电子密码锁毕业设计论文

闽西职业技术学院毕业论文1闽西职业技术学院毕业设计(论文)电子密码锁控制系统姓名:XXX系别：电气工程系年级：10级专业：应电2班指导老师：xxx答辩日期:2013年1月9日闽西职业技术学院毕业论文2电子密码锁系统内容摘要：主要介绍了基于STC89C52RC单片机的电子密码锁系统设计。系统意于设计一个键盘、蜂鸣器报警及显示、。为了达到谨防小偷窃取，有了密码输错三次的报警系统以及反被记标识码使得密码锁的安全性得到有效的提高。本设计系统采用STC89C52RC单片机为微控制器，STC89C52RC负责密码键盘输入键值的出来以及密码的对比和判断。通过键值的输入可以用过屏幕显示正确的位数，并将是否解锁成功通过LCD液晶显示。当遇密码输错三次时，单片机控制系统通过报警信号，自动的报警通知他人。同时为了人性化的设计，本系统还设有更改密码按钮，可以通过输入正确密码进入内部进行修改密码。本设计本着安全、方便、人性化的原则进行，可以使人们少了带钥匙的烦恼。关键字：STC89C52RC单片机蜂鸣器键盘闽西职业技术学院毕业论文3目录1引言51.1电子密码锁的功能51.2电子密码锁简介61.3电子密码锁的发展趋势61.4本设计所需要实现的目标72硬件的总体结构和原理82.1STC89C52RC单片机的介绍82.2.1主要特性102.3LCD屏介绍122.3.1LCD屏引脚介绍132.3.2LCDI602控制指令142.3.3LCDI602读写控制时序152.4单片机复位方式162.5晶体振荡器183系统硬件构成183.1设计原理183.2电路原理图193.3电源输入部分20闽西职业技术学院毕业论文43.4键盘输入部分213.5复位电路223.6晶振部分223.7显示部分233.8报警部分243.9开锁部分253.10设计总图263.11设计总体原理电路274程序设计284.1主程序流程图284.2键盘模块294.3数字模块294.4开锁模块304.5密码设置模块30结论31致谢32参考文献33闽西职业技术学院毕业论文51引言在日常的生活和工作中,住宅与部门的安全防范、单位的文件档案、财务报表以及一些个人资料的保存多以加锁的办法来解决。若使用传统的机械式钥匙开锁，人们常需携带多把钥匙,使用极不方便,且钥匙丢失后安全性即大打折扣。随着科学技术的不断发展，人们对日常生活中的安全保险器件的要求越来越高。为满足人们对锁的使用要求，增加其安全性，用密码代替钥匙的密码锁应运而生。密码锁具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等优点。在安全技术防范领域，具有防盗报警功能的电子密码锁逐渐代替传统的机械式密码锁，克服了机械式密码锁密码量少、安全性能差的缺点，使密码锁无论在技术上还是在性能上都大大提高一步。随着大规模集成电路技术的发展，特别是单片机的问世，出现了带微处理器的智能密码锁，它除具有电子密码锁的功能外，还引入了智能化管理、专家分析系统等功能，从而使密码锁具有很高的安全性、可靠性，应用日益广泛。随着人们对安全的重视和科技的发展，许多电子智能锁（指纹识别、IC卡辨认）已在国内外相继面世。但是这些产品的特点是针对特定的指纹和有效卡，只能适用于保密要求的箱、柜、门等。而且指纹识识别器若在公共场所使用存在容易机械损坏，IC卡还存在容易丢失、损坏等特点。加上其成本较高，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与市场的接收程度，电子密码锁是这类电子防盗产品的主流。1.1电子密码锁的功能（1）设置6位密码，密码通过键盘输入，若密码正确，则将锁打开。（2）密码可以由用户自己修改设定（只支持6位密码），锁打开后才能修改密码。修改密码之前必须再次输入密码，在输入新密码时候需要二次确认，以防止误操作。（3）报警、锁定键盘功能。若密码输入错误次数超过3次，蜂鸣器报警。电子密码锁的设计主要由三部分组成：4×4矩阵键盘接口电路、密码锁的控制电路、输出八段显示电路。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、清楚、更改、开锁等功能：（1）密码输入功能：按下一个数字键，一个“*”就显示在最右边的数码管上，同时将先前输入的所有“*”向左移动一位。闽西职业技术学院毕业论文6（2）密码清除功能：当按下清除键时，清除前面输入的所有值，并显示“*”。（3）密码更改功能：将输入的值作为新的密码。（4）开锁功能：当按下开锁键，系统将输入与密码进行检查核对，如果正确锁打开，否则不打开。1.2电子密码锁简介电子密码锁是一种通过密码输入来控制电路或是芯片工作，从而控制机械开关的闭合，完成开锁、闭锁任务的电子产品。它的种类很多，有简易的电路产品，也有基于芯片的性价比较高的产品。现在应用较广的电子密码锁是以芯片为核心，通过编程来实现的。其性能和安全性已大大超过了机械锁。