【《基于单片机的智能电子密码锁设计》10000字】

PAGE基于单片机的智能电子密码锁设计TOC\o"1-3"\h\u29203摘要 190241绪论 2250391.1电子密码锁简介 2161251.2电子密码锁的背景和意义 2263261.3电子密码锁发展的现状和前景 2213311.4设计任务及要求 3151562总体设计 3120852.1设计方案 3300052.2设计总体框图 3199353系统硬件设计 4187213.1系统主要芯片介绍 4230183.1.1STC89C51 4205003.1.2AT24C02存储芯片 590773.1.3LCD液晶显示模块 6146903.2最小系统设计 7292813.2.1键盘输入模块 756983.2.2密码存储电路 8165023.2.3复位电路 8145983.2.4显示电路 9327023.2.5开锁电路 962813.2.6报警电路 10196493.3综合设计图 1092154系统软件设计 11131834.1软件总体设计 11129324.2键盘扫描 1295634.3显示模块 15214604.4密码设置 16285084.4.1写操作方式 16133334.4.2读操作方式 17152124.5密码输入 1847594.6报警模块 19154745仿真的运行和调试 2030656实物设计与制作 2225738结论 2414871参考文献 2515777附录 26160附录1设计实物图 2658附录2设计源程序 28摘要：人们生活越来越好，但遭遇偷窃的情况不减反增。以前的门锁已经无法应对现代窃贼的高超手艺，如果无法提升锁具的安全性，那么无疑给人们的生活带来不必要的担忧。为了解决门锁容易被盗这个问题，而设计了一款安全性能更好的电子密码锁，电子密码锁是一种由电路板控制锁芯开启和关闭的新型锁具，它不仅可以通过用户输入自己设定的密码开锁，还可以用自己的面部特征识别开锁，并且有可靠的报警功能，操作更加安全方便。本次设计的主要板块用的是单片机AT89C51，因为要输入密码，所以先在外部接入矩阵键盘模块，然后在外围电路接入LCD1602液晶显示屏来显示密码和其他一些提示信息，再把摄像头模块连到外围电路来实现人脸解锁的功能。这样一来，键盘输入电路、复位电路、密码存储电路、晶振电路、电源输入电路、显示电路、报警电路和开锁电路就构成了本电子密码锁的主要系统REF_Ref3619\r\h[1]。本次设计对于提高门锁的安全性具有很大的意义，能有效的防止被盗，并且开锁更加方便快捷。关键词：AT89C51；电子密码锁；密码存储；人脸识别；报警1绪论1.1电子密码锁简介什么是电子密码锁？电子密码锁应该是使人们生活更加稳定，提高人们的安全感的一款锁具REF_Ref3619\r\h[1]。电子密码锁只需要输入密码或者看一眼摄像头就可以开锁，不再需要随身携带钥匙，开锁变得更加快捷和方便，而且价格也不算昂贵，相比传统锁具来说它具有以下几个优势：密码可以更改。用户出于安全考虑可以每天都更改一次密码，这就使锁具的安全可靠性更高，同时也避免了人们经常换锁带来的经济损失，这是传统锁具不具备的。操作简单，无论人们识不识字，只需输入几个数字就可以开锁，而且避免了人们忘记带钥匙导致无法开锁的窘境。具有报警功能，当具有自动报警功能时把防盗的安全性又提升了一个档次。无法通过“技术”破解，因为不需要钥匙，没有锁芯，传统盗窃手段将失去作用。1.2电子密码锁的背景和意义在古代文明时期，人们的生活水平虽然不太高，但是人们的生活氛围却是十分和谐，不需要用锁去封闭大门，因为没人会去偷窃。但随着文明不断发展，就出现了一些好吃懒做的人，想要不劳而获。