电子产品设计总结

宁波城市职业技术学院第页，共页（2010-2011学年）题目电子密码锁的设计报告学院信息学院专业应用电子技术班级10应电3+2学号102030337102030333102030325姓名杨光欢吴幼斌孙吴波任课教师潘世华完成日期2011年11月27日宁波城市职业技术学院第页，共页摘要本系统由单片机系统，矩阵键盘，LED显示和报警系统组成。系统能完成开锁，超时报警，操作错误报警，输入状态显示，超次数锁定的功能。除上述基本的密码功能外还具有调电存储，声光提示等功能，依据实际的情况还可以添加遥控功能。本系统成本低廉。功能实用。关键词：单片机、矩阵键盘、LED显示、报警系统宁波城市职业技术学院第页，共页目录引言................................................................................................................................41.任务分析...................................................................................................................52．方案初步设计..........................................................................................................53．产品详细设计..........................................................................................................63.1密码锁总结构设计图......................................................................................63.2主控芯片AT89C52单片机简介...................................................................73.3.24*3键盘电路........................................................................................103.3马达驱动电路...............................................................................................113.4显示电路........................................................................................................113.5电源监控电路...............................................................................................133.6时钟及EEPROM电路.....................................................................................143.7电源电路.......................................................................................................15四．调试和测试..........................................................................................................15五．结论..................................................................................................................16参考文献......................................................................................................................17附录..............................................................................................................................18附1：元器件明细表............................................................................................18附2：仪器设备清单............................................................................................19附3：....................................................................................................................19附4：产品............................................................................................................19宁波城市职业技术学院第页，共页引言在安全技术防范领域，具有防盗报警功能的电子密码控制系统逐渐代替传统的机械式密码控制系统，客服了机械式密码控制的密码量少，安全性能差的缺点，使电子密码控制系统无论在技术上还是在性能上都大大提高了一步。随着大规模集成电路技术的发展，特别是单片机的问世，出现了带微处理的智能密码控制系统，它除了具有传统电子密码控制系统的功能外，还引入了智能化管理，专家分析系统等功能，从而使密码控制系统具有很高的安全性，可靠性，应用日益广泛。宁波城市职业技术学院第页，共页1.任务分析电子密码锁是采取电子监控电路，以电磁铁作为执行装置的机电一体化锁具，相比传统的机械锁具，电子锁不使用金属钥匙，保密性、精度都有很大的提高。本项目是由AT89C52单片机系统，键盘电路，LCD显示，直流马达驱动开锁，时钟及EEPROM电路，电源电路，电源监控电路构成的。系统能完成开锁、错误密码报警、超次锁定、修改密码等基本的功能。除上述基本的密码锁功能外还具有掉电存储、声光提示等功能，依据实际情况还可以添加远程控制、用户分级管理等功能。本系统成本低廉，功能实用。本密码锁采用proteus进行电路图设计，经过元件选材，用万能实验版进行硬件焊接，以实现硬件部分。软件部分用Keil进行设计编程以实现与硬件进行整合;密码锁有以下几个部分：4*4矩阵键盘做输入设备，字符型LCD做输出设备以方便与用户进行人机交互，AT24C02芯片存放设置和修改的密码，用二极管进行对密码锁的仿真输出以实现密码锁功能的实现。该系统具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等优点。2．方案初步设计方案一：采用数字电路控制用以74LS12双JK触发器构成的数字逻辑电路作为密码锁的核心控制，共设了9个用户输入键，其中只有4个是有效的密码按键，其他的都是干扰按键，若按下干扰键，键盘输入电路自动清零，原先输入密码无效，需要重新输入；如果用户输入密码的时间超过10秒（一般情况下，用户不会超过10秒，若用户觉得不便，还可以修改）电路将报警20秒，若电路连续报警三次，电路将锁定键盘两分钟，防止他人的非法操作。采用数字电路设计的方案好处就是设计简单但控制的准确性和灵活性差。故不采用。方案二：采用一种是用以AT89S51为核心的单片机控制方案选用单片机AT89S51作为本设计的核心元件，利用单片机灵活的编程设计和丰富的IO端口，及其控制的准确性，实现基本的密码锁功能。在单片机的外围电路外接输入键盘用于密码的输入和一些功能的控制，外接LCD1602显示器用于宁波城市职业技术学院第页，共页显示作用。其原理图如下：可以看出方案二控制灵活准确性好且保密性强还具有扩展功能，根据现实生活的需要，此次设计采用此方案。3．产品详细设计此次课题采用一种用以89C51为核心的单片机控制方案。利用单片机灵活的汇编设计和丰富的IO端口，及其控制的准确性，进行电子密码锁的设计。此次课题用单片机P1口与键盘相连，做输入口，P0口与显示器相连，做显示，P2口做显示扫描。3.1密码锁总结构设计图本方案选用AT89C52单片机作为处理器，再加上一些外围器件，构成AT89C52最小系统，单片机控制电路如图3所示：输入密码单片机微控制器密码正确开锁驱动电路返回电磁锁宁波城市职业技术学院第页，共页图3-1密码锁总结构设计图3.2主控芯片AT89C52单片机简介AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压、高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。基于AT89C2051的电子密码锁。该密码锁主要是以下１０条特点：（１）总共可以设置８位密码，每位的取值范围为１～８。（２）用户可以自行设定和修改密码。（３）按每个密码键时都有声音提示。（４）若键入的８位开锁密码不完全正确，则报警５秒钟，以提醒他人注意。宁波城市职业技术学院第页，共页（５）开锁密码连续错３次要报警１分钟，报警期间输入密码无效，以防窃贼多次试探密码。（６）键入的８位开锁密码完全正确才能开锁，开锁时要有１秒的提示音。（７）电磁锁的电磁线圈每次通电5秒，然后恢复初态。（８）密码键盘上只允许有８个密码按键。锁内有备用电池，只有内部上电复位时才能设置或修改密码，因此，仅在门外按键是不能修改或设置密码的。（９）密码设定完毕后要有２秒的提示音。（１０）成本低，硬件和软件都很简洁可靠，易于批量生产。VCC：供电电压。GND：接地。P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P0口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。宁波城市职业技术学院第页，共页P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口