带红外遥控和布防系统的电子保险柜密码锁设计.doc

毕业设计（论文）开题报告题目 保险柜电子密码锁硬件设计专 业 名 称 电子信息工程班 级 学 号 088205242学 生 姓 名 朱振华指 导 教 师 王 忠填 表 日 期 2012 年 02 月 29 日一、 选题的依据及意义：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获得了大大的提高。二、国内外研究概况及发展趋势： 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、损坏等缺点，再加上其成本较高，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受程度，电子密码锁是这类电子防盗产品的主流。二、 研究内容及实验方案： 1、研究内容：1、LCM模块用来提示用户输入密码，平时可以显示日期和时间。当系统上电后，LCM模块会显示出日期和时间，如图1所示。此时，用户可以在4x4小键盘上输入密码，如图2所示。2、当用户按下4x4小键盘的按键A时，可以输入密码。此时用户可以在4x4小键盘上输入密码，而所输入的密码则显示在下一行中，如图2所示。3、当用户按下4x4小键盘的按键B时，可以修改时间，如图3所示。4、当用户输入的密码与预设的密码相同时，就会从P3.7脚送出1的信号，P3.7引脚通过放大电路连到一个电磁锁，电磁锁将会打开。5、当用户所输入的密码错误时，LCM模块显示器就会显示“WRONG”， 如图5所示，并且四个警示灯亮，然后按任意键返回密码输入界面，若连续三次输入密码错误，则四个警示灯亮、报警模块报警同时锁定3分钟。6、当用户按下修改密码的弹跳按钮C时，就进入修改密码的状态。修改密码时必须先输入正确的旧密码，然后才可以输入新修改的密码，如图6所示。当新修改的密码输入后，系统会要求用户重新输入新修改的密码，再次确认，如图7所示。如果两次输入的密码相同，密码修改成功，新的密码会存入93C66中。_0:06:00 2012/03/01INPUT PASSWORD: *10:06:00 2012/03/01图1初始界面 图2密码输入界面 图3修改时间界面 OLD PASSWORD: *NEW PASSWORD: *10:06:00 WRONG 2012/03/01图4 密码错误界面 图5 旧密码输入界面 图6 新密码输入界面2、实验总体方案设计：总体设计按照模块化设计的思路，用以AT89S51为核心，配备93C66为掉电存储以及结合LCM、自制4X4小键盘、555、扬声器、LED组、NPN和电磁锁等构成存储模块、显示模块、输入模块、警铃模块、警报灯模块、锁模块、复位模块等等。AT89S51单片机显示模块晶振模块锁模块复位模块存储模块键盘输入模块警灯模块警铃模块 图7 系统总体模块 3、硬件具体设计： 整体电路见附录1。A、 LCM显示模块：使用AT89S51的P1口连接到LCD显示器的数据线，P3.3、P3.4、P3.5则连到LCD显示器的控制线。程序执行时LCD显示器会显示出数字时钟的时和分。 这个电路主要的设计观点是利用AT89S51的P3.3、P3.4、P3.5作为控制线，分别用来控制LCD的E(引脚6)、R/W（引脚5）、RS（引脚4）。然后将AT89S51的P1口当做数据总线连接到LCD得数据总线DB0-7上，让LCD显示数据。如图8所示。 图8 LCM显示模块B、 晶振模块： XTAL1和XTAL2脚分别是新片内振荡器的输入端和输出端，它可以使用晶体振荡器或是陶瓷振荡器。本电路采用外加石英晶体和两个30PF的电容并联以产生工作时钟，其电路如图9所示。图9 晶振模块电路C 、锁模块：AT89S51的P2.7脚输出控制信号通过驱动放大电路驱动电磁锁，从而控制锁的开关。电路如图10所示。图10 锁模块电路C、 复位模块：当按键按下时，AT89S51的RESET（9引脚）置高，单片机复位。此时，AT89S51进入一下状态：a、从&0000的位置开始执行程序。b、所有的中断皆失效。c、使用寄存器组0。d、看门狗中断断无效。复位电路如图11。 图11 复位模块电路D、 存储模块：AT93C66是一片128words的串行式EEPROM。AT93C66的操作电压只要2.7V到5.5V，数据读取与写入时只要通过AT93C66的SK、DI、D0即可。写入AT93C66的数据可以维持100年的时间，而且AT93C66可以反复地清除后再重新写入100万次。存储模块如图12所示。图12 存储模块电路E、 键盘输入模块：本次设计，将AT89S51的P2口连接到4X4小键盘，以便让用户输入数据。4X4小键盘使用扫描的原理来检测是否被按下，以及被按下的时哪一个按键。键盘扫描的原理是每次送出信号到一列，再利用按键信号返回线检测是否导通，如果按键导通，就表示按键已按下，然后就可以知道被按下的时哪一个按键。利用这个原理，先将P2.0、P2.1、P2.2、P2.3接到列的位置，再将P2.4、P2.5、P2.6、P2.7接到行的位置。接下来将P2.0、P2.1、P2.2、P2.3作为输入，并将P2.4、P2.5、P2.6、P2.7作为输出。图13 键盘输入模块电路F、 警灯模块：当异常发生时，置P3.0(RXD)为低电平，从而使相连的四个红色LED点亮，以示报警，如图14所示。图14 警灯模块电路G、 警铃模块：此电路使用555多谢振荡构成模拟声响电路，当单片机响应报警时，P3.1(TXD)引脚输出高电平，555定时器的复位端4脚输入高电平，电路开始振荡发出报警声，当10s计时结束或者人工复位时，P3.1输出低电平，555振荡器的4脚接受到低电平，振荡器停止振荡，报警停止，报警电路如图。图15 警铃模块电路四、目标、主要特色及工作进度1、目标： 遵循模块化设计、模块化编程思想，实现保险柜电子密码锁的基本功能（输入正确密码开锁，并能修改密码），并且在此基础上做一定提升，实现意外报警（含LCD显示WRONG、警铃响、警灯亮三个模块）以及系统锁定，并且能够显示并可以修改当前日期和时间。2、主要特色： 嵌入式设计、模块化设计、时间显示及修改、555警报系统、LED红灯组以示警灯、锁定等等。3、工作进度： 1-3周：完成硬件电路原理图的构思，并用protel绘出，完成开题报告 4-6周： 7-9周： 10-13周： 14到17周：五、参考文献1、王迎旭编.机原理与应用【M】.机械工业出版社。2、张先庭主编.单片机原理、接口与C51应用程序设计【M】.国防工业出版社。3、陈光东编.单片微型计算机原理及接口技术【M】.华中科技大学出版社。4、郁文工作室编嵌入式C语言程序设计使用MCS51.人民邮电出版社。六、附录