基于单片机的电子密码锁-毕业论文参考.doc

毕业论文题目：基于单片机的电子密码锁的设计专业：通信工程摘要单片机已经在家电领域中得到了广泛的应用，而且在安全密保方面，具有防盗报警功能的电子密码锁逐渐取代了传统的机械密码锁，克服了机械密码锁密码过少的安全性问题。本密码锁的主控芯片采用价格实惠而且容易购买的 STC89C52芯片。密码输入采用矩阵键盘及独立键盘，密码显示采用共阴极的八段显示数码管。系统能完成密码输入、正确开锁、超次报警这些基本的密码锁的功能。系统的软件实现采用功能强大且易于开发的KeilC51环境，且支持ISP下载。因此没使用编程器，用C语言实现系统的软件部分。由于51单片机也有一些不足之处如断电后内部RAM储存的数据会完全丢失，为了克服这一缺点，系统的外围加了掉电存储电路并且由AT24C02芯片来实现。此设计具有安全性高、价格低廉便于实现、易于改进等优点。 【关键词】 电子密码锁 STC89C52 矩阵键盘 AT24C02ABSTRACTMCU had been widely used in home appliance field，in the security password protection aspect anti-theft alarm function electronic combination lock gradually replace the traditional mechanical trick lock，it also overcome the security problems that the password of machinery combination lock are too few. This combination locks master chip adopts STC89C52 which is affordable and easy to buy. Passwords input adopt matrix keyboard and independent keyboard, passwords display using the erection of the cathode tube display digital. This system can accomplish password input, correct unlock, super times alarm ，these basic combination lock function . Software realization of this system is used in KeilC51 environment .it is powerful and easy to develop, and to support ISP to download. Therefore it is not use programmer, use C language implementation software of system components. Because 51MCU also has some disadvantages ，such as the internal RAM stored data will be completely lose after power failure, in order to, the systems periphery added off electricity storage circuit and use AT24C02 chip to overcome these shortcomings. This design has a high security, a low prices，which is easy to be realized and improved.【Key words】Electronic Combination lock STC89C52 Matrix keyboard AT24C02洞洞板/万能板成品图片左下角有地址-有录像前 言随着社会物质财富的日益增长，安全防盗已成为社会问题。如何实现防盗和安全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，而锁自古以来就是把门户的将军，人们对其要求比较高，不仅能够安全的防盗，而且还要使用方便，这是制锁者长期以来研制的主题。而当今社会由于计算机的迅猛发展，数字电子技术已经进入人们生活的各个领域，在国内外，电子产品的更新可谓如雨后的春笋层出不群，更多的电子产品也越来越多的应用于安全防范领域。有需求就必有发展，不同种类的锁也应运而生，有密码锁、磁性锁、电子锁、激光锁、声控锁等等，它们的实现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。电子密码锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的亲呢。电子密码锁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。它的种类很多，有简易的电路产品，也有基于芯片的性价比较高的产品。现在应用较广的电子密码锁是以芯片为核心，通过编程来实现的。