单片机密码锁设计

1、引言11.1设计目的随着电子技术的发展，电子密码锁出现了。电子代码锁定是通过键盘输入一系列密码来完成解锁过程。研究这把锁的初衷是提高锁的安全性。目前国内自行开发的电子锁还没有广泛使用。国内不少企业也引进了世界先进技术，发展前景很大。通过持续的努力，希望电子密码锁在我国也能得到广泛的应用。1.2设计要求通过此课程设计要求，可以掌握教科书知识并实际使用。利用所学的电子技术知识准确地分析和设计电路，将适当的电路用于实际电路，将教科书知识转化为实际能力。1.3设计方法(1)能够从键盘输入密码并相应地显示在显示器上的*系统吗？如果有判断密码是否正确的功能，则解除锁定，如果有错误，则输出信息。(2)密码由

2、程序直接设置，用户自行设置后渡边杏。(3)具有自动报警功能。密码错误，相应的红灯亮时，蜂鸣器会发出警报并显示提示。(4)具有手动重置功能。2设计和原理2.1全系统设计根据以上分析，本电子密码锁设计的主要重点是4x3矩阵键盘设计、液晶屏信息显示和密码的比较和处理。当然，除了这几部分外，还有报警等功能模块。其中矩阵键盘用于输入数字密码和实现各种功能。通过连接到单片机的矩阵键盘，将用户输入的密码与自行保存的密码进行比较，验证密码是否正确，然后控制针脚级别是否传送到解锁电路或报警电路。如图1所示，显示了系统范围的方框图。2.2设计硬件资源分配p 3.0到p 3.7用于液晶显示。用于蜂鸣器和警告灯控制的

3、p1.6、p1.7. p1.4解锁电路控制。p 2.0到p 2.7用于键盘电路控制。用于控制p 1.0至p 1.2液晶屏显示模块的控制端口。3硬件设计选择3.1.1芯片at89c51芯片制作的at89c51是一种低电压高性能cmos 8位微控制器，它允许处理整个系统的信息，包括用keil软件编写程序，然后处理安装到微控制器后传递到矩阵键盘的信息，并且基于按键和相应按键功能的处理顺序，将该信息与微计算机的每个针脚相对应，以实现按键效果。例如：显示是否解除锁定、警示等。at89c51提供以下标准功能：4k字节闪存128字节内部flash、2个32 i/o端口线16位定时/计数器、1个5矢量2级中断

4、结构、1个全双工串行通信端口、片上振荡器和时钟电路。另一方面，at89c51减少了0hz的静态逻辑操作，并支持两种软件选项节能操作模式。允许ram、定时/计数器、串行通信端口和中断系统继续运行，从而停止cpu操作的空闲模式。断电方法存储ram的内容，但使振荡器停止工作，并阻止所有其他部件工作，直到下一个硬件重置。图2显示了at89c51的针脚图。3.1.2单片机最低系统设计scm最小系统是由使单芯片微型计算机工作的最小设备组成的系统。原因微控制器已包含数据存储和程序内存，因此只需在外部添加时钟电路即可重置电路可以配置单片机最小系统。(1)为了使用单片机，提供单片机频率确定频率的时钟电路必须为c

5、pu提供频率利率的电路。图3是时钟电路的普罗米修斯模仿进度。单片机允许的振动决定范围为1.2 mhz到24 mhz，一般为11.0592mhz，电容器c2，c3的值影响振荡频率输出的稳定性、大小和振荡电路的振动速度。可以选择20到100 pf，普通位30pf(2)每次计算机开始工作时，必须对cpu和系统中的其他组件进行确认的初始值重置状态。图4是单芯片复位电路模拟图。scm rst针脚在高水平上有效。电瞬间c1充电，rst引脚输出只要rst制动器保持在两个机械周期以上(约10毫秒)的高水平，微芯片就可以复元比特。在微控制器上工作后，如果想重置，只要按下开关，微芯片就会再次重置状态。如果晶体振动