于是就出现了偷窃的行为，为了保障人们的生活不受干扰，锁具就这样产生了。锁具的出现在一定时期起了一定的作用，比如刚开始的时候，窃贼对于锁具不太了解就只能望锁兴叹。但是盗贼也在不断学习，一开始会想办法暴力破锁，再后来会仿制钥匙来开锁入室盗窃。虽然传统锁具不断更新锁芯和锁具形式，但是小偷理解的锁的原理之后，甚至能用一根铁丝就打开了锁具，这就是的锁具的安全性又进一步下降。基于上述情况，人们认识到只更换锁的外壳，而其机械式开锁的原理不改变是无法改变被盗的情况的，需要研究新的开锁形式才是最重要的。于是智能电子密码锁的出现，使得人们的生活稳定性又有了很大的提升。但是，社会是在不断的向前发展，任何事物不进步就会被淘汰。电子密码锁虽然相对于传统机械锁安全了许多，但是人们对于新事物的接受总是带有怀疑性的，比如电子密码锁在长时间断电的情况下是否会失去安全性。而且电子密码锁刚问世的时候，人们会质疑安全性如此之高，相比传统的机械锁价格电子锁的价格肯定会高，与其花高价不如经常更换便宜的机械锁。因此，电子密码锁想要真正的给人们带来信任，还需要不断发展完善改进电子密码锁的功能，这也才能使得电子密码锁的发展更有意义。1.3电子密码锁发展的现状和前景目前，我们国家的电子密码锁发展还不是很完善，并且在民众之间也没普及。在西方发达国家，人们对电子密码锁了解较多，而且信赖电子密码锁，普及程度远远大于我国。我国在七八十年代年代改革开放前，单片机这类芯片科技还不是很发达，民众对此了解更加浅薄。随着科技的发展，特别是单片机出现以后，人们才明白电子密码锁的原理和构成，这也就推动了电子密码锁的发展。在过去的机密重地，都是一些笨重且体积巨大的机械锁，制作起来也十分麻烦，这时候，体积轻小安全性更高的电子密码锁就派上了用场。虽然现在电子密码锁在价格上可能还不太理想，而且需要一直保持供电状态，可能一时半会不会大面积普及。但是相信在不久的未来，随着芯片技术的不断提升，以及电子器件成本的降低，这种开锁方便并且功能齐全的电子密码锁一定会被人们接受。1.4设计任务及要求为了设计一个安全可靠的电子密码锁，应该能实现以下功能REF_Ref3871\r\h[2]：人脸识别功能，电子密码锁可以采用人脸解锁；密码解锁功能，由用户设置六位密码，密码由键盘输入，并且在显示器上显示“*”；能判断密码是否正确，正确则开锁，错误时会进行相应的提示；能更改密码，当用户需要改密码时，需要输入旧的密码确认，然后才能更改密码；能进行报警，当用户输入密码错误时，蜂鸣器就会进行提示，若密码错误三次，那么用户的手机app上会有相应提示。2总体设计2.1设计方案方案一：采用数字电路控制密码锁用包含两个JK触发器的逻辑数字电路74LS112来控制REF_Ref4083\r\h[3]，用户按键由0~9九个按键组成，但其中只有四个按键是有效输入的，其他五个都是无关的按键，若输入了无关按键，则输入的密码自动清零，用户要再次输入密码；如果用户在输入密码操作界面超过十秒，电路会进行提示并关闭显示屏，如果密码输入错误三次以上，则报警电路会被触发。采用这种设计的方案虽然电路不是很复杂，但是不太容易控制而且容易出错，不能不断进行改进升级，故不采用。方案二：采用以STC89C51为核心的单片机控制选用单片机AT89C51作为设计的核心元件REF_Ref4083\r\h[3]，由于单片机能配备多个外围设备，并且写入程序就可以控制相应功能，通过测试各种不同的功能来实现基本的密码锁功能。在单片机的外围电路接用于用户输入密码的矩阵键盘，再加入密码存储模块来存储密码，再加入摄像头模块用于人脸识别解锁功能，并且连接可以显示密码等提示信息的LCD1602显示屏，以及手机APP报警。