Proteus环境下电子密码锁设计仿真毕业设计.doc

杭州职业技术学院信息电子系毕业设计（论文）计划（届）题 目 proteus环境下电子密码锁设计仿真系 别 信 息 电 子 系 专 业 应用电子技术 班 级 应电0911 学 号 0937103008 姓 名 潘亚烽 指导教师 钱卫星 年 月 日毕业设计（论文）计划一、proteus环境下电子密码锁设计仿真课题概述 二、设计（论文）要求三、时间安排四、主要参考文献和书目 指导老师签字： 年 月 日 学 生 签字： 年 月 日 系主任 （章）： 年 月 日杭州职业技术学院 毕业设计（论文）（2012届）题 目 proteus环境下电子密码锁设计仿真系 别 信 息 电 子 系 专 业 应用电子技术 班 级 应电0911 学 号 0937103008 姓 名 潘亚烽 指导教师 钱卫星 年 月 日目 录1 概述52系统总体设计3硬件设计103.1键盘电路设计3.2 lcd显示电路4软件设计64.1软件设计思路 4.2系统主流程图5总结参考文献 12 摘要本课题设计了一种基于单片机的数字电子密码锁，这种数字电子密码锁以单片机作为数据处理主控芯片。电子密码锁的设计主要由三部分组成：44矩阵键盘接口电路、以at89s51芯片为核心的密码锁的数据处理及控制电路、，输出七段显示电路。电子密码锁设计的关键问题是实现密码的输入、清除、开锁、更改等功能。同时该密码锁具有设计方法合理，简单易行，成本低，安全实用等特点，符合住宅，办公室等场所的用锁要求，具有推广价值。关键词 单片机 密码锁 4*4矩阵键盘 实用经济第1章 概 述在日常的生活和工作中, 住宅与部门的安全防范、单位的文件档案、财务报表以及一些个人资料的保存多以加锁的办法来解决。若使用传统的机械式钥匙开锁，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。随着科学技术的不断发展，人们对日常生活中的安全保险器件的要求越来越高。为满足人们对锁的使用要求，增加其安全性，用密码代替钥匙的密码锁应运而生。密码锁具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等优点。在安全技术防范领域，具有防盗报警功能的电子密码锁逐渐代替传统的机械式密码锁，克服了机械式密码锁密码量少、安全性能差的缺点，使密码锁无论在技术上还是在性能上都大大提高一步。随着大规模集成电路技术的发展，特别是单片机的问世，出现了带微处理器的智能密码锁，它除具有电子密码锁的功能外，还引入了智能化管理、专家分析系统等功能，从而使密码锁具有很高的安全性、可靠性，应用日益广泛。随着人们对安全的重视和科技的发展，许多电子智能锁（指纹识别、ic卡辨认）已在国内外相继面世。但是这些产品的特点是针对特定的指纹和有效卡，只能适用于保密要求的箱、柜、门等。而且指纹识识别器若在公共场所使用存在容易机械损坏，ic卡还存在容易丢失、损坏等特点。加上其成本较高，一定程度上限制了这类产品的普及和推广。鉴于目前的技术水平与市场的接收程度，电子密码锁是这类电子防盗产品的主流。 基于以上思路，本次设计使用 atmel公司的 at89c51 实现一基于单片机的电子密码锁的设计，其主要具有如下功能： （1）密码通过键盘输入，若密码正确，则将锁打开。 （2）报警、锁定键盘功能。密码输入错误数码显示器会出现错误提示，若密码输入错误次数超过 3 次，蜂鸣器报警并且锁定键盘。 电子密码锁的设计主要由三部分组成：44 矩阵键盘接口电路、密码锁的控制电路、输出八段显示电路。 密码锁设计的关键问题是实现密码的输入、清除、更改、开锁等功能： （1）密码输入功能：按下一个数字键，一个“”就显示在最右边的数码管上，同时将先前输入的所有“”向左移动一位。 （2）密码清除功能：当按下清除键时，清除前面输入的所有值，并清除所有显示。 （3）开锁功能：当按下开锁键，系统将输入与密码进行检查核对，如果正确锁打开，否则不打开。本设计的电子密码锁的实现是基于单片机的，任务及工作如下：1、在proteus软件环境中进行硬件电路图的设计。2、在keil软件环境中进行系统的软件编程，并进行程序源文件的编译和调试，最后生成.hex文件。此.hex文件是硬件电路运行实现的源代码来源。