单片机电子密码锁设计

1、课程设计担当书大学新华学院专家计算机科学和技术团队成员。马欢赵雅琴苏德军吕银蕉成员分工程序：马欢赵雅琴设计电路图：苏德军吕银蕉课程设计主题。电子密码锁设计实践教育要求和任务：要求：利用51单片机，24C04和1602LCD设计电子密码锁，实现简单的功能。 完成以下设计使用Proteus 7 Professional模拟软件，设计模拟电路图，执行程序，完成系统模拟。2 )使用2)keilluvision4开发平台，用c语言设计软件程序。工作计划和进度计划：第14周：安排课程设计任务，查阅资料，分组设计和调试。第17周：调整、检查、答辩、编制课程设计报告。导师：年月日专业负责人：年月日学院教育副院

2、长：年月日目录1 .系统功能的概要22、开发平台的介绍22.1系统仿真平台Proteus22.2软件开发平台keil c23 .系统硬件构成设计33.1整体设计3.2各模块的设计44 .软件设计74.1主函数模块设计74.2各子函数模块的设计95 .系统模拟的执行结果116 .结论137 .参考文献8 .附录141 .系统功能的概要系统以美国Atmel公司的AT89C51单片机为系统的核心，液晶显示器LCD1602作为输出设备显示系统提示信息，以4*4矩阵键盘作为输入设备，用存储器24c04显示密码锁的密码如果用户输入的密码与存储器中存储的密码相同，则解锁成功，如果不同，则无法解锁，提示密码错

3、误。 系统软件是用c语言写的。 设计的系统液晶显示，密码修改方便，具有报警、锁等功能，方便，符合住宅、办公锁的需要，具有实用价值二.开发平台概述2.1系统仿真平台ProteusProteus软件是英国Labcenterelectronics出版的EDA工具软件。 不仅能模拟其他EDA工具软件的模拟功能，还能模拟单片机和外围设备。 这是现在最优秀的单片机和模拟外围设备的工具.Protues提供了丰富的资源：模拟零件资源：模拟数字和模拟、交流和直流等数千种零件，有30多个零件库。 模拟仪表资源：示波器、逻辑分析器、虚拟终端、SPI调试器、I2C调试器、信号发生器、模式发生器、交流直流电压表、交流直

4、流电流计。 理论上相同的设备可以用一个电路自由调用。 Proteus还提供了可以在线路上实时图形显示变化信号的图形显示功能，类似于示波器，但功能很多。 这些虚拟仪表具有理想的参数指标。 另外，Proteus为电路的测试提供了丰富的测试信号。 这些测试信号包括模拟信号和数字信号。用Protues进行电路模拟时，可以首先制作电路图，调用编译的目标代码文件：hex，然后用PROTEUS电路图观察模拟实物的运行状态和过程，改进自己的设计方案。 操作简单，非常适合初学者进行单片机模拟，理解其原理，加强实践。2.2软件开发平台Keil CKeil uVision2是德国Keil Software公司生产的

5、51系列兼容单片机c语言软件开发系统，使用与传统c语言相近的语法开发，与汇编相比，c语言在功能、结构、可读性、维护性上有着明显的优势大大提高了工作效率和项目开发周期，他可以嵌入组件，可以在重要的地方嵌入程序，可以接近组件的工作效率。 KEILC51标准c编译器为8051微控制器的软件开发提供了c语言环境，并保持了汇编代码的效率、快速性特征。 增强了C51编译器的功能，可以更接近CPU本身和其他派生产品。 C51完全集成到uVision2集成开发环境中，其中包括编译器、汇编程序、实时操作系统、项目管理器和调试器。3 .系统硬件配置设计3.1整体设计AT89C51时钟电路模块液晶屏显示模块密码记忆

6、模块。键盘输入模块蜂鸣器图3-1系统结构框图图3-2硬件图整体设计想法：本设计利用了单片机灵活的编程设计和丰富的IO端口及其控制的正确性，不仅可以实现基本的加密锁定功能，还可以增加停电存储器。 其中，09是用户可以输入密码的数字，10号功能是解锁键，11号功能是锁定键，12号功能输入修改后的密码，13号功能保存密码，14号功能重新输入。 使用液晶显示器显示信息。喘气。3.2各模块设计3.2.1 AT89C51模块AT89C51 P1端口通过连接一个矩阵键盘，作为密码输入和功能选择按钮的P0接口LCD1602的8位数据通信线P2.0、P2.1、P2.2连接到LCD控制端子，P3.2和P3.3连接

7、到24C04图3-3 AT89C51管脚图3.2.2键盘输入模块使用矩阵键盘，本设计在采用行列式键盘的同时，可以减少键盘与单片机接口时占用的I/O线的数量，其原理如图所示。 在本设计中，矩阵键盘连接到单片机的P1端口上。 各个水平(行线)和垂直线(列线)的交叉不通，用一个按钮连接着。 利用这个行列式矩阵结构，用4条行线和4条列线，可以构成具有44个按钮的键盘。 在该行列式键盘非键盘代码的单片机系统中，键盘处理程序首先执行等待键，确认有无按下键的段。 确认按钮被按下后，在下一步中识别哪个按钮被按下了。 密钥识别是一种常用的顺序扫描搜索法。图3-4 4*4矩阵键盘3.3.3 LCD1602本系统设

8、计的显示电路是为了向使用者提示而设置的。 在本系统的显示中，采用LCD1602作为显示模块，可以同时显示16x02，即，32个字符。 LCD是系统中，D0-D7管脚是单片机的P0端口，VSS和VDD分别是电源和地，VEE是液晶亮度调节按钮(可连接音量)，RS是数据或指令的选择端子P2.0，RW是读写的选择端子P2.1，e是如图所示。图3-5液晶屏16023.3.4密码存储模块在本设计中，使用带有I2C总线接口的E2PROM的24C04芯片来保存密码锁的密码，以便在系统停电时保存系统的配置密码。 SCL串行时钟AT24C02串行时钟输入管脚是用于生成装置的所有数据发送/接收的时钟的输入管脚。 D

