【正文】 . 22 電路通電觀察 ........................................... 22 功能模塊調(diào)試 ........................................... 22 軟件調(diào)試部分 ................................................ 23 結(jié) 論 ............................................................ 25 參考文獻(xiàn) ............................................................ 26 致 謝 ............................................................ 27 附錄 A 源程序 ....................................................... 28 附錄 B 硬件原理圖 ................................................... 36 1 第一章 緒論 選題背景 密碼鎖在當(dāng)今社會(huì)用得越來(lái)越多 ,特別是銀行等保密行業(yè) ,密碼鎖要求在輸入正確的密碼后才能打開(kāi)相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行操作 ,但是目前的密碼鎖有個(gè)很大的問(wèn)題就是容易試探 ,在被多次試探后容易破譯 ,從而造成損失 .在本設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)一種能夠防止多次試探的密碼鎖 ,以解決該問(wèn)題 。若使用傳統(tǒng)的機(jī)械式鑰匙開(kāi)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。為滿足人們對(duì)鎖的使用要求，增加其安全性，用密碼代替鑰匙的密碼鎖應(yīng)運(yùn)而生。 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。 電子密碼鎖的特點(diǎn) 電子密碼鎖是一種通過(guò)密碼輸入來(lái)控制電路或是芯片工作 【 1】 ，從而控制機(jī)械開(kāi)關(guān)的閉合，完成開(kāi)鎖、閉鎖任務(wù)的電子產(chǎn)品?，F(xiàn)在應(yīng)用較廣的電子密碼鎖是以芯片為核心，通過(guò)編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 2．密碼可變。 3．誤碼輸入保護(hù)。 4. 電子密碼鎖操作簡(jiǎn)單易行，一學(xué)即會(huì)。 單片機(jī)接收鍵入的代碼，并與存貯在 EEPROM 中的密碼進(jìn)行比較，如果密碼正確，則 2 驅(qū)動(dòng)電磁執(zhí)行器 （該設(shè)計(jì)中用發(fā)光二級(jí)管 代替開(kāi)鎖狀態(tài)） 開(kāi)鎖；如果密碼不正確，則允許操作人員重新輸入密碼，最多可輸入三次；如果三次都不正確， 將密碼鎖功能鎖存 ,在 10分鐘內(nèi)不允許操作密碼鎖 ,并且發(fā)出持續(xù)的報(bào)警 5s。隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，特別是單片機(jī)的問(wèn)世，出現(xiàn)了帶微處理器的智能密碼鎖，它除具有電子密碼鎖的功能外，還引入了智能化管理、專家分析系統(tǒng)等功能，從而使密碼鎖具有很高的安全性、可靠性，應(yīng)用日益廣泛。 隨著人們對(duì)安全的重視和科技的發(fā)展，許多電子智能鎖（指紋識(shí)別、 IC卡辨認(rèn)）已在國(guó)內(nèi)外相繼面世。而且指紋識(shí)識(shí)別器若在公共場(chǎng)所使用存在容易機(jī)械損壞， IC 卡還存在容易丟失、損壞等特點(diǎn)。鑒于目前的技術(shù)水平與市場(chǎng)的接收程度， 電子密碼鎖是這類電子防盜產(chǎn)品的主流。所以，它是大眾化的實(shí)用性新產(chǎn)品，替代傳統(tǒng)圓盤式機(jī)械密碼鎖和部分電子密碼鎖是應(yīng)該的。它可以替代現(xiàn)有的傳統(tǒng)圓盤式機(jī)械密碼鎖和部分電子密碼鎖。 由于電子技術(shù)的風(fēng)靡，很多產(chǎn)品以采用了電子結(jié)構(gòu)為榮。舉兩個(gè)例子：一是燃?xì)庠畹拇蚧鹧b置，早期是晶體管的點(diǎn)火器風(fēng)靡一時(shí)，但它不耐潮濕，容易損壞，離不了電池。二是汽車的后視鏡及公共汽車（單廂）的后門窺視器，都曾有被電子監(jiān)視器替代的危險(xiǎn)，但人們發(fā)現(xiàn)：傳統(tǒng)的后視鏡及公共汽車駕駛員上方的普通后視鏡，觀察效果并不比電子監(jiān)視器差，更簡(jiǎn)單實(shí)用。密碼鎖并不是一種頻繁操作使用的產(chǎn)品，可以說(shuō)是一種半靜態(tài)的產(chǎn)品，采用機(jī)械方式更實(shí)用一些。