6、频率为12mhz，则rc的典型值为c=10f，r=8.2k。3.1.3矩阵键盘设计需要通过接口电路和cpu连接的一组键或键盘确定按下了哪个键(联系接头或断开连接)。调查还是不调查查询或中断方法使用单芯片i/o端口。因为单芯片i/o端口数量较少为了更合理、更有效地利用单片机的i/o端口，通常需要键击使用矩阵键盘实现多键功能。图5是proteus中4x3力矩阵列盘的电路径模拟图像。矩阵键盘也称为行列式键盘。决定因素键盘的硬件结构通过线路输出端口比较简单。和列输出端口构成在行和列交点处设置的矩阵键盘。仅当按键被按下时行和列可以连接。这样，只要检测行和列是否连接，就可以知道是否按下了键。行和列通常连接

7、到键开关的两端，因为键设置位于行和列吴宣仪的交点如果没有按下键，则假定行线位于较高的级别，列线是较低的级别，并且在有按下键的情况下按下的键行和列被连接，行线被列行拉得更低，更改为更低的级别。这就是知识矩阵键盘上的键是否被按下。如果确定按键被按下，则逐行扫描将读取i/o端口的值，以确定哪一行的值已更改，已更改的行是按下的键所在的行。此外，每个键都有对应的行行和列值、行和列的组合值，如果算法一致，则此键的编码值为每个键的组合值如果编码是固定的，并且每个键的编码徐璐不同，则通过读取i/o的所有值都可以具体知道键盘可以识别按了哪个键。3.1.4液晶屏模块设计lcd1602是一种基于字符的液晶显示器，专

8、为显示字母、数字、符号等而设计点阵液晶显示器。lcd1602的显示容量为16x2个字符(每个可显示两行)16个字符)，芯片工作电压4.5至5.5v，工作电流2.0毫安(5.0v)，最佳模块工作电压为5.0v。lcd1602有16个针脚。在lcd1602的相关设计中，主要通过创作程序进行控制lcd1602的针脚4、5和6通过数据或说明写入和执行数据或命令的写入和执行进一步增强了lcd1602的显示功能。验证仿真库中使用的数据lcd602图6代替lm016l是proteus中显示模块的模拟图。液晶屏必须提供足够的电流才能正常工作，因此请实际应用显示器要正常工作，必须在数据端口上拖动阻力，但是此仿真

9、没有额外的拉伸阻力。3.1.5预警模块、解锁模块和表示模块解锁模块作为带led管的继电器工作，而不是电磁锁。电路如图7所示。警报模块用蜂鸣器表示，电路如图8所示。指示灯指示模块是否解锁。3.2硬件连接图根据电路原理，在proteus上绘制每个功能模块的模拟图，确认每个功能模块正确后，将所有模块集合到电路设计图中，绘制出功能完整的整体硬件模拟图。在设计过程中，将单芯片at89c51与键盘输入、显示、报警电路、解锁电路、时钟电路、郑秀晶电路连接到硬件连接图，从而在proteus软件平台上选择适当的at89c51芯片、lcd显示器、键盘和其他电气子组件，并将它们连接到电路。3.3设计原则系统运行时，

10、用户按键输入6位密码，单片机将输入密码和设置密码输入行进行比较，如果密码正确，相应的绿色指示灯闪烁，发出解锁信号，门打开，系统不发出警报；如果密码不正确，相应的红灯会闪烁，蜂鸣器会发出警报音。4软件设计4.1编程c语言编程，源代码列表见附录1。4.2流程图流程图是图4。5系统仿真和实际调试5.1 pro teus模拟图如果模拟结果密码正确，液晶屏上将显示“open(打开)”，绿色亮起。模拟图载于附录2。5.2问题分析如果电源、晶体电路和重置电路没有异常，液晶屏将出现问题。(1)蜂鸣器的声音起初太小，听不清，但以后添加一个晶体管后声音就会改变大。(2)开机和报警电路工作，分析原因是微芯片开始将每

