单片机密码锁毕业设计VIP

编号：本科毕业设计防止多次试探密码的密码锁设计院 系：信息工程学院姓 名：田 园学 号：*专 业：通信工程年 级：*级指导教师：*职 称：讲 师完成日期：2012 年 5 月I摘 要伴随着科技的进步和人们生活水平的提高，人们的安全防范意识逐步提升，如何实现防盗这一问题也变的尤为突出，传统机械锁由于制作工艺简单，近些年来被撬事件屡见不鲜；电子锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高,价格低廉等特点，受到了广大用户的青睐。本设计采用单片机 AT89C51 作为密码锁监控装置的检测和控制核心，实现钥匙信息在主机上的初步认证注册、输入密码错误次数过多报警、钥匙丢失报废等功能。根据 51 单片机之间的串行通信原理，这便于对密码信息的随机加密和保护，键盘输入密码更提高了密码的安全性。采用数字信号编码和二次调制方式，不仅可以实现多路信息的控制，提高信号传输的抗干扰性，减少错误动作，而且有功耗较低、反应速度快、传输效率高、工作稳定可靠等。软件设计采用自上而下的模块化设计思想，以使系统朝着分布式、小型化方向发展，增强系统的可扩展性和运行的稳定性。经过在开发板上面的测试，已经达到了应有的效果，本系统已经完成本设计的所有要求。关键词:单片机；掉电存储；设计；密码锁IIAbstractWith the development of science and the improvement of peoples living standard, peoples saftety guard consciousness guadually improves, and the problem of how to carry out the family to guard against theft has become particularly outstanding. Because of the simple construct of traditional machine lock, the affairs of theft is hackneyed. The electronic lock is safer because of its confidentiality, using the vivid good, the safe coefficient is high and low prices, being the majority of users pro-gaze.This design uses the single-chip microcomputer AT89C51 as a combination lock monitoring device of the detection and control core. It can carry out the key information to register in the main on board initial attestation, the password information encrypt etc. Go to correspond by letter the principle according to the string between 51 machines, this is easy to encrypt and protect to the passwords information random. Adopting the numerical signal codes not only can carry out many controls of the road information, raise the anti- interference that signal deliver, reduce the mistake action, but also the power consume is low,and it can respond quickly, the efficiency deliver is high, the work is stable and reliable, etc. The software design uses the design thought of from top to bottom,which can make the system towards wear distribute type, turn to the direction development of small, strengthen the system and it can enhance the system extensibility and operation stability.The system can satisfy all the requests of this design through the testing on the development board,and it has already reached the effect that expected.keyword：singlechip; off electricity storage; design; cryptogram lockIII目 录1 绪论 .11.1 引言 .11.2 电子密码锁的背景 .11.3 电子锁设计的意义以及此设计特点 .22 方案设计与论证 .32.1 设计思路 .32.1.1 系统方案一 .32.1.2 系统方案二 .42.2 方案论证 .43 系统硬件设计 .53.1 主控模块 .53.1.1 AT89C51 芯片简介 .53.1.2 AT89C51 单片机最小系统 .83.1.3 时钟振荡电路 .93.1.4 复位电路采用 R-C 复位电路 .93.2 键盘模块 .103.2.1 键盘设计 .103.2.2 24C04 芯片简介 .113.3 显示模块 .113.4 报警模块 .123.5 元器件采购 .134 软件设计 .154.1 系统整体设计流程图 .164.2 主程序模块 .16IV4.3 密码初始化模块 .174.4 键盘设计模块 .174.5 报警系统模块 .184.6 中断模块 .185 系统调试与仿真 .205.1 Keil C51 简介 .205.2 调试过程 .215.3 系统仿真 .215.4 调试仿真结果分析 .246 设计总结与展望 .25参考文献 .26致谢 .27附录 .28绪论11 绪论1.1 引言随着人们生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一问题也变的尤其的突出，传统的机械锁由于其构造的简单，被撬的事件屡见不鲜，电子锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的喜爱。