（参考）基于at89s52的电子密码锁毕业论文.doc

课程：电子综合设计实验项目：基于单片机的电子密码锁学期：20112012. 学院：电子信息与自动化学院专业：电气工程及其自动化 班级：109070402 姓名：葛诚 学号：10907990203 指导教师： 陈古波 电工电子技术实验中心目录摘 要3引言41.1选题背景41.2电子密码控制简介41.3电子密码控制的发展趋势41.4本设计所要实现的目标52.1方案一：采用数字电路控制52.2方案二：采用以单片机为核心的控制方案5主要元器件介绍631主控芯片at89s5263.2 at89s52引脚功能说明63.3 lcd1602显示器7系统硬件构成74.1设计原理74.2电源输入部分84.3 复位部分84.4 晶振部分94.5 显示部分94.6 报警部分10系统软件设计105.1主程序流程图115.2按键功能流程图115.3密码设置流程图125.4开锁流程图13结 论15附录一16pcb制版图16附录二17摘 要随着科技的日益发展，电子密码控制系统已越来越符合人们的要求。本文介绍了基于单片机密码控制系统,对系统硬件设计和软件实现进行了详细的描述。该系统采用at89s52单片机,通过at89s52实现密码控制的功能。本文从经济实用的角度出发，采用美国atmel公司的单片机at89s52作为主控芯片与数据存储器单元，结合外围的矩阵键盘输入、lcd1602液晶显示、报警、开锁等，用c语言编写主控芯片的控制程序，设计了一款可以多次更改密码，具有报警功能的电子密码控制系统。这种电路设计具有防试探按键输入、智能控制上锁、开锁、报警、修改密码等多种功能。经实验证明，该密码控制系统具有设计方法合理，简单易行，成本低，安全使用等特点，符合车辆、办公室用锁要求，具有推广价值。关键字：密码控制 单片机 报警引言1.1选题背景在安全技术防范领域，具有防盗报警功能的电子密码控制系统逐渐代替传统的机械式密码控制系统，克服了机械式密码控制的密码量少、安全性能差的缺点，使电子密码控制系统无论在技术上还是在性能上都大大提高了一步。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控制系统，它除具有传统电子密码控制系统的功能外，还引入了智能化管理、专家分析系统等功能，从而使密码控制系统具有很高的安全性、可靠性，应用日益广泛。1.2电子密码控制简介电子密码控制是一种通过密码输入来控制电路或是芯片工作，从而控制机械开关的闭合，完成开锁、闭锁任务的电子产品。电子密码控制不论性能还是安全性都已大大超过了机械类。其特点如下：1) 保密性好，编码量多，远远大于机械控制。随机开锁成功率几乎为零。2) 密码可变，用户可以随时更改密码，防止密码被盗，同时也可以避免因人员的更替而使控制的保密性下降。3) 误码输入保护，当输入密码多次错误时，报警系统自动启动。4) 无活动零件，不会磨损，寿命长。5) 使用灵活性好，不像机械锁必须佩带钥匙才能开锁。6) 电子密码控制系统具有操作简单易行，一学即会的特点。1.3电子密码控制的发展趋势由于电子器件所限，以前开发的电子密码控制系统，其种类不多，保密性差，最基本的就是只依靠最简单的模拟电子开关来实现的，制作简单但很不安全，后来便是基于eda来实现的，其电路结构复杂，电子元件繁多，也有使用早先的20引脚的2051系列单片机来实现的，但密码简单，易破解。随着电子元件的进一步发展，电子密码控制系统也出现了很多的种类，功能日益强大，使用更加方便，安全保密性更强，由以前的单密码输入发展到现在的，密码加感应元件，实现了更为真正的电子加密，用户只有密码或电子钥匙中的一样，是打不开锁的，随着电子元件的发展及人们对保密性需求的提高出现了越来越多的电子密码控制系统 。由于数字、字符、图形图像、人体生物特征和时间等要素均可成为电子信息，组合使用这些信息能够使电子防盗密码控制获得更高的保密性，如防范森严的金库，需要使用复合信息密码的电子防盗密码控制系统。组合使用信息也能够使电子防盗密码控制系统获得无穷扩展的可能。可以看出组合使用电子信息是电子密码控制系统今后发展的趋势 。1.4本设计所要实现的目标本设计采用单片机为主控芯片，结合外围电路，组成电子密码控制系统，用户想要打开锁，必先通过提供的键盘输入正确的密码才可以，密码输入错误有提示，为了提高安全性，当密码输入错误三次将报警。密码可以由用户自己修改设定，锁打开后才能修改密码。修改密码之前必须再次输入密码，在输入新密码时候需要二次确认，以防止误操作。