本 設(shè)計(jì) 產(chǎn)品的密碼 量接近電子密碼鎖，操作又比傳統(tǒng)機(jī)械密碼鎖快得多，簡(jiǎn)單實(shí)用，可以 像 前述兩例一樣，有望成為高檔次密碼鎖主流 。這種電路設(shè)計(jì)具有按鍵有效提示，輸入錯(cuò)誤提示， 開(kāi)鎖控制電路，控制報(bào)警電路 等多種功能。 6位數(shù)密碼共 10萬(wàn) 組不重復(fù)，保密性強(qiáng)，靈活性高，特別適用于家庭、辦公室、學(xué)生宿舍及賓館等場(chǎng)所 【 3】 。硬件電路由 顯示模塊、按鍵模塊、 超次 鍵盤鎖定模塊、開(kāi)鎖模塊、延時(shí)報(bào)警 模塊組成。數(shù)字鍵包括 0－ 9鍵，用于密碼的輸入。 具體的功能定義如表 21所示 ： 表 21 按鍵 鍵名 功能說(shuō)明 0－ 9鍵 數(shù) 字鍵 輸入密碼 A鍵 退格鍵 取消剛才輸入的密碼 B鍵 確認(rèn)鍵 密碼輸入完成 由于本環(huán)境地特殊性，一般密碼鍵盤用于對(duì)保密性要求比較高的行業(yè)，考慮該因素，對(duì)按鍵的控制不采用一般的行列掃描形式，而是采用專用按鍵 /LED 集成控制器 HD7279，該控制器可以驅(qū)動(dòng) 8 個(gè)共陰數(shù)碼管，同時(shí)可以驅(qū)動(dòng) 64 個(gè)獨(dú)立按鍵，并且?guī)в邢[、 閃爍 鍵盤 控制 P89C51 單片機(jī) 顯示電路 輸入錯(cuò)誤鎖定鍵盤 延時(shí)報(bào)警控制電路 開(kāi)鎖控制電路 4 等功能，特別是具有內(nèi)部去抖動(dòng)功能，非常適合按鍵和 LED 集成的場(chǎng)合。 具體的電路圖 如 22 所示： 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 9 M a y 2 0 0 0 S h e e t o f F i l e : C : \ P r o g r a m F i l e s \ D e s i g n E x p l o r e r 9 9 S E \ L i b r a r y \ S c h \ B A 4 6 A 6 ~ 1 . D D BD r a w n B y :S6S W P BS7S W P BS8S W P BS9S W P BS5S W P BS4S W P BS3S W P BS2S W P BS _ S U R ES W P BS1S W P BS0S W P BS _ B A C KS W P BR 1 71 0 KR 1 61 0 KR 1 51 0 KR 1 41 0 KL E D _ EL E D _ FL E D _ GL E D 1L E D 2L E D 3L E D 4 圖 22 按鍵電路圖 在實(shí)際的連接電路中，連接到鍵盤的 4只 10KΩ 電阻和 8 只 100KΩ 的下拉電阻均不可以省略，由于在該設(shè)計(jì)中接入了數(shù)碼管，所以串入 DP和 SGSA連線的 8只 200Ω 的電阻也不能省略。下拉電阻的取值范圍是 10K100KΩ ，位選電阻的阻值范圍是 1K10K。 按鍵值得讀取時(shí)通過(guò)中斷來(lái)實(shí)現(xiàn)的， HD7279A 的讀鍵盤數(shù)據(jù)指令 —— 15H，該指令從 HD7279A 讀出當(dāng)前的按鍵代碼。當(dāng) HD7279A 檢測(cè)到有效的按鍵的時(shí)候， KEY 引腳從高電平變?yōu)榈碗娖剑⒁恢北３值桨存I結(jié)束。 報(bào)警模塊 5 在單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)發(fā)生 故障 或處于某種緊急狀態(tài)時(shí)，單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)能發(fā)出報(bào)警信號(hào)，報(bào)警信號(hào)可分為閃光報(bào)警、鳴音報(bào)警和語(yǔ)音報(bào)警。鳴音報(bào)警接口有二種：一種是蜂鳴音報(bào)警接口，另一種是音樂(lè)報(bào)警。 蜂鳴音報(bào)警的發(fā)音器件常采用壓電式蜂鳴器。 在 圖 23中， 接晶體 管基級(jí)輸入端。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 6 M a y 2 0 0 0 S h e e t o f F i l e : C : \ P r o g r a m F i l e s \ D e s i g n E x p l o r e r 9 9 S E \ L i b r a r y \ S c h \ P R 5 0 4 7 ~ 1 2 .D D BD r a w n B y :U4蜂鳴器Q1N P N 1R 1 82KV C CB E L L 圖 23蜂鳴器電路 如圖 23所示，蜂鳴器的正極接到 VCC（＋ 5V）電源上面，蜂鳴器的負(fù)極接到三極管的 集電級(jí) ，三極管的基級(jí) B 經(jīng)過(guò)限流電阻 R18 后由單片機(jī)的 引腳控制 【 4】 。