11、个针脚输出到低水平。(3)解锁电路完成后，继电器没有吸，后来通过调试和晶体管等打开了继电器吸液指示灯。6摘要微控制器at89c51设计了具有报警功能的电子密码锁，使用c语言编写了将外围键盘输入、显示、报警、解锁和其他电路组合在一起的主机芯片控制程序。我认为这次单片机课程设计很有意义，很重要。课堂上我们大部分只接触专业讲座的理论知识，如何锻炼我们的实践能力？如何把我们学过的专业基础课程理论知识付诸实践？这次课程设计为我们提供了一个很好的实践平台。在这个过程中，我发现了很多问题，就像很简单的电路一样，直接着手设计它是很困难的。主要原因是我不经常设计电路，而且资料的查询也是个大难题。这是我以后学习的

12、时候，必须注意到，更重要的是，要学会把书本上学到的知识和实际电路联系起来。这将对我将来的就业或学习有很大的促进和帮助，我相信通过这次毕业设计，以后的学习中我会学到更多的东西，通过这次毕业巩固了我所学的专业知识，在真正的意义上整合了理论和实践。另外，通过这两周的电子密码锁研究和学习，我认为这次设计中使用的这个键盘可以改革输入密码的方式。在越来越技术化的今天，远程控制控制变得越来越重要，目前的电子密码锁需要以红外技术或无线技术运行的密码键输入远程交叉技术，才能远程输入密码。您还可以丢弃传统的击键密码模式，通过传感器技术使用声音控制进行密码输入，使用面部识别技术，或使用用户指纹识别技术代替传统的击键

13、，以更短、更方便的方式保持锁定。最后，感谢指导教授对我两周以来讲座中存在的问题的详细回答和帮助。参考文献1 xie zimei。电子电路设计实验测试m。武汉：华中理工大学出版社，1992年。2刘翔涛。强势名。单片机原理与应用m。北京：电子工业出版社2006。李光宰。单片机课程设计案例指南m。北京：北京航空航天学院桥出版社2004。4王思明等编辑。单片机原理及应用系统设计。北京：科学出版社，2012。附录1源代码#include#include#define uchar unsigned charsbit rs=p1 0；/寄存器选择位将rs定义为p1.0的插针sbit rw=p1 1；/读写选

14、择位将rw定义为p1.1的插针sbit en=p1 2；/使能量信号位将en定义为p1.2的插针sbit ledg=p2 0；sbit ledr=p2 1；sbit relay=p1 4；sbit buzz=p1 5；char table 0= error ；char table 1= open ；char table 2= password : ；/int temp、ch、m0、m1、p、n0、n1、n2、n3、n4、n5；void delay(int z)int x、c；for(x=z；x0；x-)for(c=100)；c0；c-)；keyscan()temp=p10xf0p1=0xfed

15、elay(1)；temp=p10xf0while(temp！=0xf0)交换机(temp)case0xe 10336 ch=7；breakcase0xd 03360 ch=8；breakcase0x b 03360 ch=9；breakdefault : ch=p；breakwhile(temp！=0xf0)temp=p1temp=temp0xf0p1=0xfddelay(1)；temp=p10xf0while(temp！=0xf0)交换机(temp)case0xe 10336 ch=4；breakcase0xd 03360 ch=5；breakcase0x b 03360 ch=6；breakdefault : ch=p；breakwhile(temp！=0xf0) temp=p1temp=temp0xf0p1=0xfbdelay(1)；temp=p10xf0while(temp！=0xf0)交换机(temp)case0xe 10336 ch=1；breakcase0xd 03360 ch=2；breakcase0x b 03360 ch=3；breakdefault : ch=p；breakwhile(temp！=0xf0)temp=p1temp=