设计方案的选择2.1方案一：采用数字电路控制用以74ls112双jk触发器构成的数字逻辑电路作为密码控制系统的核心控制，共设了9个用户输入键，其中只有4个是有效的密码按键，其它的都是干扰按键，若按下干扰键，键盘输入电路自动清零，原先输入的密码无效，需要重新输入；如果用户输入密码的时间超过10秒（一般情况下，用户不会超过10秒，若用户觉得不便，还可以修改）电路将报警20秒，若电路连续报警三次，电路将锁定键盘2分钟，防止他人的非法操作 。采用数字电路设计方案时设计虽然简单，但控制的准确性和灵活性差。故不采用。开始输入密码开锁判断是否正确报警2.2方案二：采用以单片机为核心的控制方案由于单片机种类繁多，各种型号都有其一定的应用环境，因此在选用时要多加比较，合理选择，以期获得最佳的性价比。一般来说在选取单片机时从下面几个方面考虑：性能、存储器、运行速度、i/o口、定时/计数器、串行接口、模拟电路功能、工作电压、功耗、封装形式、抗干扰性、保密性，除了以上的一些还有一些最基本的,比如：中断源的数量和优先级、工作温度范围、有没有低电压检测功能、单片机内有无时钟振荡器、有无上电复位功能等。在开发过程中单片机还受到：开发工具、编程器、开发成本、开发人员的适应性、技术支持和服务等等因素 。基于以上因素本设计选用单片机at89s52作为本设计的核心元件，利用单片机灵活的编程设计和丰富的i/o端口，及其控制的准确性，实现基本的密码控制功能。在单片机的外围电路外接输入键盘用于密码的输入和一些功能的控制，外接lcd1602显示器用于显示作用。当用户需要开锁时，先按键盘开锁键之后按键盘的数字键09输入密码。密码输完后按下确认键，如果密码输入正确则开锁，不正确显示密码错误重新输入密码，当三次密码错误则发出报警；当用户需要修改密码时，先按下键盘设置键后输入原来的密码，只有当输入的原密码正确后才能设置新密码。新密码输入无误后按确认键使新密码将得到存储，密码修改成功。可以看出方案二的控制灵活，准确性好，且保密性强还具有扩展功能，根据现实生活的需要此次设计采用此方案。主要元器件介绍31主控芯片at89s52at89s52是一个低功耗，高性能cmos 8位单片机，片内含4k bytes的可反复擦写1000次的flash只读程序存储器，器件采用atmel公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准mcs-51指令系统及at80s52引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和isp flash存储单元，功能强大的微型计算机的at89s52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。3.2 at89s52引脚功能说明p0口：p0口是一组8位漏极开路型双向i/o口，也即地址/数据总线复用口，作为输出口用时，每位能驱动8个ttl逻辑门电路，对端口写“1”可作为高阻抗输入端口。在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。在flash编程时，p0口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。p1口：p1是一个带内部上拉电阻的8位双向i/o口，p1的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个ttl逻辑门电路。对端口写“1”,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号校验期间，p1接收低8位地址。p2口：p2是一个带有内部上拉电阻的8位双向i/o口，p2的输出缓冲级可驱动4个ttl逻辑门电路。对端口写“1”,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流i。在访问位地址的外部数据存储器（如执行：movx ri 指令）时，p2口线上的内（也即特殊功能寄存器，在整个访问期间不改变。flash 编程或校验时，p2也接收高位地址和其它控制信号。p3口：p3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向i/o口。p3口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个ttl逻辑门电路。对p3口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。作输入端口时，被外部拉低的p3口将用上拉电阻输出电流i。