其性能和安全性已大大超过了机械锁。其特点如下：1) 保密性好，编码量多。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锁的密级下降。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) 电子密码锁操作简单易行，一学即会。随着电子元件的进一步发展，电子密码锁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锁。本系统由单片机系统、矩阵键盘、LED显示和报警系统组成。系统能完成密码输入、开锁、超次报警的功能。除上述基本的密码锁功能外，还具有掉电存储、声光提示等功能，依据实际的情况还可以添加其他功能。本系统成本低廉，功能实用。目 录1 绪 论11.1 单片机及其特点11.2单片机的发展及应用11.2.1 单片机的发展趋势11.2.2单片机的应用21.3 MCS-51系列单片机32系统硬件设计52.1 设计思路52.2系统方案的选择52.2.1 电子密码锁功能简述62.2.2 系统的总体设计62.3单元电路的设计72.3.1主控芯片介绍72.3.2 键盘输入电路92.3.3 密码存储电路102.3.4开锁电路112.3.5报警电路122.3.6 显示电路122.3.7串口通信电路142.3.8 晶振电路153 系统软件设计173.1 软件工具介绍173.1.1. Keil C51概述173.1.2. Keil C51单片机软件开发系统的整体结构173.1.3下载工具STC-ISP183.2程序设计184 硬件电路调试204.1单元功能电路调试204.2联机调试205 改进方法235.1 电路方面的改进235.2 软件方面的改进23致 谢25附录一 程序26附录二 数码管显示电路32附录三 总设计图33参考文献3641 绪 论1.1 单片机及其特点随着微电子技术的不断发展，微处理芯片的集成度越来越高，在一片集成电路芯片上集成微处理器、存储器、I/O接口电路等元件，从而构成了“单芯片微型计算机”，简称单片机。21世纪是信息技术蓬勃发展的世纪，单片机技术的应用就是其中的一方面。生产中使用的智能仪表、分布式控制系统总线、智能办公设备等都可以看见单片机的身影。日常生活中常用的电子产品如手机、数码照相机、智能洗衣机、高科技电视机、智能汽车等都是以单片机为控制核心的。单片机按应用领域可分为：家电类，工控类，通信类，个人信息终端类等等；按通用性可分为：通用型和专用型。按总线结构可分为总线型和非总线型。 单片机的特点 ：1）高集成度，体积小，高可靠性2）控制功能强3）低电压，低功耗，便于生产便携式产品4）易扩展 片内具有计算机正常运行所必需的部件。5）优异的性能价格比 单片机的性能极高。 1.2单片机的发展及应用单片机的发展像PC系统中的CPU一样经历了几代的过程，由于单片机的巨大市场空间和广泛的应用范围，世界各大芯片厂商纷纷推出自己的单片机产品，但是单片机远没有PC机的CPU更新速度快，大体上经历了4位机、8位机、16位机、32位机的发展过程，其中8位机在市场上一直是主流产品。1.2.1 单片机的发展趋势 1976年Intel公司首先推出8位机MCS-48系列，1980年又推出了内部功能单元集成度强的8位机MCS-51系列产品，其性能大大超过并取代了MCS-48系列产品。由于8位机可以一次处理一个ASCLL码，因而一问世便显示出其强大的生命力，广泛用于显示、终端键盘、打印、文字处理、工业控制等。虽然单片机品种多样，型号繁多，但仍有如下发展趋势。总 结随着毕业日子的逼近，毕业设计也接近了尾声。在指导老师XX的悉心指导下，我终于顺利的完成了毕业设计。以前觉得毕业设计只是对这几年来所学知识的单纯总结，但是通过这次的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，而且是对自己能力的一种提高。通过这次毕业设计，我明白了自己所学的知识还是比较欠缺的。要学习的东西还很多，以前老是觉得什么东西都会什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次毕业设计，我才明白了学习是一个长期累积的过程，在以后的工作中生活中，都应该不断的学习，努力提高自己的知识和综合素质。注重理论和实践的结合。在整个设计中我更加了解到了什么是毕业论文，毕业论文就是高等院校毕业生提交的一份有一定的学术价值的文章。它是大学生完成学业的标志性作业，是对学习成果的综合性总结和检阅。是大学生从事科研的最初尝试，是在指导教师的指导下所取得的科研成果文字记录，也是检验学生掌握知识的程度、分析和解决问题的基本能力的一份综合答卷。 对于这次的毕业设计，总的来说还是比较成功的，硬件部分基本完成。这次设计的难点是软件的实现，软件部分的密码输入和密码比较式最困难的，经过本人坚持不懈的努力和其他人的帮助最后终于完成了。在硬件部分由于MCS-51系列单片机具有良好的通用性，兼容性强等特点，本设计中所用的芯片还可以用同类的其他芯片代替，这样使得密码锁的设计更加灵活。单片机的指令简单易学，因此开发周期可以很短。由于时间有限和本人知识水平的有限发挥，本系统可以改进的地方还很多，在第5章已经详细介绍过了。 在这次的毕业设计中，同学之间互相帮助，遇到问题大家一起讨论，发现我们所学的知识实在是有限，不过我们能够充分利用网络的优势去查阅资料。