由此看来，方案二控制性灵活性强且准确性好，并且保密性更强，还可以外加多种拓展功能，因此本次设计选用方案二来执行。2.2设计总体框图本次设计的电子密码锁系统主要组成REF_Ref4285\r\h[4]：用于用户输入密码的矩阵键盘、能每次用完自动复位的复位电路、用于存储用户密码的存储电路、给单片机提供反馈的晶振电路、电源输入、用LCD1602显示屏来显示提示信息和密码的显示电路、报警电路和开锁电路等。用户在使用这款密码锁的时候，通过矩阵键盘输入自己设定的密码，或者通过摄像头进行面部识别，单片机的存储模块再对输入的密码进行判断或者与预先输入的人脸数据进行对比，从而判断是否为用户本人所操作，若是用户本人操作，则把数据传到开锁电路；若非用户本人操作，则把数据传送给报警电路。系统总体框图如图2-2所示。键盘输入摄像头模块STC89C51键盘输入摄像头模块STC89C51报警电路开锁电路显示电路晶振电路存储电路复位电路报警电路开锁电路显示电路晶振电路存储电路复位电路图2-2系统总体框图各模块功能如下REF_Ref4285\r\h[4]：键盘输入：用于密码锁输入密码数字的功能：复位电路：完成系统的复位：存储电路：用于设定密码的存储：晶振电路：给单片机提供晶振频率：摄像头模块：用于输入用户人脸数据：显示电路：LCD显示屏来显示用户相关操作：开锁电路：用继电器来模拟开锁，完成开锁提示：报警电路：当输入密码错误或人脸数据错误，蜂鸣器报响并且向手机app发送通知。3系统硬件设计3.1系统主要芯片介绍3.1.1STC89C51MCS-51单片机是英特尔公司生产的易于编程和设计，容易掌握的一款通用单片机。这一系列单片机有很多型号，比如80C31、80C51、87C51是低功耗的，也有8032、8052等增强型的。STC89C51片内有1个8位承载运算器和控制器的CPU，还有1个128B的数据存储器和1个64KB的程序存储器，并且有P0、P1、P2、P3四个8位I/O口用来连接外部设备等功能，其内部的2个16位的定时器/计时器也是十分重要的,还有五个中断源和中断向量以及26个特殊功能寄存器。STC89C51引脚图如图3-1-1所示，下面是各个引脚的功能REF_Ref4478\r\h[5]：VCC：接+5V电源；VSS：接地；XTAL1:在外部没有独立的时钟源时，该引脚作为片内振荡器的输入端；若外部有独立时钟源，则该引脚负责接收外部时钟信号。XTAL2：在外部没有独立时钟源的时候，该引脚作为调节端口；有外部时钟源的时候，该引脚悬空不接。RST：复位引脚；PSEN：在低电平状态下，可以选择读取片内或片外程序存储器的信号；ALE/PROG：提供了可以存储信息的8位地址，在CPU读取了存储器里的内容时把单片机串口发出的信息保存起来。PROG用来把编程输入到片内FLASH存储器中。P0口：可以用作系统的地址或数据总线，也可以当作普通的外接端口使用。P1口：可以当作输出口也可以当作输入口。P2口：大多数情况下当作8位地址总线使用，但它也可以作为通用端口使用。P3口：它可以像前几个一样作为通用端口，但它重要的是可以分别定义第二输出功能获第二输入东南，它还有很多第二功能，如：串行书输入输出、外部中断、定时器功能、外部存储器的写选和读选功能。图3-1-1STC89C51引脚图3.1.2AT24C02存储芯片AT24C02是一个含有256个8位字节的AT24XX系列串行E2PROM的一种器件。该器件是Atmel公司生产的低功耗的存储硬件，它进行操作要通过I2C总线接口，可以对写操作进行保护。其引脚图如图3-1-2，各引脚功能如下REF_Ref4478\r\h[5]：SCL：时钟线，各器件的启动信号，时钟信号都经过此线传输转换。