展，增強(qiáng)系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和運(yùn)行的穩(wěn)定性。 關(guān)鍵詞 ： 密碼鎖 MCU 報(bào)警 Abstract II Abstract As technology and people39。若使用機(jī)械式鑰匙開鎖人們常需攜帶多把鑰匙，使用極不 方便，且鑰匙丟失后安全性即大打折扣。 在安全技術(shù)防范領(lǐng)域，具有防盜報(bào)警功能的電子密碼鎖逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械式密碼鎖，克服了機(jī)械式密碼鎖密碼量少、安全性能差的缺點(diǎn)，使密碼鎖無(wú)論在技術(shù)上還是在性能上都大大提高一步。 電子密碼鎖的發(fā)展趨 勢(shì) 目前門鎖主要用彈子鎖，其鑰匙容易丟失；保險(xiǎn)箱主要用機(jī)械密碼鎖，其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，制造精度要求高，成本高，且易出現(xiàn)故障，人們常需攜帶多把鑰匙，使用極不方便，且鑰匙丟失后安全性即大打折扣。它的出現(xiàn)為人們的生活帶來(lái)了很大的方便，有很廣闊的市場(chǎng)前景。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(shí)現(xiàn)了真真的電子加密，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(lái)越多的電子密碼鎖。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且供個(gè)人使用的箱、柜、房間等。 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 2 設(shè)計(jì)原理 本設(shè)計(jì)主要由單片機(jī)、矩陣鍵盤、液晶顯示器和密碼存儲(chǔ)等部分組成。由用戶通過連接單片機(jī)的矩陣鍵盤輸入密碼，后經(jīng)過單片機(jī)對(duì)用戶輸入的密碼與自己保存的密碼進(jìn)行對(duì) 比，從而判斷密碼是否正確，然后控制引腳的高低電平傳到開鎖電路或者報(bào)警電路控制開鎖還是報(bào)警，實(shí)際使用時(shí)只要將單片機(jī)的負(fù)載由繼電器換成電子密碼鎖的電磁鐵吸合線圈即可，當(dāng)然也可以用繼電器的常開觸點(diǎn)去控制電磁鐵吸合線圈。其中硬件部分由電源輸入部分、鍵盤輸入部分、密碼存儲(chǔ)部分、復(fù)位部分、晶振部分、顯示部分、報(bào)警部分、開鎖部分組成，軟件部分對(duì)應(yīng)的由主程序、初始化程序、 LCD 顯示程序、鍵盤掃描程序、啟動(dòng)程序、關(guān)閉程序、建功能程序、密碼設(shè)置程序、 EEPROM 讀寫程序和延時(shí)程序等 組成。 圖 41 電子密碼鎖原理框圖 AT89C51 鍵盤輸入 復(fù)位電路 密碼存儲(chǔ)電路 晶振電路 電源輸入 顯示電路 報(bào)警電 路 開鎖電路 第二章 電子密碼鎖硬件電路設(shè)計(jì) 3 第二章 電子密碼鎖硬件電路設(shè)計(jì) AT89C51 單片機(jī) AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器。具體功能設(shè)計(jì)如表 21： 表 21 鍵盤具體功能設(shè)計(jì)表 按鍵 鍵名 功能 0~9 鍵 數(shù)字鍵 輸入密碼 A 鍵 重設(shè)密碼鍵 設(shè)定新密碼 C 鍵 清除鍵 使顯示器清零 D 鍵 確定鍵 比較密碼 矩陣式鍵盤的結(jié)構(gòu)與工作原理如下：在鍵盤中的按鍵數(shù)量較多時(shí)，為了減少I/O 口的占用，通常將按鍵排列成矩陣形式。 這樣，只需要單片機(jī)的一個(gè)端口就 可以構(gòu)成 4 4=16 個(gè)按鍵， 比直接將端口線用于鍵盤多出了一倍，而且線數(shù)越多，區(qū)別越明顯，比如再多加一條線就可以構(gòu)成 20 鍵的鍵盤， 而直接用端口線則只能多出一鍵。設(shè)計(jì)是先將列線置于高電平，再進(jìn)行行線掃描，若有行線為高電平，則確定有按鍵被按下，并將相應(yīng)的行線編號(hào)存 放；再轉(zhuǎn)移到列線的掃描程序，首先將行線置于高電平，再進(jìn)行列線掃描，若有列線為高平，則確定有按鍵被按下，并將相應(yīng)的列線編號(hào)存放。 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 4 圖 21 矩陣鍵盤 本次設(shè)計(jì)需要 0~9 十個(gè)數(shù)字按鍵、一個(gè)清零鍵、一個(gè)確認(rèn)鍵和一個(gè)重置密碼鍵共 13 個(gè)按鍵，所以選用 4X4 的矩陣按鍵。 當(dāng)確認(rèn)有按鍵按下后，就要識(shí)別是哪一個(gè)按鍵被按下。給 行線置為 0x0f，給列線置為 0xf0，再將行列進(jìn)行邏輯或結(jié)果為 0xff，當(dāng)有按鍵按下時(shí)相應(yīng)的按鍵位行列均為 0，行列邏輯或不為 0xff,由此可利用行列邏輯或后的值是否為 0xff來(lái)判斷是否有按鍵按下。給相應(yīng)的按鍵賦值即可實(shí)現(xiàn)數(shù)字鍵和功能鍵。 使用矩陣鍵盤能減少鍵盤和單片機(jī)接口所占用的 I/O 線數(shù)目，當(dāng)按鍵較多的時(shí)候通常采用這種方法。如圖 22所示，當(dāng)輸入密碼與內(nèi)置密碼相配合時(shí)將 置 0，二極管第二章 電子密碼鎖硬件電路設(shè)計(jì) 5 亮。每次輸入的密碼與正確密碼進(jìn)行比較，如果相同，鎖開燈亮。設(shè)置報(bào)警 總時(shí)間為 10S。共陽(yáng)數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽(yáng)極接到一起形成公共陽(yáng)極 (COM)的數(shù)碼管。當(dāng)某一字段的陰極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM 接到地線 GND 上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。 數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的各個(gè)段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字，因此根據(jù)數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動(dòng)態(tài)式兩類。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)是指每個(gè)數(shù)碼管的每一個(gè)段碼都由一個(gè)單片機(jī)的 I/O 端口進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，或者使用如 BCD 碼二十進(jìn)制譯 碼器譯碼進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。 ② 動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)：數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的 8個(gè)顯示筆劃的同名端 “ a，b， c， d， e， f， g， dp “ 連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極 COM 增加位選通控制電路，位選通由各自獨(dú)立的 I/O 線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形 碼，但究竟是那個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形，取決于單片機(jī)對(duì)位選通 COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為 1～ 2ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會(huì)有閃爍感，動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的 I/O端口，而且功耗更低。顯示電路如圖