密码锁课程设计.doc

1单片机课程设计报告密码锁专业班级姓名学号22设计时间指导教师2010年9月18日21设计要求设计一个简易密码锁，其功能如下：输入一位密码，为03之间的数字，密码输入正确显示字符为姓的第一个字母约三秒种，并通过二极管发光将锁打开，否则显示字符为名的第一个字母约三秒钟，锁将继续保持锁定状态，等待密码的再次输入。2扩展功能摘要：该电子密码锁是一种实用型的机、电一体化设计，采用单片机密码识别及信号输出控制，提高了整体电路的稳定性和可靠性，并且简化了硬件电路的设计，该设计是基于AT89C51的单片机的电子密码锁设计，主要是通过芯片的程序内容控制电路的工作方式，密码由1位数字组成（可由用户对程序稍加修改设置为任意位数的密码），数字均可为15个数字中的任意一个数，且该设计的密码不易被破解，安全性有了明显提高关键词：AT89C51芯片，电子锁1引言：常生活和现代办公中，住宅与办公室的安全防范、单位的文件档案、财务报表以及一些个人资料的保存等多以加锁的办法来解决，若使用机械式钥匙开锁人们常需携带多把钥匙，使用极不方便，且钥匙丢失后安全性即大打折扣，为满足人们对门锁的使用要求，增加其安全性，用密码电子锁代替传统机械锁应运而生，目前使用的密码锁种类繁多，各具特色。本文从经济实用的角度出发，采用AT89C51单片机，研制了一款电子密码锁。该密码锁设计方法合理，简单易行，成本低，符合住宅、办公室用锁要求，具有一定的推广价值。32总体设计方案2.1设计方案论证共设了4个用户输入键，其中只有1个是有效的密码按键，其它的都是干扰按键。输入一位密码，为03之间的数字，密码输入正确显示字符为的第一个字母约三秒种，并通过二极管发光将锁打开，否则显示字符为名的第一个字母约三秒钟，锁将继续保持锁定状态，等待密码的再次输入。当电路板连接仿真器和电源后，按下复位键使电路板重新复位，当按下输入键1后，密码正确时，八位译码器显示姓的第一个字母，为“P”，密码错误时，八位译码器显示明的第一个字母，为“6”。然后一次按下输入键2、3、4直到密码正确为止。其间密码正确后，二极管发光将锁打开并亮3秒钟。密码锁电路包含：键盘输入、密码修改、密码检测、开锁电路、执行电路、报警电路、键盘输入次数锁定电路。2.2选定方案总体设计框图2.3方案实现元件选定元件名称参数数量4插座DIP401晶体振荡器12MHz1瓷片电容22pF2LED数码管HS-5101BS21电源直流+5V1发光二极管1电阻10k2电解电容22F1按钮开关5电阻1k/5104/93系统硬件设计原理图如下图所示,该电路由AT89C2051做控制元件,P3口为键盘口,其中S1S4为键盘扫描输出口,P3.4P3.7为键盘扫描输入口；P1口为信号输出口,其中RST输出开锁控制信号去驱动密码锁,P3.1P3.7为八位译码器引脚，P3.2为发光二极管端。RST为复位端，9引脚、30引脚接晶振，P3.0连接发光二极管与复位按键相连，各元器件参数如图所示。该电路键盘由5个按键组成,4个“数字”键,1个“复位”键；密码由1位数字组成（可由用户对程序稍加修改设置为任意位数的密码），数字均可为15个数字中的任意一个数，这样组成的密码不可破译，特别是当别人不知密码位数时更不可破译。5硬件原理图6主要硬件原件功能说明DIP40插座一个，共有40引脚，作用：可以连接伟福仿真器，实现电路板的调试功能。12MHz晶体振荡器一个，石英晶体振荡器是利用石英晶体（二氧化硅的结晶体）的压电效应制成的一种谐振器件，是一种高精度和高稳定度的振荡器，用于频率发生器、为数据处理设备产生时钟信号和为特定系统提供基准信号。22pF瓷片电容2个，22F电解电容一个，作用:1，滤波作用，在电源电路中，整流电路将交流变成脉动的直流，而在整流电路之后接入一个较大容量的电解电容，利用其充放电特性，使整流后的脉动直流电压变成相对比较稳定的直流电压。在实际中，为了防止电路各部分供电电压因负载变化而产生变化，所以在电源的输出端及负载的电源输入端一般接有数十至数百微法的电解电容由于大容量的电解电容一般具有一定的电感，对高频及脉冲干扰信号不能有效地滤除，故在其两端并联了一只容量为0.001-0.lpF的电容，以滤除高频及脉冲干扰耦合作用：在低频信号的传递与放大过程中，为防止前后两级电路的静态工作点相互影响，常采用电容藕合为了防止信号中韵低频分量损失过大，一般总采用容量较大的电解电容。两种电容的材质是不同的。陶瓷电容无极性，电解电容有极性。陶瓷电容的容量一般较小，电解电容的容值可以做得很大。另外两者的用途也有差别，陶资电容一般用于信号源滤波，而电解电容一般用于电源部分。LED数码管：当信号通过时，LED导通，并有3秒延迟。数码管按段数分为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元（多一个小数点显示）；按能显示多少个“8”可分为1位、2位、4位等等数码管；按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管。共阳数码管在应用时应将公共极COM接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阴极为高电平时，相应7字段就不亮。共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管。共阴数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。发光二极管：发光二极管简称为LED。由镓（Ga