简易电子密码锁课程设计

江西理工大学应用科学学院微机控制系统课程设计报告题目：简易电子密码锁姓名：学号：专业班级：指导教师：完成时间：设计报告综合测试平时总评格式（10分）内容（10分）图表（5分）功能测试（35分）答辩（20分）考勤（20分）指导教师签名：江西理工大学应用科学学院课程设计（论文）目录摘要....................................................-1-第一章系统概述............................................2第二章基本功能设计....................................-3-2.1实验任务........................................-3-2.2基本设计要求....................................-3-2.2.1基本要求..................................-3-2.2.2发挥部分..................................-3-2.3主要元件介绍........................................32.3.1P89C51芯片....................................32.4系统框图............................................5第三章硬件设计............................................53.1硬件电路的设计......................................53.1.1硬件工作接线口................................53.1.2LED显示器结构与原理...........................53.1.3复位电路......................................73.1.4振荡电路......................................73.1.5按键设置......................................83.1.6报警器和发光二极管............................93.2硬件电路图..........................................9第四章软件设计...........................................114.1系统软件设计.......................................114.1.1密码开锁功能..................................12第五章系统PROTUSE仿真图.................................13第六章设计总结...........................................16参考文献...................................................17附录.......................................................18江西理工大学应用科学学院课程设计（论文）-1-摘要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得尤其的突出，传统的机械锁由于其构造的简单，被撬的事件也屡见不鲜，因此，人们在日常生活中越来越越离不开密码的使用。在人们对安全的重视和科技的发展的同时，许多电子智能锁（指纹识别、IC卡辨认）已相继问世，但这类产品是针对特定指纹或有效卡，只能适用于保密要求高且仅供个别人使用的箱、柜、房间等。另外，卡片式的IC卡易丢失和损坏，加上其成本较高，在一定程度上限制了这类产品的普及和推广。鉴于目前的技术水平和市场的接收程度，电子密码锁是这类电子防盗产品的主流。基于以上思路，本次设计使用PHILIPS公司的P89C51实现——基于单片机的电子密码锁的设计。关键字：P89C51单片机密码电子锁withtheimprovementofpeoplelivingstandards,howtoachievesecurityofthisfamilyalsochangedparticularlyprominent,thetraditionalmechanicallockbecauseofitssimplestructure,theincidentwasnothingnew.therefore,moreandmorepeopleintheirdailylifeisinseparablefromtheuseofpasswords.aspeopleattachimportancetosecurityandthedevelopmentoftechnology,atthemoment,manyElectronicsmartlock(fingerprint,ICcardidentification)hasbeenpublishedathomeandabroad.Howevertheseproductsarecharacterizedbyspecificandeffectivefingerprintcards,canonlyapplytotheconfidentialityrequirementsofthebox,counter,doors,andsoon.Andfingerprintrecognitionknowledgeforuseinpublicplacesifthereeasilydamagedmachinery,Ccardtherearestilleasilylost,damaged,andsoon.Coupledwithitshighcost,tosomeextent,limitedthepopularityofsuchproductsandpromotion.Giventhecurrentleveloftechnologyandthemarketreceptionofelectroniccodelockissuchamainstreamelectronicanti-theftproducts.Basedontheaboveideas,thisdesignusestheP89C51PHILIPSachieveanelectronicpassword—basedSCMlockdesign.Keywords:P89C51SCMpasswordelectroniclocks江西理工大学应用科学学院课程设计（论文）-2-第一章系统概述本次设计使用P89C51单片机实现简易电子密码锁的设计，其主要具有如下功能：1.设8置位密码，密码通过键盘输入，此时黄灯亮，若密码正确则绿灯亮。2.密码可以由用户自己修改设定，绿灯亮后后才能修改密码。在输入新密码时候需要确认，以防止误操作。3.报警、锁定键盘功能。密码输入错误红色发光二极管和蜂鸣器会出现错误提示，若密码输入错误次数超过3次，蜂鸣器报警并且锁定键盘。电子密码锁的设计主要由三部分组成：3×4矩阵键盘接口电路、密码锁的控制电路、输出数码显示电路。另外系统还有LED提示灯，报警蜂鸣器等。密码锁设计的关键问题是实现密码的输入、确认、更改等功能：1.密码输入功能：按下数字键，输入密码长度。2.密码确认功能：当按下确认键时，表示密码输入完成。3.密码设置功能：将输入的值作为新的密码。主要的设计实施过程：首先，选用单片机P89C51，以及选购其他电子元器件。第二步，使用DXP2004设计硬件电路原理图，并设计PCB图完成人工布线（后因时间和材料准备不充分，所以没做出实物）。第三步，使用KeiluVision4软件编写单片机的C语言程序、仿真、软件调试。第四部，使用PROTEUS软件进行模拟软、硬件调试。最后，联合软、硬件调试电路板，完成本次设计。江西理工大学应用科学学院课程设计（论文）-3-第二章基本功能设计2.1实验任务通过对本题目的设计掌握单片机控制系统设计的相关方法与技巧。用P89C51RC2HBP设计一个简单电子密码锁，完成密码的识别功能。2.2基本设计要求2.2.1基本要求（1）设置（0~9）十个按键和一个设置/确认按键，当系统正常工作时可通过设置/确认按键修改密码，使用时初始密码为12345678，随后可任意设置密码。（2）当密码输入正确时，用一个发光二极管和蜂鸣器作为指示。当密码输入错误时，则提示密码输入错误。（3）当密码连续输入错误3次后锁定键盘，锁定时间为1分钟。2.2.2发挥部分不改变硬件电路，增加蜂鸣器音乐输入功能，即编出三种音乐分别对应密码输入正确、输入错误和键盘锁定三种状态。2.3主要元件介绍2.3.1P89C51芯片P89C51RB2/RC2/RD2具有16K/32K/64K并行可编程的非易失性FLASH程序，存储器并可实现对器件串行在系统编程ISP和在应用中编程(IAP)在系统编程ISP（In-SystemProgramming）。当MCU安装在用户板上时允许用户下载新的代码，在应用中编程IAP（In-ApplicationProgramming），MCU可以在系统中获取新代码并对自己重新编程。这种方法允许通过调制解调器连接进行远程编程片内ROM中，固化的默认的加载程序，BootLoader允许ISP通过UART将程序代码装入Flash存储器而Flash代码中，则不需要加载程序对于IAP用户程序擦除和重编程。FlashMemory的操作是通过使用片内ROM中的标准程序该器件的1个机器周期由6个时钟周期组成因此运行速度是传统80C51的2倍一个OTP配置位可让用户选择传统的12时钟周期该系列单片机是80C51微控制器的派生器件是采用先进CMOS工艺制造的8位微控制器指令系统与80C51完全相同有4组8位I/O口3个16位定时/计数器多个中断源4个中断优先级嵌套中断结构个增强型UART片内振荡器及时序电路新增的特性使江西理工大学应用科学学院课程设计（论文）-4-得89C51RB2/RC2/RD2成为功能更强大的微控制器更好地支持应用于脉宽调制高速I/O递增/递减计数能力如电机控制等场合。图2.1P89C51的DIP封装及管脚功能江西理工大学应用科学学院课程设计（论文）-5-2.4系统框图图2.2系统框图第三章硬件设计3.1硬件电路的设计3.1.1硬件工作接线口P0口接数码管，用来显示按键是否按下，P1口接报警器和发光二极管。P3口接3x4矩阵键盘，分别为（0~9）和设置/确认按键。3.1.2LED显示器结构与原理LED显示块是由发光显示二极管显示字段的显示器件。在单片机中我们通常用七段LED，这种显示共有共阴极和共阳极两种，本设计是用共阴极，如图3.1所示。P89C51CPU显示键盘报警器和发光二极管复位晶振江西理工大学应用科学学院课程设计（论文）-6-图3-1LED数码显示部分表3.1LED显示块通常的七段显示块中共有8个发光二极管，其中7个发光二极管构成七笔字形“8”，一个发光二极管构成小数点。七段显示块与单片机接口非常容易。只要将一个8位并行输出与显示块的发光二极管引脚相连即可。8位并行输出口输出不同的字节数据即可获得不同的数字或字符，通常将控制发光二极管的8位字节数据称为段选码。显示字符共阴极段选码显示字符共阴极段选码03FHA77H106HB7CH25BHC39H34FHD5EH466HE79H56DHF71H67DH707H87FH96FH江西理工大学应用科学学院课程设计（论文）-7-3.1.3复位电路图3.2复位电路时钟电路工作后，在REST管脚上加两个机器周期的高电平，芯片内部开始进行初始复位（如图3.2）。3.1.4振荡电路图3.3振荡电路本设计晶振选择频率为12