SDA：接收来自时钟线上的启动数据或时钟信号并做出判断以保持同步控制作用。A0、A1、A2：器件地址输入端。它的三个端口都能接悬空或者电源、接地，本次设计三个端口都接地，所以他们的值都为0（WP=0)。WP:写操作保护端口。如果WP=1（即写保护状态下），那么存储器里的内容只能读出不能写入；如果WP=0（即悬空、接电源、接地三种情况）就可以正常的写入或读出。图3-1-2AT24C02引脚图3.1.3LCD液晶显示模块液晶LCD显示器不仅能清晰的显示出想要显示的字符，而且体积小REF_Ref4478\r\h[5]，因此在单片机相关的设计经常被使用。同时，又根据功能不同，他可以分为以下几种类型。字段型。字段型LCD驱动原理是根据Seg0上的各种输入波形来决定那一段亮，从而显示相应的数字或字符。字符型。这种类型的LCD显示屏就是每个字符都有对应的码值，要想调用字符，只需要输入相应的码值就可以在屏幕上显示出来。点阵图形型。点阵图形型就是根据点阵不同的排列组合而形成不同的字符。本次设计选用的是字符型LCD显示模块，各引脚功能由表3-1-3给出，引脚图如图3-1-4：编号符号引脚说明标号符号引脚说明1VSS电源地9D2|数据2VDD电源正极10D3数据3VL液晶显示偏压11D4数据4RS数据/命令选择12D5数据5R/W读/写选择13D6数据6E使能信号14D7数据7D0数据15BLA背光源正极8D1数据16BLK背光源负极表3-1-3LCD液晶显示功能表图3-1-4LCD1602引脚图3.2最小系统设计3.2.1键盘输入模块因为要满足用户输入密码功能的需求，而单片机的I/O口不能满足这种需求，所以当按键需求过多时，就要再单片机外部连接一个矩阵键盘。矩阵键盘由几个行线和几条列线组成，行线和列线的交汇的点就是按键的位置REF_Ref4478\r\h[5]。如图3-2-1是矩阵键盘仿真图。图3-2-14×4矩阵键盘由于行线和列线的交汇点就是按键的位置，那么按键的开关一端接到行线上，一端接到列线上。若是没有键被按下，那么行线一般保持高电平状态，若平时列线时低电平状态，当有按键被按下的时候，行线列线被压到一条线上，于是对应的行线也变成低电平。通过以上就能确定矩阵键盘哪个按键被按下。3.2.2密码存储电路由于电子密码锁需要设置密码，而且每次用户使用的密码基本都是相同的，这就需要单片机存储密码信息，但是单片机每次关机后会自动清除信息，这就需要外加一个能够存储密码信息的掉电存储模块REF_Ref4975\r\h[5]。如图3-2-2为密码存储电路的仿真图。图3-2-2密码存储电路如图所示的A0、A1、A2对应的1、2、3引脚接地，WP对应的7引脚也接地方便进行正常的读写操作，SCL对应的6引脚连接单片机P2.5来接收启动信号或者时钟信号，SDA对应的5引脚连接单片机的P2.6来判断时钟信号或者其他信号来保持同步控制，数据就通过这条双向I2C总线进行串行传输，通过这个模块，单片机就能高效的保存有效信息。3.2.3复位电路单片机的复位操作是非常重要的，因为当系统陷入了“循环”或者“跑飞”状态，就是我们常说的死机状态下，就需要进行复位操作重新启动程序。复位操作完成后，单片机就会重新启动REF_Ref4975\r\h[5]。图3-2-3是单片机复位电路仿真图。图3-2-3复位电路单片机的复位操作有两种，一种使通过电容C1被电源VCC充电，由此RST接收一个时间较短的高电平信号（通常VCC放电时间不超过1ms），系统就会自动放电复位。第二种是人工复位，通过按键直接就可以给RST一个高电平使单片机复位。3.2.4显示电路作为一个字符型液晶显示器，为了能满足用户的显示需求，LCD1602提供了一个包括了英文字母、阿拉伯数字、标点符号的字符集。