设计过程中懂得了很多东西，也培养了我们独立思考和设计的能力，也树立了我们对知识应用的信心，使自己充分体会到了在设计过程中的成功喜悦。致 谢在论文完成之际，我要忠心的感谢身边给予过我莫大帮助的老师、同学和朋友，致以他们最诚挚的谢意。 本研究及学位论文是在我的导师XX的亲切关怀和悉心指导下完成的。她严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，崔老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。崔老师多次询问研究进程，并为我指点迷津，帮助我开拓研究思路，精心点拨、热忱鼓励，这让我在整个论文的撰写过程中学习到了很多关于课题研究方面的知识。 真诚的感谢参加论文评审和答辩的各位老师，感谢你们的辛勤劳动和即将从你们那里获得的有益教诲；感谢学长和同学们在设计中给予的指导和帮助。衷心感谢通信学院XX学长，在设计过程中他多次帮助我解决问题。多亏了XX学长的开导和帮助，这次的设计才得以顺利完成。在这四年的学期中结识的各位生活和学习上的挚友让我得到了人生最大的一笔财富。在此，也对他们表示衷心感谢。 本文参考了大量的文献资料，在此，向各学术界的前辈们致敬。最后要感谢的是我的父母和家人，感谢他们多年来对我默默的支持和帮助。由衷的希望在未来的日子里，周围的老师、同学和朋友们一如既往的在各方面继续给予我更多的指教和帮助，以期取得新的进步和成绩来回报大家。参考文献1 魏立峰，王宝兴.单片机原理与应用技术.北京：北京大学出版社，2006:11-13 8 刘鲲，孙春亮.单片机C语言入门.北京：人民邮电出版社，2010:11-48北京，的设计. 绵阳师范学院学报，2007,Vol.26（No.5）：112-11520 陈丹萍.基于AT89S51单片机的电子密码锁设计.大众科技，2010，Vol.130（No.6）：45-4621王慧军.基于AT89S51单片机控制的电子密码锁设计.Equipment Manufactring Technology，2010，Vol.130（No.5）：66-7022李建波.STC89C52单片机的电子密码锁.现代电子技术，2008， Vol.28630 王为清，程国刚.单片机KeilCx51应用开发技术.北京：人民邮电出版社，2007:11-7031 张齐.基于单片机应用系统设计技术-基于C语言编程.北京：电子工业出版社，2006:147-198 河南机电高等专科学校 毕业设计论文论文题目：基于单片机的密码锁设计 系 部 电子通信工程系 专 业 通信技术 班 级 通技102班 学生姓名 宋 军 辉 学 号 100413117 指导教师 董 蕴 华 2013年01月08日 2河南机电高等专科学校/论文摘 要随着科技和人们的生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一问题也变的尤其的突出，传统机械锁由于构造简单，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，受到了广大用户的青睐。本设计以单片机AT89C51作为密码锁监控装置的检测和控制核心，分为主机控制和从机执行机构（本设重点介绍主机设计），实现钥匙信息在主机上的初步认证注册、密码信息的加密、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。而且采用键盘输入的电子密码锁具有较高的优势。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，而且功率消耗低；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。测试结果表明，本系统各项功能已达到本设计的所有要求。关键词:单片机；密码锁；单片机设计 ;电子锁ABSTRACT Along with the exaltation of social science and the living level of people, how carry out the family to guard against theft, this problem also change particularly outstanding.Because of the simple construct of traditional machine lock,the affairs of theft is hackneyed.the electronics lock is safer because of its confidentiality, using the vivid good, the safe coefficient is high, being subjected to the large customer close.