其原理如圖 24所示： 6 圖 24密碼鎖 開(kāi)鎖機(jī)構(gòu)示意圖 當(dāng)用戶輸入的密碼正確而且是在規(guī)定的時(shí)間輸入的話，單片機(jī)便輸出開(kāi)門信號(hào)，送到開(kāi)鎖驅(qū)動(dòng)電路，然后驅(qū)動(dòng)電磁鎖 （本設(shè)計(jì)用發(fā)光二級(jí)管代替） ，達(dá)到開(kāi)門的目的。具體的電路圖如 25 所示： 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 9 M a y 2 0 0 0 S h e e t o f F i l e : C : \ P r o g r a m F i l e s \ D e s i g n E x p l o r e r 9 9 S E \ L i b r a r y \ S c h \ B A 4 6 A 6 ~ 1 . D D BD r a w n B y :R S T10X T A L 121EA35P 0 .0 / A D 043P 0 .1 / A D 142P 0 .2 / A D 241P 0 .3 / A D 340P 0 .4 / A D 439P 0 .5 / A D 538P 0 .6 / A D 637P 0 .7 / A D 736P 1 .0 / T 22P 1 .1 / T 2 E X3P 1 .24P 1 .35P 1 .46P 1 .57P 1 .6 / S C L8P 1 .7 / S D A9P 2 .0 / A 824P 2 .1 / A 925P 2 .2 / A 1 026P 2 .3 / A 1 127P 2 .4 / A 1 228P 2 .5 / A 1 329P 2 .6 / A 1 430P 2 .7 / A 1 531P 3 .0 / D A T A / R X D11P 3 .1 / C L K / T X D13P 3 .2 / I N T 014P 3 .3 / I N T 115P 3 .4 / T 016P 3 .5 / T 117P 3 .6 / W R18P 3 .7 / R D19X T A L 220P S E N32A L E / W E33U1P 8 9 C 5 1 R X 2 R DX T A L 2R S TX T A L 1H _ C SH _ C L KH _ D A T AH _ K E YB E L LL E DR 1 93KD1L E DL E D 圖 25密碼鎖開(kāi)鎖電路圖 顯示模塊 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的顯示電路是為了給使用者以提示而設(shè)置的。 方案一：通過(guò)移位寄存器顯示 只使用單片機(jī)的兩個(gè)串行口， 就可以完成單片機(jī)的顯示功能 。相對(duì)于方案一 的 使用HD7279 更方便程序設(shè)計(jì)；而且對(duì)后面的測(cè)試工作也很有幫助。 顯示器主顯示幾個(gè)字符，給用戶提供指示見(jiàn)圖 26 所示。數(shù)碼管的尺寸，亦不宜選的過(guò)大，一般字符的高度不應(yīng)超過(guò) 1英寸，如果選用大型的數(shù)碼管，應(yīng)適用適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)電路。 系統(tǒng) 技術(shù) 可行性分析 主要的設(shè)計(jì)實(shí)施過(guò)程：首先 ,選擇周立功 P89C51RD2xx 單片機(jī) ，以及選購(gòu)其他電子元器件 ： HD7279A、小鍵盤和 七段 LED 顯示器 。第三步，使用 Keil C 軟件編寫單片機(jī)的 C語(yǔ)言程序、仿真、軟件調(diào)試。最后，聯(lián)合軟、硬 件調(diào)試電路板，完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì) 【 6】 。 用 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 12 個(gè)用戶輸入鍵，其中只有 6 個(gè)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(dòng)清零，原先輸入的密碼無(wú)效，需要重新輸入；如果用戶輸入密碼的時(shí)間超過(guò) 50 秒（一般情況下，用戶不會(huì)超過(guò) 50 秒，若用戶覺(jué)得不便，還可以修改）電路將報(bào)警 5 秒，若電路連續(xù)報(bào)警三次，電路將鎖定鍵盤 10分鐘，防止他人的非法 操作。 利用單片機(jī)靈活的編程設(shè)計(jì)和豐富的 I/O 端口，及其控制的準(zhǔn)確性，不但能實(shí)現(xiàn)基本的密碼鎖功能，還能添加 調(diào)電存儲(chǔ)、聲光提示甚至添加遙控控制 功能。 電路 應(yīng)該 由兩大部分組成：密碼鎖電路和備用電源 (UPS)，其中設(shè)置 UPS 電源是為了防止因?yàn)橥ｋ娫斐傻拿艽a鎖電路失效，使用戶免遭麻煩。 密碼鎖電路包含 ：鍵盤輸入、密碼檢測(cè)、開(kāi)鎖電