要想调用字符集里的字符，只要输入相应字符的程序码就可以在屏幕上显示相应字符。要想LCD正常显示字符，要先对其进行初始化设置，称为写命令操作，再通过写数据等操作，就可以使LCD显示相应的字符REF_Ref4478\r\h[6]。本次设计LCD的主要任务就是显示输入的密码以及对开锁成功或失败的提示。图3-2-4是PROTEUS中显示模块的仿真图。图3-2-4显示电路3.2.5开锁电路本次设计的电子密码锁，由用户输入密码，若密码输入正确，则显示器上显示”welcome“，若输入密码错误，则蜂鸣器响一次，错误了三次以上就会给手机APP进行提示。设计中添加了一个继电器，因为只是仿真，所以用其模拟开锁系统，若开锁成功则继电器磁力吸合；若开锁失败，则继电器没有反应REF_Ref5148\r\h[7]。如图3-2-5所示图3-2-5继电器开锁电路 单片机模拟开锁系统中，当用户输入的密码正确时，继电器的磁力就会吸合，从而发出咔嗒一声，代表开锁成功。3.2.6报警电路本次设计的电子密码锁预期的报警系统是用户每输入密码错误一次蜂鸣器就会发出一次响声，如果密码连续输错了三次，那么不仅蜂鸣器发声，还会接着向用户的手机APP发出报警提示REF_Ref5229\r\h[8]。图3-2-6是用蜂鸣器模块的报警机构仿真图。图3-2-6报警电路蜂鸣器工作的原理时当外部输入密码错误三次时，系统给P3.7一个脉冲，通过脉冲使蜂鸣器发声。 当用户选择密码解锁时，那么若输入密码错误三次以上就会向手机APP发出报警提示。3.3综合设计图在对各个模块有了基本的了解之后，对电子密码锁的设计也有了个大概的设计理念。为了方便实物制作的时候尽可能的减少错误，所以先在PROTUES上将用到的模块都集合在一个电路设计图中，于是一个能实现电子密码锁的仿真电路图就基本绘制完成。图3-3即为本设计的硬件综合设计图。图3-3基于单片机的电子密码锁设计仿真图 在仿真电路图制作完成后，再把程序编写好后，在KEIL中检查程序正确后，将程序烧录进PROTEUS中，在PROTEUS中点击运行之后，可以通过正确输入密码观察开锁电路是否正常，也可以通过输入错误密码测试报警电路。届时，再根据各个电路的工作情况来进行改进，以完善设计的功能，达到完成设计的目的。4系统软件设计软件总体设计根据这次设计的电子密码锁的功能需求而去确定本次设计的主要步骤，本次设计的主程序流程图如图4-1所示。图4-1主程序流程图根据这次设计的电子密码锁功能可知，电子密码锁的软件设计问题应该主要有以下几个：如何输入用户设置的密码，密码的显示，怎么存储密码，怎么实现人脸识别，还有怎么确定是开锁还是报警，下面就从各部分的软件设计来解决这些问题。键盘扫描矩阵键盘扫描应该能够实现以下的两个基本要求REF_Ref5592\r\h[13]：能判断是否有键按下，能确定是哪个键被按下。完成这两项功能主要分以下三步完成：（1）判断整个键盘是否有键按下。让所有的行线都处于低电平状态（即全为0），再去检查各个列线的状态，如果列线的状态不全是高电平（即有0有1），那就说明有键被按下；要是全为高电平状态（即全为1），那么就说明没有键被按下。（2）识别被按下的键的位置。先扫描每一行的值，让每行输出的都是低电平，再去扫描每列的值。若扫描的这一列输出的都是高电平，就与这一行的电平相反，就说明这一行的按键没被按下；若扫描的列有高电平有低电平，那就说明这一行有按键被按下。（3）查键值表，根据返回键值的信息来确定按键的功能。利用算法，根据第二步得到的行列的信息，来形成完整的信息，由此信息确定按键的键值。在确定键值的过程中，算法应该是相同的，而计算得到的键值不同才能确定具体的按键。