p3口除了作为一般的i/o口线外，更重要的用途是它的第二功能。rst：复位输入。当振荡工作时，rst引脚出现两个机器周期上高电平将使单片机复位。ale/prog：当访问外部程序存储器或数据存储器时，ale（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。即使不再访问外部存储器，ale仍以时钟振荡频率的1/6输出的正脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目地，要注意的是：当访问外部数据存储器时将跳过一个ale脉冲。如有必要，可通过对特殊功能寄存器（sfr）区中的8eh单元的d0位置位，可禁止ale操作。该位置禁位后，只有一条movx 和movc指令ale才会被激活。此外，该引脚伎被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ale无效。psen：程序储存允许（psen）输出是外部程序存储器的读选通信号，当at89s51由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次psen有效，即输出两个脉冲。当访问外部数据存储器，高有两次有效的psen信号。ea/vpp：外部访问允许。欲使cpu访问外部程序存储器（地址0000hffffh），ea端必须保持低电平（接地）。需注意的是：如果加密位lb1被编程，复位时内部会锁存ea端状态。如ea端为高电平（接vcc端），cpu则执行内部程序存储器中的指令。flash存储器编程时,该引脚加上12v的编程电压vpp。xtal1：振荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端。xtal2：振荡器反相放大器的输出端。3.3 lcd1602显示器现在的字符型液晶模块已经是单片机应用设计中最常用的信息显示器件了。1602型lcd显示模块具有体积小，功耗低，显示内容丰富等特点。1602型lcd可以显示2行16个字符，有8位数据总线d0-d7和rs，r/w，en三个控制端口，工作电压为5v，并且具有字符对比度调节和背光功能。系统硬件构成4.1设计原理本设计主要由单片机、矩阵键盘、液晶显示器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。本系统共有两部分构成，即硬件部分与软件部分。其中硬件部分由电源输入部分、键盘输入部分、复位部分、晶振部分、显示部分、报警部分组成，软件部分对应的由主程序、初始化程序、lcd显示程序、键盘扫描程序、启动程序、关闭程序、键功能程序、密码设置程序、eeprom读写程序和延时程序等组成。其原理框图如图4-1所示。at89s52键盘输入复位电路晶振电路电源输入显示电路报警电路开锁电路图4-1 电子密码锁原理框图4.2电源输入部分 密码锁主要控制部分电源需要用5v直流电源供电，其电路如图4-3所示，而5v电源输入时往往伴有杂波，所以加一个2.2uf的电容滤波。这样输出的电压一般能满足要求。 图4-3 电源输入电路原理图4.3 复位部分 单片机复位是使cpu和系统中的其他功能部件都处在一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作，例如复位后pc0000h，使单片机从第个单元取指令。无论是在单片机刚开始接上电源时，还是断电后或者发生故障后都要复位。在复位期间（即rst为高电平期间），p0口为高组态，p1p3口输出高电平；外部程序存储器读选通信号psen无效。地址锁存信号ale也为高电平。根据实际情况选择如图4-5所示的复位电路。该电路在最简单的复位电路下增加了手动复位按键，在接通电源瞬间，电容c1上的电压很小，复位下拉电阻上的电压接近电源电压，即rst为高电平，在电容充电的过程中rst端电压逐渐下降，当rst端的电压小于某一数值后，cpu脱离复位状态，由于电容c1足够大，可以保证rst高电平有效时间大于24个振荡周期，cpu能够可靠复位。增加手动复位按键是为了避免死机时无法可靠复位。当复位按键按下后电容c1通过r5放电。当电容c1放电结束后，rst端的电位由r5与r6分压比决定。由于r53?报警程序nyny返回确认程序再次输新密码两次新密码输入相同？ny设置程序5.4开锁流程图如图5-4为开锁流程图，开始时按开锁键，输入密码，如果输入正确，则开锁成功。如果输入错误累计达到三次，则执行报警程序。图5-4开锁流程图初始化按开锁键输入密码确认程序密码正确y开锁成功开锁程序输入次数加1次数3?