锁是置于可启闭的器物上，用以关住某个确定的空间范围或某种器具的，必须以钥匙或暗码打开的扣件。锁具发展到现在已有若干年的历史了，人们对它的结构、机理也研究得很透彻，因此，不用钥匙就能打开的方法和工具也层出不穷。现代人类文明社会里，由于社会中各种矛盾冲突十分剧烈，人们的思想道德观念，价值观念，文化修养水平等差异，群众中良莠不齐，善良的人们能够自觉规范自已的行为， “非礼不为” ，虽无钥匙亦不会乱闯。然而，那些毫无道德观念的盗贼却想方设法利用高科技手段撬门开锁，使广大居民防不胜防。为什么会出现这种情况呢？因为传统锁具都存在致命的弱点：（1）锁芯采用常见的铜、铝、锌等材料，抵抗不了强力破坏。（2）锁具制作工艺，技术落后，无法阻止技术手段的开启。目前，市场上很多国内外的锁具，实际上都不具备真正的防盗功能。在惯偷面前，两根钢丝或几件简单的工具就可以把这些锁打开。其实，不是他们多高明，而是一般锁具技术原理太过简单。面对这一残酷的现状，新时代提出了锁具必须革命的迫切的要求。1.2 电子密码锁的背景随着社会科技的进步，锁已发展到了密码锁、磁性锁、电子锁、激光锁、声控锁等等。在传统钥匙的基础上，加了一组或多组密码，不同声音，不同磁场，不同声波，不同光束光波，不同图像。 （如指纹、眼底视网膜等）来控制锁的开启。从而大大提高了锁的安全性，使不法之徒无从下手，人们也就能对自身财产安全有了更多的保障。当今安全信息系统应用越来越广泛，特别在保护机密、维护隐私和财产保护方面起到重大作用，而基于电子密码锁的安全系统是其中的组成部分，因此研究它具有重大的现实意义。绪论21.3 电子锁设计的意义以及此设计特点单片机，亦称单片微电脑或单片微型计算机。它是把中央处理器（CPU） 、随机存取存储器（RAM） 、只读存储器（ROM） 、输入/输出端口（I/0）等主要计算机功能部件都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。计算机的产生加快了人类改造世界的步伐，但是它毕竟体积大。微计算机（单片机）在这种情况下诞生了，它为我们改变了什么？纵观我们现在生活的各个领域，从导弹的导航装置，到飞机上各种仪表的控制，从计算机的网络通讯与数据传输，到工业自动化过程的实时控制和数据处理，以及我们生活中广泛使用的各种智能 IC 卡、电子宠物等，这些都离不开单片机。以前没有单片机时，这些东西也能做，但是只能使用复杂的模拟电路，然而这样做出来的产品不仅体积大，而且成本高，并且由于长期使用，元器件不断老化，控制的精度自然也会达不到标准。在单片机产生后，我们就将控制这些东西变为智能化了，我们只需要在单片机外围接一点简单的接口电路，核心部分只是由人为的写入程序来完成。这样产品的体积变小了，成本也降低了，长期使用也不会担心精度达不到了，且容易升级改善。电子锁可以在日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种场合使用。大大提高了主人物资的安全性，安全可以代替老式机械锁。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 单机，研制了一款具有防盗自动报警功能的电子密码锁。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。（1）系统设置 6 位密码，密码通过键盘输入，若密码正确，则将锁打开。（2）密码由用户自己设定，在开锁状态下，用户可自行修改密码。（3）具有自动报警功能，自动报警分现场报警和远程报警两种，现场报警由扬声器发出报警声。（4）两种情况下可报警：一是密码输入错误 3 次，则报警；二是非正常开门，如破门而入的情况，可通过系统的红外监视装置监测，同时报警，保证了系统的安全性。系统工作时，用户通过按键输入 6 位密码，单片机将输入密码与设定密码进行比较，若密码正确，则发出开锁信号，将门打开，系统不报警；若密码不正确，则有相应的指示灯闪动，并要求重新输入密码，重新输入密码的次数不能超过 3 次，若 3 次输入的密码都不正确，则发出报警信号。方案设计与论证32 方案设计与论证2.1 设计思路根据本设计的要求，构思如下：（1）输入密码用矩形键盘，包括数字键和功能键。（2）LCD 显示屏显示输入密码，但是只是输出显示符号*，采用静态输出。（3）用发光二极管模拟锁的情况，锁关时发光二极管灭，打开时发光二极管亮。（4）输入密码错误或操作错误时报警。软件的设计主要包括矩形键盘键值的读取、LCD 显示屏输出程序、密码判断程序和报警程序。2.1.1 系统方案一用以 74LS112 双 JK 触发器构成的数字逻辑电路控制方案，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。其总体方框图如图 2-1 所示。键盘输入 密码校正电路 开锁电路 执行电路限时报警消除报警信号 锁定脉冲国报警信号检测 锁定 5 分钟电源 VCC开门市电供电路 电子切换开关 蓄电池断电检测充电电路方案设计与论证4图 2-1 方案一系统框图2.1.2 系统方案二采用一种是用以 AT89C51 为核心的单片机控制方案，利用单片机灵活的编程设计和丰富的 IO 端口，及其控制的准确性，不但能实现基本的密码锁功能，还能添加调电存储、声光提示甚至添加遥控控制功能。另外本设计中采用 USB 供电，只供实验使用，真正的设计开发中需要根据现实情况设计。其原理如图 2-2 所示。图 2-2 单片机控制电子密码锁总体方框图2.2 方案论证考虑到数字电路方案原理简单，造价低廉，但是不能满足现在的安全需求，而单片机方案有较大的活动空间，不但能实现所要求的功能，而且能在很大的程度上扩展功能及方便地对系统进行升级，实现基本的密码锁功能，添加掉电存储、声光提示甚至添加遥控控制功能，所以在此采用第二种设计方案。AT89C51单片机键 盘控 制AT24C02 掉电存储串口显示电路延时报警控制电路开锁控制电路系统硬件设计53 系统硬件设计本系统主要以 AT89C51 为核心，硬件设计主要由主控模块、键盘输入模块、显示模块、报警模块组成。其中主控模块主要负责信息的集中处理，是由 AT89C51 组成的最小系统，负责内部程序的运行和对整个系统的调控，最小系统包括时钟电路和复位模块，主要为整个系统的运行提供一个环境。键盘输入模块主要负责外界输入操作，主要是对整个系统密码的输入和重置，这个模块是整个系统的输入端。显示模块主要显示系统运行的结果以及输入过程中操作的显示，报警模块主要有蜂鸣器和一个发光二极管，主要用于密码输入正确或者错误是报警。通过以上几个模块的相互配合完成整个系统的正常运行，该系统设计的硬件