表4-2所示的是矩阵键盘各个按键对应的键值。按键名称键值按键名称键值10x7e90x7d20xbe00xbb30xdeA0xdb40xeeB0xeb50x7dC0x7760xbdD0xb770xddE0xd780xedF0xe7表4-2按键键值表如图4-2-1所示是键盘扫描并识别的流程图：图4-2-1键盘扫描程序流程图从流程图可以看出，键盘识别的过程是通过一行一行的扫描，如果确定了在那一行，在通过列扫描确定具体的列，在求出键值来确定哪一个按键。在实际操作的时候，有时候按键会因为抖动而在使用的时候会被当作两次或者两次以上操作REF_Ref5308\r\h[9]。所以要进行按键的消抖工作，常用的按键消抖有两种：延时消抖和自动去抖动的硬件电路。本次选用了延时消抖的方法去抖动，因为这种方法只要执行一段几毫秒的子程序，检查对一个行线的电平高低就可以确定按键是否按下了。图4-2-2为CPU扫描第一行键盘的程序流程图，通过行扫描就能确定哪个键被按下。图4-2-2单行键盘扫描流程图显示模块 由于设计要求输入密码以及密码的正确或者错误提示，这就要求显示屏不仅要显示数字，还需要显示意识开锁成功或开锁失败的提示字符，因此要实现显示的各个功能需要多个显示子程序。使用LCD1602的一般要先初始化，初始化就是要设置行，进行清空屏幕、设置光标在什么地方显示、光标是否闪烁、以及光标移动的方向。接着写命令函数，然后将想显示的字符对应的ASCLL码写入LCD中就可以显示出来了REF_Ref5592\r\h[13]。如图4-3是LCD1602显示字符的程序流程图。图4-3显示字符程序流程图 显示模块子程序主要指根据LCD1602的命令语句以及它引脚的具体功能编写，程序逻辑相当简单。4.4密码设置密码设置在AT24C02中写进初始密码，这个初始密码会被保存在芯片里，每次开机用户输入的密码都会直接拿来与初始密码进行比较，由此来判断是否为用户本人操作。若要修改密码，那么之前存储的密码就会被删除，从而写入新的密码，以便下次进行密码比较。密码存储模块的正常运行主要与AT24C02的写操作方式还有读操作方式有关，它又有几种不同的擦作方式。下面从各个不同方面来具体分析。4.4.1写操作方式两种写操作方式为：字节写和页写。(1)字节写。字节写操作主要是先由单片机发送启动信号，然后在器件应答后，再由单片机指定地址写一字节数据，等待器件的应答；若器件应答，则就可以发送8位的包含想要传递的信号。如果要终止这种状态，则由单片机发送终止信号即可。 本次设计中采用的是字节写方式。图4-4-1为字节写的程序流程图。图4-4-1将字节写入AT24C02的程序流程图（2）页写。页写的也是需要先能应答单片机发送的启动信号，但它与字节写不同的是：字节写一次只能写入一个字节的内容，而页写一次能发送一页的数据，即8个或16个字节的数据。4.4.2读操作方式有两种不同的读操作方式，一种是指定地址读方式，另一种是指定地址连续读方式。 本次设计中采用的是读随机地址内容操作方式。程序流程图如图4-4-2所示。图4-4-2读AT24C02相应地址内容的程序流程图 密码存储的功能实际上就是在AT24C02中写入初始密码，然后读取外部输入的密码，进行对比判断。不过由于芯片在操作中可能接收不到主机的信号而无法应答，所以连续写多个数据可能会出错，因此本次采用了一次写一个字节读一个字节的操作，重复多次来完成任务，保证了密码存储的可靠性REF_Ref6490\r\h[11]。4.5密码输入用户从键盘输入的密码应当首先进行密码的存放，然后再考虑密码的显示。同时还要考虑密码的比较、修改等问题，为了安全起见，在显示屏上把密码显示为“*”REF_Ref6490\r\h[11]。