单片机89C51为核心的数字密码锁设计毕业设计论文

沈阳理工大学课程设计报告PAGEPAGE10摘要本文主要设计了一种以单片机89C51为核心的数字密码锁，详细的介绍了该数字密码锁完整的设计过程和外围的开锁电路的设计。数字密码锁主要由三部分组成：键盘接口电路、数字密码锁的控制电路、输出八段显示电路。键盘接口电路包括时序产生电路、键盘扫描电路、键盘译码电路。数字密码锁控制电路设计包括数字按键的数字输入、功能按键的功能设计、密码清除、变更等。输出八段显示电路包括数据选择电路、八段显示器扫描电路。并按照实际的尺码，做出了PCB连接图。关键词：单片机；密码锁；PCB

目录267191引言 1227282硬件设计 2229331.1系统的结构框图 2306442.2PCB原理图 2270233操作步骤 387754心得体会 815862参考文献 9引言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。密码锁因具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等优点，受到了广大用户的青睐。据有关资料介绍，电子密码锁的研究从20世纪30年代就开始了，在一些特殊场所早就有所应用。但当时多半是配合机械锁一起作用且存在着诸如体积较大，成本较高，可靠性较低等缺点一时难以普及。现今常见的密码锁设计主要有两种方案，一种是中规模集成电路控制的方案，另一种是单片机控制的方案。对于采用集成电路控制的方案，其中的编码电子锁电路分为编码电路、控制电路、复位电路、解码电路、防盗报警电路、门铃电路，而电子锁主要由输入元件、电路(包括电源)以及锁体三部分组成。显然此种方案的物理实现结构较为复杂且重新设置密码、输入密码的操作过程也会给用户带来一定的不方便；而利用单片机控制的方案，由于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，不但能实现基本的密码锁功能，还能添加掉电存储、声光提示甚至添加遥控控制功能，但其也有一定的局限性，就在于其控制原理的复杂以及要求设计人员具有更加良好的程序设计能力，调试较为繁琐，否则程序一旦跑飞将造成意想不到的损失。通过对这两种方案的优缺点比较，再考虑到本人自己对单片机设计具有一定的基础，所以此次选择利用单片机来进行密码锁的设计。2硬件设计2.1系统的结构框图89C5189C51单片机报警模块报警模块矩阵键盘矩阵键盘控制开锁模块开锁模块显示模块显示模块图2.1电路的总体设计框架PCB原理图各模块拼接组合，电路总体设计图如图2.2。数码管位选的8个端口接在单片机的P2口；段选端则接在单片机的P0口，由于P0口内部没有接电阻，因此需在P0口外部接一个10k的排阻，并将其上拉；键盘矩阵接在单片机的P3口，用来输入密码；报警装置安排在P1口。图2.2PCB原理图操作步骤打开DXP2004软件新建一个PCB项目，在项目文件下追加一个原理图文件创建原理图，在元件库里面依次找到构建原理图的每个元件并用连接线顺次连接，当遇到有的元件并不出现在相应的元件库中时，则需要自制相关原理图及其封装形式。画好的密码锁原理图如下。自制相关原理图的方法。文件—>创建—>库—>原理图库，在打开的界面中画出相应的原理图，并进行保存，在密码锁的PCB制作中数码管和喇叭的原理图就是有自己创建的。图3.1创建原理图图3.2创建的数码管自制相关封装形式的方法。文件—>创建—>库—>PCB库。在打开的界面中自制元件的封装形式，并进行保存，在此次PCB板设计中很多元件的封装形式都是自行制作的。图3.3创建PCB库数码管开关扬声器晶振发光二极管画好了原理图接下来就是制作PCB板了，首先创建一个PCB文件保存，然后回到原理图进行设计—>UpdataPCBDocument—>执行变化，得出如下结果，接下来就是将这些原件按一定的顺序排列在PCB板上。图3.4所有原件手动排列后自动布线—>全部对象—>routeall执行后如下图所示图3.5结果图最后需要将制作好的PCB板覆上铜并将其接地，防止在电路板印刷过程中的信号干扰。结果如下图所示图3.6顶层覆铜后图3.7底层覆铜后

4心得体会经过一学期的研究和创作，我终于完成了这次课设项目及课设报告。感谢在本次论文设计中给予我帮助的老师和同学们。在本次论文设计中，我学习到了很多知识，重新对51系列单片机进行了系统学习，更加详细的了解了51系列单片机的功能，也重新加深了对七段显示管，键盘矩阵等的功能了解及设计技巧。当然，在本次设计中，遇到许多困难，充分表明我在以往的学习过程中在这方面知识的欠缺和经验不足。转眼大学生活已经过去了三年，现在我们也将步入社会开始自己新的生活。通过这段时间做设计，我深深的感到自己在学校所学到的书本上的知识，还远不能满足自己以后的需要。虽然自己将要告别学生生活，但自己在以后的工作中还要更加努力的学习，做到“学习永无止境”。我相信四年的大学学习、生活，将成为我人生中的一笔宝贵的财富。本次课程设计的电子密码锁是最基本的设计，具有简单实用性，首先采用了AT89C51单片机作为主控制芯片，以达到使设计整体简洁明了的目的。设计中实用的按键连接电路、显示连接电路、复位电路都是51单片机设计中最常采用的设计电路。还学会了画电路图并自己设计PCB电路板。意义非凡！参考文献[1]郭勇.ProtelDXP2004SP2印制电路板设计教程.第一版.机械工业出版社，2014:71~112[2]李朝青.单片机原理及接口技术.第二版.北京航空航天大学出版社，2002:32~63[3]王忠飞.胥芳MCS-51单片机原理及嵌入式系统应用.第四版.西安电大出版社，2007:31[4]何立民.我国单片机应用技术发展趋势及展望—自动化与仪表.第三版.机械工业出版社，1992:11~25[5]陈明荧.89C51单片机课程设计实训教材.第二版.清华大学出版社，2004:41~45基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究基于单片机系统的网络通信研究与应用基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究基于双单片机冲床数控系统的研究与开发基于Cygnal单片机的μC/OS-Ⅱ的研究基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现变频调速液压电梯单片机控制器的研究基于单片机γ-免疫计数器自动换样功能的研究与实现基于单片机的倒立摆控制系统设计与实现单片机嵌入式以太网防盗报警系统基于51单片机的嵌入式Internet系统的设计与实现单片机监测系统在挤压机上的应用MSP430单片机在智能水表系统上的研究与应用基于单片机的嵌入式系统中TCP/IP协议栈的实现与应用单片机在高楼恒压供水系统中的应用基于ATmega16单片机的流量控制器的开发基于MSP430单片机的远程抄表系统及智能网络水表的设计基于MSP430单片机具有数据存储与回放功能的嵌入式电子血压计的设计基于单片机的氨分解率检测系统的研究与开发锅炉的单片机控制系统基于单片机控制的电磁振动式播种控制系统的设计基于单片机技术的WDR-01型聚氨酯导热系数测试仪的研制一种RISC结构8位单片机的设计与实现基于单片机的公寓用电智能管理系统设计基于单片机的温度测控系统在温室大