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. Adopt 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， Respond quickly,the efficiency deliver is high, work stable credibility etc. The software design adoption the design thought from top to bottom, to make the system toward wear distribute type,turn to the direction development of small, strengthen the system and can expand the stability and circulate.Test the result enunciation, various functions of this system are already all request of this design.keyword：singlechip;cryptogram lock;singlechip design; electronics lock.目录目录1 绪论11.1 引言11.2 电子密码锁的背景11.3 电子锁设计的意义的本设计特点22 系统设计42.1系统总设计结构图42.2开锁机构设计4 2.3主控芯片AT89C51单片机的简介53 系统硬件设计83.1键盘设计83.2系统电路设计：10 3.2.1 晶振时钟电路10 3.2.2复位电路设计10 3.2.3串口引脚功能介绍10 3.2.4 其它引脚10 3.2.5 显示电路设计133.3电路图的绘制143.4元器件采购144 软件设计144.1 系统软件设计整体思路164.2系统软件设计流程图165 程序调试165.1 程序调试用到的软件及工具165.2 KEIL C51简介17 5.3 调试过程196 设计总结与展望20致 谢20参考文献22附录23I351 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：第一、 锁芯采用常见的铜、铝、锌等材料，抵抗不了强力破坏；第二、 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，有的惯偷甚至公开扬言：“没有我打不开的锁。”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。1.3 电子锁设计的意义的本设计特点单片机，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AT89C2051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4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4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。2.系统设计数码管及LED灯显示2.1系统总设计结构图 密码输入设备 单片机时钟电路单片机AT89C51开锁机构图2-1系统总设计结构图 本设计由主控芯片51单片机，单片机时钟电路，键盘，和开锁电路组成。单片负责控制整个系统的执行过程。2.2开锁机构设计通过单片机送给开锁执行机构，电路驱动电磁锁吸合，从而达到开锁的目的。本设计通过P3.0接一个3极管驱动继电器打开电磁阀线圈实现开关门。AT89C51电磁阀开锁驱动电路密码正确图22 密码锁开锁机构示意图当用户输入的密码正确而且是在规定的时间及次数输入之内，单片机便输出开门信号，送到开锁驱动电路，然后驱动电磁锁，达到开门的目的。2.3主控芯片AT89C51单片机的简介AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器。主要特性： 与MCS-51 兼容 4K字节可编程闪烁存储器 寿命：1000写/擦循环 数据保留时间：10年 全静态工作：0Hz-24MHz 三级程序存储器锁定 1288位内部RAM 32可编程I/O线 两个16位定时器/计数器 5个中断源 可编程串行通道 低功耗的闲置和掉电模式 片内振荡器和时钟电路管脚说明： VCC：供电电压。 GND：接地。 P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。 P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。 P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。 P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示： P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断0） P3.3 /INT1（外部中断1） P3.4 T0（记时器0外部输入） P3.5 T1（记时器1外部输入） P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） P3.7 /RD（外部数据存储器读选通） P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。 /PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。 /EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET； XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。图2-3 AT89C51芯片图3 系统硬件设计3.1键盘设计为了使本电路更加简洁，本电子锁的密码锁采用简单易学但不为多数人知道的摩期码作为电路的密码输入。关于摩斯码的介绍如下：摩斯密码是20世纪使用较为广泛的电报传输使用的一种编码。电报最早是由美国的摩尔斯在1844年发明的，故也被叫做摩尔斯电码。它由一个输入按键在输入时按住的间隔时间长短组成来决定你的输入：短促的点信号 ，读 嘀 （Di）；保持一定时间的长信号，读嗒 （Da）。间隔时间：嘀1t；嗒3t；滴嗒间1t；字母间3t；字间5t。表31字符摩斯码对照表字符摩斯码字符摩斯码字符摩斯码A. _M_ _ Y_ . _ _B_ . . .N_ .Z _ _ . .C_ . _ .O_ _ _1 . _ _ _ _D_ . .P. _ _ .2 . . _ _ E.Q_ _ . _ 3 . . . _ _F. . _ .R. _ .4 . . . . _G_ _ .S. . .5 . . . . .H. . . .T_ 6_ . . . .I. .U. . _7_ _ . . .J. _ _ _V. . . _ 8_ _ _ . .K_ . _ W. _ _9_ _ _ _ .L. _ . .X_ . . _0_ _ _ _ _ 本电路设计只取09数字作密码有效数字，如果输入其它字符则无效。表32 本设计用到的数字的摩斯码和二进制对照数字0123456789摩斯码111110111100111000110000100000100001100011100111102进制111110111100111000110000100000100001100011100111103.2系统电路设计：本系统电路主芯片AT89C51，晶振和两个电容组成的时钟脉冲，一个电阻和一个电解电容和一个按键组成的复位电路，一个8段数码管构成的密码显示器，一个蜂鸣器，5个LED，一个NPN三极管加上一个继电器组成的驱动电路构成了系统电路。3.2.1 晶振时钟电路单片机XIAL1和XIAL2分别接30PF的电容，中间再并个12MHZ的晶振，形成单片机的晶振电路。图31 晶振电路3.2.2复位电路设计图32 复位电路3.2.3串口引脚功能介绍 单片的P1口外接1位8段数码管，作为密码输入显示器；INT0外接蜂鸣器，当INT0被置0时，蜂鸣器发出声音；P0口外接发光二极管用作系统工作状态提示。3.2.4 其它引脚 ALE引脚悬空，复位引脚接到复位电路、VCC接电源、VSS接地、EA接电源3.2.5 显示电路设计八段数码管显示你的摩斯按键是否正确对应你要输入的数字密码。由于采取上电设置密码的编程方法复位键即密码修改键设置在门后，要打开门才能修改密码。设置密码后若输入密码不对的前两次5秒报警，最后一次10分钟报警,摩斯按发错误除外(但有两秒报警，并且须全部密码重新输入)。本电路设置四位密码，由于每位数字键均由五位摩斯码构成则要输入20次摩斯码键！p0.0（绿色）“滴”显示，p0.2（黄色）“嗒”音显示，p0.4（红色）摩斯码按法错误或密码错误，p0.6（蓝色）表示该电路已设置了密码，等待输入密码进行比较。3.3电路图的绘制用PROTEL 99 SE绘制的完整电路图如下： 图33 系统电路图PROTEL绘制的PCB板：图34 系统PCB板3.4元器件采购1.元器件清单表33 元器件清单原件名称备注单片机AT89C51电阻R1，R210K，100K各一只电解电容C3100F无极电容C1，C230VF数码管一只5V蜂鸣器一只晶振12MHZ三极管9014一个按健S1，S2各一个12V继电器一个LED D1，D2，D3，D4绿，黄，红，蓝各一个2极管40041只万能电路板1块经采购继电器没有买到，所以原电路的输出电路3极管的继电器改为LED灯，只要电路IC经密码输入后能点亮LED灯则电路设计要求达到。4 .软件设计4.1 系统软件设计整体思路一个应用系统要完成各项功能，首先必须有较完善的硬件作保证。同时还必须得到相应设计合理的软件的支持，尤其是微机应用高速发展的今天，许多由硬件完成的工作，都可通过软件编程而代替。甚至有些必须采用很复杂的硬件电路才能完成的工作，用软件编程有时会变得很简单，如数字滤波，信号处理等。因此充分利用其内部丰富的硬件资源和软件资源，采用与C51系列单片机相对应的51汇编语言和结构化程序设计方法进行软件编程。程序设计语言有三种：机器语言、汇编语言和高级语言。机器语言是机器唯一能“懂”的语言，用汇编语言或高级语言编写的程序（称为源程序）最终都必须翻译成机器语言的程序（成为目标程序），计算机才能“看懂”，然后逐一执行。高级语言是面向问题和计算过程的语言，它可通过于各种不同的计算机，用户编程时不必仔细了解所用的计算机的具体性能与指令系统，而且语句的功能强，常常一个语句已相当于很多条计算机指令，于是用高级语言编制程序的速度比较快，也便于学习和交流，但是本系统却选用了汇编语言。