3、把.hex文件加载到单片机芯片，然后在proteus软件环境中运行硬件电路。第2章 电子密码锁总体设计本设计主要由单片机、矩阵键盘、led数码管显示和密码存储等部分组成。其中矩阵键盘用于输入数字密码和进行各种功能的实现。由用户通过连接单片机的矩阵键盘输入密码，后经过单片机对用户输入的密码与自己保存的密码进行对比，从而判断密码是否正确，然后控制引脚的高低电平传到开锁电路或者报警电路控制开锁还是报警，实际使用时只要将单片机的负载由继电器换成电子密码锁的电磁铁吸合线圈即可，当然也可以用继电器的常开触点去控制电磁铁吸合线圈。其设计原理框图如图2.1所示：显示 部分单片机键盘输入部分密码存储部分图2.1 原理框图单片机：本部分的功能包括写入和读取各种控制命令及数据处理，同时还要对各执行单元进行控制。单片机是整个系统的控制核心及数据处理核心。键盘部分：本部分由用户通过键盘输入各种信息送入到单片机进行处理。显示部分：本部分完成的是单片机处理后的数据和信息的显示以及系统提示信息的显示。密码存储部分：本部分完成存储原始密码和用户更改密码数据的功能。第3章 硬件电路设计3.1 键盘电路设计使用矩阵键盘，所以本设计就采用行列式键盘，同时也能减少键盘与单片机接口时所占用的i/o线的数目，在按键比较多的时候，通常采用这样方法。其原理如图3.1。图3.1 矩阵键盘每一条水平（行线）与垂直线（列线）的交叉处不相通，而是通过一个按键来连通，利用这种行列式矩阵结构只需要n条行线和m条列线，即可组成具有nm个按键的键盘。在这种行列式矩阵键盘非键盘编码的单片机系统中，键盘处理程序首先执行等待按键并确认有无按键按下的程序段。当确认有按键按下后，下一步就要识别哪一个按键按下。对键的识别通常有两种方法：一种是常用的逐行扫描查询法；另一种是速度较快的线反转法。对照图3.1所示的44键盘，说明线反转个工作原理。首先辨别键盘中有无键按下，有单片机i/o口向键盘送全扫描字，然后读入行线状态来判断。方法是：向行线输出全扫描字00h，把全部列线置为低电平，然后将列线的电平状态读入累加器a中。如果有按键按下，总会有一根行线电平被拉至低电平从而使行线不全为1。判断键盘中哪一个键被按下使通过将列线逐列置低电平后，检查行输入状态来实现的。方法是：依次给列线送低电平，然后查所有行线状态，如果全为1，则所按下的键不在此列；如果不全为1，则所按下的键必在此列，而且是在与零电平行线相交的交点上的那个键。具体的功能设计如表3.1：表3.1 按键功能按 键键 名功 能 说 明19键数 字 键输 入 密 码* 键重 设 密 码 键设 定 新 密 码d键确 定 键比 较 密 码# 键清 除 键使 显 示 器 清 零3.2lcd显示电路lcd是一种被动式的显示器，利用液晶能改变光线通过方向的特性，来达到显示的目的。lcd显示清晰美观，具有功能低、抗干扰能力强的优点，广泛应用于仪器仪表、控制系统等。液晶显示器的驱动方式由电极引线的选择方式确定，选择了液晶显示器之后便无法改变驱动的方式。当lcd显示笔端上两个电极电压相位相同时，两电极之间的电位差为0，该字段就不显示；当两个电极电压的相位相反时，两电极之间的电位差为两倍的方波电压，该字段显示。其原理电路如图3.2所示：图3.2原理电路图3.3液晶显示器 第4章 软件设计41 软件设计思路电子密码锁工作的主要过程是led数码管提示开始输入密码，通过键盘输入密码，同时led显示密码输入状况，接下来确认密码的判断，做出开锁或报警处理。当输入密码连续输入错误3次时，系统报警。多功能电子密码锁的基本要求:1、通过键盘修改、输入密码。2、连续三次输入密码错误后锁定键盘，并给出提示。4.2系统主流程图开始初始化有键按下？调用显示启动定时识别按键按键数=8？超时？比较密码开门开始自动清除3次？报警nnyyyynn按下*启动定时输入密码存入缓冲再输入一次比较密码调用led调用显示退出y重新输入n图4.1主程序图图4.1修改密码流程图第5章 总结在没有做毕业设计前觉得毕业设计只是对所学知识的单纯总结，但是通过这次做毕业设计发现自己的看法有点太片面。毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次毕业设计使