报警程序返回nyn结 论以上为毕业期间所设计的电子密码控制系统的电路，它经过多次修改和整理，可以满足设计的基本要求。输入密码时，如三次输入错误，则进行报警，在输入时，lcd显示为“*”，在修改密码时，则显示数字。次设计还具有防盗功能，如对密码控制系统进行破坏，有报警功能。但因为我的水平有限，此电路中也存在一定的问题。譬如说电路的密码不能遗忘，一旦遗忘，就很难打开，这可以通过增加电路解决，但由于过于复杂，本设计并未加入；电路密码只有16种可供修改，但由于他人不知道密码的位数，而且还要求在规定的时间内按一定的顺序开锁，所以他人开锁的几率很小。由于使用的是单片机作为核心的控制元件，配合其它器件，使本密码控制系统具有功能强、性能可靠、电路简单、成本低的特点，加上经过优化的程序，使其有很高的智能化水平。附录一原理总图pcb制版图16 附录二程序#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuint key,key_num,keycount=0,beeflag,loop1,compflag=0,xg_flag=5,new=5,again=5,x_comflag=0;uchar cuo=0;uchar code table=enter the key;uchar code table1=*;uchar code table2=error;uchar code table3=open;uchar code table4=the old key;uchar code table5=the new key;uchar code table6=again new key;uchar code table7=succeed;uchar data mima4=0,1,2,3;uchar data cucun5;uchar data mima_new4;uchar data mima_again4;sbit lcdrs=p20;sbit lcdrw=p21;sbit lcden=p22;sbit beef=p27;sbit jdq=p26;void delay(uint z)uint x,y;for(x=z;x0;x-)for(y=110;y0;y-);void write_com(uchar com)lcdrs=0;p0=com;delay(5);lcden=1;delay(5);lcden=0;void write_data(uchar date)lcdrs=1;p0=date;delay(5);lcden=1;delay(5);lcden=0;void init()lcdrw=0;lcden=0;write_com(0x38);write_com(0x0e);write_com(0x06);write_com(0x01);keys()unsigned char temp;key_num=0xff;p1=0xf7; if(p1!=0xf7)delay(5); p1=0xf7;if(p1!=0xf7) temp = p1;switch(temp)case 0xe7: key_num=0;break;case 0xd7: key_num=1;break;case 0xb7: key_num=2;break;case 0x77: 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(2013年11月修订)1大学本科毕业论文（设计）格式和打印要求17大学本科毕业论文（设计）封面及表格27大学本科毕业论文（设计）指导教师职责47大学本科毕业论文（设计）管理人员职责50大学校级优秀本科毕业论文（设计）评选的有关规定51大学关于本科生到校外做毕业论文（设计）的有关规定5642大学本科生毕业论文（设计）管理规定二一三年十一月修订本科生毕业论文（设计）【以下简称毕业论文（设计）】是实现高等学校人才培养目标的重要教学环节，是培养学生创新意识和创新能力的重要手段，是理论学习与社会实践相结合的重要体现。为进一步规范毕业论文（设计）管理，提高毕业论文（设计）质量，提高我校人才培养工作水平，特制定本规定。本规定适用于我校对全校全日制本科生毕业论文（设计）的管理，是各学院开展毕业论文管理和学校进行教学质量评价的依据。一、指导思想毕业论文（设计）的目的，是巩固学生所学专业基础知识，加强学生基本技能训练，通过知识和技能的综合运用，培养学生严谨求实的治学方法和刻苦钻研、勇于探索的精神，提高学生获取新知识的能力和创新能力。毕业论文（设计）具有学术论文性质，是学生科研能力与学识水平的体现。