9、A串行数据/地址AT24C02双向串行数据/地址引脚用于发送和接收设备上的所有数据，SDA是一个开路漏电输出引脚，可以与其他开路漏电输出或开路集电极输出进行线路连接。 A0、A1、A2设备地址输入目标这些输入管脚在级联多个设备时设置设备地址，如果这些管脚空闲，则默认值为0。 使用AT24C02，最多可以级联8个设备。 如果总线只指定了一个AT24C02，则三个地址输入管脚(A0、A1、A2 )可能悬空或连接到Vss。 如果总线只指定了一个AT24C02，则三个地址输入管脚(A0、A1、A2 )必须连接到Vss。 WP写保护如果WP管脚连接到Vcc，则所有内容都将被写保护并变为只读。 如果WP管

10、脚连接到Vss或悬空，设备可以进行正常的读写操作。图3图6中24c043.3.5时钟电路模块时钟电路使单片机产生顺序脉冲，单片机的所有运算和控制过程都由统一的顺序脉冲的驱动进行，单片机的时钟电路停止(水晶振动停止)时，单片机就停止工作。 采用内部时钟的情况下，连接方法如下图所示，在水晶振子的XTAL1(19脚)和XTAL2(18脚)之间连接12MHZ水晶振子，在两个管脚对上分别连接不同的电容，就会产生必要的时钟信号，电容的容量一般是几十皮法。图3-7时钟电路图4 .软件设计4.1主函数模块设计设计构想：电子密码锁工作的主要过程是LCD提示选择操作功能(开锁或更改密码)，用10号键盘开锁，然后在

11、13号14号进行密码的修改和保存。用户选择解锁后，将通过键盘输入解锁密码. 如果密码输入正确，液晶屏将表示密码正确，指示灯将点亮，表示解锁。 如果密码输入错误，液晶屏会通知您密码错误。 如果用户选择更改密码的功能，则系统会提示用户输入当前密码。 如果密码正确，液晶屏会提示用户进一步操作。 单片机向24C04写入新密码，否则提示错误并返回初始状态。开始。功能键盘扫描检测子例程表示密码的变更成功了。把新密码写入24C02要求输入新密码。单片机RAM密码临时存储区。您在LCD动态提示下输入了数字提示您输入解锁密码。要求输入旧密码。将输入的数字暂时存储在单片机RAM中判断旧密码是否正确与24C04的密

12、码相比输入是解除锁定还是更改密码.结束。LED点亮解开锁改变秘密错误正确一样的不是的图4-1系统程序的流程图4.2各子函数模块设计4.2.1键盘扫描子功能模块开始。按键，对堆栈保护进行编码调用12ms延迟子程序调用6ms延迟子程序代码化按键被按了吗？返回按键被按了吗？按键放开吗？是的，是的。否否是的，是的。是的，是的。否图4-2键盘扫描程序的流程图4.2.2 LCD子函数模块开始。输出显示把数据刻录到液晶屏上液晶屏初始化检查是否很忙。结束。是的，是的。否图4-3 LCD输出程序的流程图4.2.3 24C04子函数模块开始。液晶屏显示在24c04写密码初始化24c04和初始化密码相比是一样的吗？

13、结束。否是的，是的。图4-4密码存储程序的流程图5 .系统模拟运行结构图5-1程序开始执行图5-2输入密码解锁图5-3输入新密码图5-4保存新密码图5-5输入错误的密码图5-6连续输入三次错误的密码六.结论课程设计是培养学生综合运用中学到的知识、分析解决实际问题、训练实践能力的重要环节，是学生对实际工作能力的具体训练和考察过程。 随着科学技术的发展，单片机已经成为目前计算机应用前所未有的活跃领域，在生活中随处可见。 因此，作为21世纪的大学，掌握单片机的开发技术很重要。回顾这次单片机的课程设计，现在还很有感慨，从理论到实践，整整两个星期的日子，可以说又苦又甜，但是在能学到很多东西的同时，除了巩

14、固以前学过的东西，还学了很多书通过这次课程设计把理论和实际结合起来很重要，不仅是理论知识，还要把所学的理论知识和实践结合起来，只有从理论中得出结论，才能真正为社会服务，提高自己的实力和独立思考能力。 设计过程中遇到问题可以说是困难不为过。 第一次做，遇到过各种各样的问题。 同时在设计过程中发现自己的缺点，不充分理解以前学过的知识，不充分掌握，在这次课程中设计后，一定要重新学习以前学过的知识。7 .参考文献1李群芳张士军黄建单片微型计算机与接口技术电子工业出版社2谭浩强C语言程序设计清华大学出版社20053谢维成杨家国单片机原理与应用及C51程序设计清华大学出版社20098 .附录#includ

15、e#include#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define LCDIO P0#define delay4us() _nop_ ()； _nop_ ()； _nop_ ()； _nop_ ()；uchar buffer6=0；sbit sda=P33； /数据线sbit scl=P32； /时钟线sbit beep=P37； /蜂鸣器比特标志=0，aa； /用户定义的时间溢出标志位uchar DSY_BUFFER16=；uchar DSY_BUFFER116=；用户密码6=0；sbit rs=P20； /rs rd决定选择哪个寄存器sbit rd=P21；sbit e=P22；sbit led=P27；uchar代码表2 =；uchar代码表 = your密码. ；void delayms(uint z) /延迟1毫秒举止uint x，y；f