密码输入的流程图如图4-5。图4-5密码输入程序流程图用户在输入密码的时候，每输入一个数字光标后移一下，并在屏幕上显示“*”，当输入密码超过六位时，程序就不再进行处理，显示屏上也就不会显示多余的字符。如果用户不小心输错了密码，可以按返回键删除错误的数字，若输入为空，则按返回键会回到选择输入密码或者改密码的界面。4.6报警模块报警子程序的原理就比较简单，主要就是用户密码输入错误一次，蜂鸣器就会发出一次响声；如果密码输入错误三次就会给手机APP发送报警提示信息REF_Ref6490\r\h[11]。图4-6为报警子程序流程图。图4-6报警子程序流程图5仿真的运行和调试为了验证设计的可行性，最好的办法就是先在PROTEUS上面画出电路仿真图，然后再在KEIL上编写程序，确定仿真图和程序没有问题后，再进行联合调试。 KEIL是用于单片机仿真或运行的语言编程开发环境，而且有很强大的软件调试功能，还能生成运行速度比较快的程序代码。不仅如此，他所需的内存空间也不大，因此是可以与汇编语句相媲美的。PROTEUS是一种虚拟仿真软件，用户可以不需要硬件样机先在电脑上将系统的功能及运行过程形象化，然后画好虚拟的电路模块，再把提前写好的程序烧录进去就可以看到单片机系统的运行效果REF_Ref6660\r\h[12]。 KEIL和PROTEUS在单片机相关设计中使用十分频繁，二者联合仿真调试可以让设计者清楚的了解各个器件的工作情况。并且通过二者的联合仿真和调试，再出现问题的时候，能把各个模块分开单独检测，并且能判断出是否为程序的错误，使得设计者能够及时发现问题并改正问题。本次设计的联合仿真结果如下，若用户输入密码错误超过三次，那么键盘就会锁定，并且报警电路被激活，蜂鸣器发出警报，同时手机APP接收到提示。如图5-1是仿真结果图。图5-1密码错误仿真电路图若用户输入密码正确，则密码锁政策打开并且在显示屏上显示“欢迎回家”的字样。如图5-2是本次设计的密码正确时的仿真电路图。图5-2密码正确后的仿真图6实物设计与制作在联合仿真与调试没有问题后，本次设计就可以开始最后也是最关键的一个环节--实物设计与制作。由于仿真电路图已经能够很好的实现电子密码锁的基本功能，因此只需要在画好的PCB板上焊好各个模块，就可以顺利设计出一款简洁美观又实用的实物。在本次制作的实物中，用户输入的密码会以“*”的形式显示，如图6-1是输入密码时的实物图：图6-1密码输入实物图若用户输入了正确的密码，则密码锁正常打开，并且在屏幕显示“Welcome”，如图6-2是密码正确时的实物图：图6-2密码正确的实物图若用户输入了错误的密码，则密码锁锁定并且显示错误提示，如图6-3是密码错误时的实物图：图6-3密码错误的实物图若密码输入错误超过了一定次数，报警系统启动，手机APP会提示设定的消息，手机端发送的消息无效，不反应，如图6-4是手机APP提示的实物图：图6-4手机APP提示实物图本次设计的实物制作，由于经验不足，出现了不少问题，但这也让我学会了很多。首先是根据仿真图来制作实物，但两者还是有区别的，所以也不能尽信仿真图，应该根据实际情况来焊接电路板；其次是在焊接过程中，要注意电焊笔的使用，一直带电状态会损害电路板；最后就是在焊接的过程中要注意电路布局的工整，工整清晰的电路布局不仅能使实物看起来更加美观而且在查找错误时也更加方便。结论经过几个月的努力，在老师和同学的帮助下，终于设计出了一款基于单片机实现的智能电子密码锁。称之为智能密码锁的原因是它具有以下几个功能：（1）人脸识别功能，电子密码锁可以采用人脸解锁，若非本人的人脸数据则不做反应；（2）密码解锁功能，由用户设置六位密码，用键