学生撰写的毕业论文（设计），在内容上应当符合中华人民共和国学位条例中所规定的“已较好地掌握本门学科的基础理论、专门知识和基本技能，具有从事科学研究工作或担负专门技术工作的初步能力”的水平要求，在形式上应当符合学术论文的规范格式。在毕业论文（设计）选题与写作中，指导教师要引导学生面向经济社会发展的需要，注重理论联系实际，加强对学生创新意识和创新能力的培养，既要遵循科学研究的一般规律，又要符合本科教学的基本要求，以实现本科专业人才的培养目标。二、组织管理毕业论文（设计）的管理采取学院具体负责，教务处宏观指导的体制，实行在主管教学校长领导下，由教务处和各学院共同管理和组织实施的校、院二级管理。1. 教务处负责制定毕业论文（设计）管理的基本规则和要求，对毕业论文（设计）管理工作进行指导和监督，遴选校级优秀毕业论文（设计）和天津市级优秀毕业论文（设计）。2. 学院根据教育部关于毕业论文（设计）的指导意见和学校的总体要求，结合本专业特点和人才培养需要，制定相应的毕业论文（设计）撰写要求，并负责该项工作的组织和管理，以及对工作开展情况进行自查。3. 学院应当成立毕业论文（设计）管理工作领导小组，由主管教学的学院领导任组长，负责对毕业论文（设计）工作的领导和管理。在领导小组下指定专人负责，按照管理人员职责要求，为学生协调毕业论文（设计）指导教师和答辩时间，安排学生在撰写毕业论文（设计）期间的学习和课程。4. 在进行毕业论文（设计）研究阶段，学校和学院应当为学生提供查阅资料和进行实验的条件。三、时间要求为保证毕业论文（设计）质量，毕业论文（设计）工作时间不得少于12周。在第七学期进行毕业论文（设计）的动员、选题、导师确定、文献查阅等工作。在第八学期集中完成毕业论文（设计）的实验（调研）、撰写、答辩等环节。四、过程要求毕业论文（设计）一般要经过选题、调研与收集资料、实验、编写论文提纲、撰写论文初稿、修改定稿等若干阶段。为使学生掌握学术论文写作的基本方法，培养学生进行学术研究的基本素养，在毕业论文（设计）工作开始之前，各学院应当召开由毕业班学生和指导教师参加的毕业论文（设计）工作布置会，具体说明毕业论文（设计）工作的注意事项、要求和评分规定，并举办关于科学道德、学术论文写作方法、学术引用规范等方面的专题讲座。指导教师要定期对学生进行指导，分阶段、逐层次地培养学生的论文写作能力和创新能力。（一）毕业论文（设计）选题要求1. 充分体现专业人才培养目标的要求，根据所学专业进行选题。不得跨专业选题，但鼓励学生选择以本专业为主的交叉学科课题。2. 具有一定的理论价值和现实意义，具有一定的开拓性和创新性。3. 充分考虑主客观条件，避免盲目性和随意性。4. 鼓励各学院采取开题报告形式审核、确定全体学生的选题。各专业必须选拔5-10名学生面向整个专业学生举行示范性开题报告。学生可选择指导教师提供的题目，也可自选题目。题目确定后，应填写大学本科毕业论文（设计）题目审核表，并须经导师和学院主管领导批准。在论文写作和进行设计过程中需对题目进行修改的，应填写大学本科毕业论文（设计）题目变更表，并须经导师和学院主管领导批准。5. 学生选题原则上要求一人一题。若二人（或二人以上）合作课题，毕业论文（设计）必须分开撰写，在毕业论文（设计）中要重点阐述本人独立完成的部分，并明确说明本人在课题研究中所完成的内容对整个课题的贡献。攻读双学位的学生应根据所修专业撰写两篇不同的毕业论文（设计），不得一文两用。（二）资料收集与科学实验占有丰富详实的资料和数据是进行毕业论文（设计）研究的基础。学生在撰写毕业论文和进行毕业设计之前，应广泛收集相关资料，进行科学实验，了解理论界对自己拟研究问题的研究状况，避免低水平重复性工作，防止侵犯他人知识产权。指导教师应加强对学生收集资料和进行科学实验过程的指导，使学生掌握各种收集资料和进行科学实验的方法，为学生提供必要的参考书目和实验条件。（三）编写提纲和撰写毕业论文（设计）各学院应根据本专业特点安排编写提纲和撰写论文的时间。学生应主动找指导教师指导毕业论文（设计），每周至少一次，总次数不少于10次。学生如不能按照时间规定完成编写提纲和撰写论文各环节，而直接提交论文（设计），不能参加论文（设计）答辩，不能获得相应学分。（四）毕业论文（设计）指导与检查指导教师应按学校要求对学生进行定期指导，同时对学生毕业论文（设计）完成进度、质量、出勤等情况进行检查，及时解决检查中发现的问题，如实填写本科毕业论文（设计）中期检查表。五、质量要求1. 题目毕业论文（设计）题目应具有高度的概括性，且简明、易读，字数一般应在20字以内。英文题目要与中文题目相对应，词