原因在于，本系统是编制程序工作量不大、规模较小的单片机微控制系统，使用汇编语言可以不用像高级语言那样占用较多的存储空间，适合于存储容量较小的系统。4.2系统软件设计流程图开始图41 系统程序设计结构图糸统返回否是密码错误主人是否要修改密码开门密码保存后糸统返回输入新密码报警输入错误满3次输入错误未满3次密码比较 系统唤醒上电系统等待密码输入输入正确5 程序调试把也写好的汇编语言程序的载入软件调试工具，检查软件是否有设法错误，再根据软件提示对本程序进行修改，直到没有错误再生成单片机能运行的机器码，再用51开发板或其它单怎机写入工具把机器码写入单片机进行实际的程序调试，根据实际情况再对程序的不足加以修改，直到满足设计要求。5.1 程序调试用到的软件及工具调试本程序需要用到KEIL C51，及51开发板一块及其配套的下载烧录软件5.2 KEIL C51简介Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。用过汇编语言后再使用C来开发，体会更加深刻。Keil C51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows界面。另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到Keil C51生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。 C51工具包的整体结构： uVision与Ishell分别是C51 for Windows和for Dos的集成开发环境(IDE)，可以完成编辑、编译、连接、调试、仿真等整个开发流程。开发人员可用IDE本身或其它编辑器编辑C或汇编源文件。然后分别由C51及A51编译器编译生成目标文件(.OBJ)。目标文件可由LIB51创建生成库文件，也可以与库文件一起经L51连接定位生成绝对目标文件(.ABS)。ABS文件由OH51转换成标准的Hex文件，以供调试器dScope51或tScope51使用进行源代码级调试，也可由仿真器使用直接对目标板进行调试，也可以直接写入程序存贮器如EPROM中。5.3 调试过程 首先打开KEIL C51主程序，新建工程，新建文本框写入程序，保存，检查是否有语法错误，经反复检查无误后汇编，生成51单片机可执行的HEX文件。然后用51开发板相匹配的烧录软件把HEX文件写入单片机。图51 keil c51调试介面图52 单片机烧录软件介面 设计总结与展望实践是检验真理的唯一标准，当然也是检验学习成果的标准。在经过一段时间的学习之后，我们需要了解自己的所学应该如何应用在实践中，因为任何知识都源于实践，归于实践，所以要将所学的知识在实践中来检验。在做毕业设计期间，在老师的指导下，通过自身的不断努力，无论是思想上，学习上，都取得了长足的发展和巨大的收获，现将工作总结如下：思想上，学会了用科学的精神去解决问题。很多事情看起来是很简单的问题，但实际做起来去会发现有许多奥妙！这是因为其中蕴含着许多科学的问题。运用科学的方法去解决问题，这是我这次实训给我带来的思想上的改变。学习上，使自已在大学所以的知识在这次得到实践，学到一些书本上无法学到的经验，对电子元件有了进一步的认识。电子锁是信息化时代发展的产物，应时而生，我相信随着科技的不断发展，将来的电子锁一定更加完美，更加人性化，更加便宜，更加安全。致 谢以上为实习期间所设计的基于单片机与串行通信的电子密 码锁，它经过多次修改和整理，以是一个比较不错的设计，可以 满足人们的基本要求， 并能简单的学会使用。 但是因为水平有限， 此电路中也存在一定的问题，例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，但过于复杂以及 知识的有限，本次设计未能实现。因为是初次设计有许多地方需 要改进，如果有好的意见，希望董老师能给以支持。在没有做课程 设计以前，觉得课程设计只是对知识的单纯总结，但是通过这次 课程设计发现自己的看法有点太片面， 课程设计不仅是对前面所 学知识的一种检验，也是对自己能力的一种提高，通过这次课程 设计使自己明白了原来的那点知识是非常欠缺的， 要学习的东西 还很多，通过这次课程设计，明白学习是一个长期积累的过程， 在以后的工作和生活中都应该不断的学习， 努力提高自己的知识 和综合素质。在这次课程设计中，同学之间互相帮助，有什么不 懂的大家在一起商量，发现我们所学的知识实在是有限，不过我 们能够充分利用网络的优势去查阅资料。最后，课程设计中涉及 到的电路图，有的可以用图片制作工具绘制，但还是水平有限， 不能全部做完，只能用别人设计好的，以后要好好学习相关的图 片制作。在整个设计过程中懂得了许多东西，也培养了独立思考 和设计的能力，树立了对知识应用的信心，相信会对今后的学习 工作和生活有非常大的帮助， 并且提高了自己的动手实践操作能 力， 使自己充分体会到了在设计过程中的成功喜悦。虽然这个 设计做的不怎么好， 但是在设计过程中所学到的东西是这次课程 设计的最大收获和财富，使我终身受益。 感谢： 感谢： 经过两个月的忙碌，本次毕业设计已经接近尾声，在此，我要 感谢每一个帮助过我的人。 首先,我要感谢的是我的导师董蕴华老师。董老师平日里工 作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，都给予我悉心的指导