其特点如下：(1)保密性好，编码量多，远远大于弹子锁。随机开锁成功率几乎为零。(2)密码可变，用户可以随时更改密码，防止密码被盗，同时也可以避免因人员的更替而使锁的密级下降。(3)误码输入保护，当输入密码多次错误时，报警系统自动启动。(4)无活动零件，不会磨损，寿命长。(5)使用灵活性好，不像机械锁必须佩带钥匙才能开锁。(6)电子密码锁操作简单易行，1.3电子密码锁的发展趋势在日常生活和工作中，住宅与部门的安全防范、单位的文件档案、财务报表以及一些个人资料的保存多以加锁的办法来解决。目前门锁主要用弹子锁，其钥匙容易丢失；保险箱主要用机械密码锁，其结构较为复杂，制造精度要求高，成本高，且易出现故障，人们常需携带多把钥匙，使用极不方便，且钥匙丢失后安全性即大打折扣。针对这些锁具给人们带来的不便若使用机械式钥匙开锁，为满足人们对锁的使用要求，增加其安全性，用密码代替钥匙的密码锁应运而生。它的出现为人们的生活带来了很大的方便，有很广阔的市场前景。由于电子器件所限，以前开发的电子密码锁，其种类不多，保密性差，最基本的就是只依靠最简单的模拟电子开关来实现的，制作简单但很不安全，在后为多是基于EDA来实现的，其电路结构复杂，电子元件繁多，也有使用早先的20引角的2051系列单片机来实现的，但密码简单，易破解。随着电子元件的进一步发展，电子密码锁也出现了很多的种类，功能日益强大，使用更闽西职业技术学院毕业论文7加方便，安全保密性更强，由以前的单密码输入发展到现在的，密码加感应元件，实现了真真的电子加密，用户只有密码或电子钥匙中的一样，是打不开锁的，随着电子元件的发展及人们对保密性需求的提高出现了越来越多的电子密码锁。出于安全、方便等方面的需要许多电子密码锁已相继问世。但这类产品的特点是针对特定有效卡、指纹或声音有效，且不能实现远程控制，只能适用于保密要求高且供个人使用的箱、柜、房间等。由于数字、字符、图形图像、人体生物特征和时间等要素均可成为钥匙的电子信息，组合使用这些信息能够使电子防盗锁获得高度的保密性，如防范森严的金库，需要使用复合信息密码的电子防盗锁，这样对盗贼而言是“道高一尺、魔高一丈”。组合使用信息也能够使电子防盗锁获得无穷扩展的可能，使产品多样化，对用户而言是“千挑百选、自得其所”。可以看出组合使用电子信息是电子密码锁以后发展的趋势。1.4本设计所要实现的目标本设计采用单片机为主控芯片，结合外围电路，组成电子密码锁，用户想要打开锁，必先通过提供的键盘输入正确的密码才能将锁打开，密码输入错误有提示，为了提高安全性，当密码输入错误三次将报警。密码可以由用户自己修改设定，锁打开后才能修改密码。修改密码之前必须再次输入密码，在输入新密码时候需要二次确认，以防止误操作。1.5设计方案设计是以STC89C52RC为核心的单片机控制方案；我们的密码所控制器就是以单片机为核心设计的，本设计采用的是STC公司的STC89C52RC芯片，此芯片根据了充分的静止CMOS控制器与三级节目记忆锁，共有32条I/O线,2定时计数器，6个中断来源，4K闪存,128个字节在芯片RAM。闽西职业技术学院毕业论文8采用数字电路控制。其原理方框图如图1-1所示。图1-1数字密码锁电路方案采用数字密码锁电路的好处就是设计简单。共设了9个用户输入键，其中只有4个是有效的密码按键，其它的都是干扰按键，若按下干扰键，键盘输入电路自动清零，原先输入的密码无效，需要重新输入；如果用户输入密码的时间超过40秒（一般情况下，用户不会超过40秒，若用户觉得不便，还可以修改）电路将报警80秒，若电路连续报警三次，电路将锁定键盘5分钟，防止他人的非法操作。电路由两大部分组成：密码锁电路和电源。密码锁电路包含：键盘输入、密码修改、密码检测、开锁电路、执行电路、报警电路、键盘输入次数锁定电路。闽西职业技术学院毕业论文92硬件的总体结构和原理2.1单片机STC89C52RC的简介STC89C52RC是单片机的典型产品，我们就这一代表性的机型进行系统的讲解。STC89C52RC单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线，现在我们分别加以说明：图2-1单片机内部结构示意图1、中央处理器中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件，是8位数据宽度的处理器，能处理8位二进制数据或代码，CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。2、数据存储器(RAM)STC89C52RC内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元，它们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用闽西职业技术学院毕业论文10于存放用户数据，所以，用户能使用的RAM只有128个，可存放读写的数据，运算的中间结果或用户定义的字型表。3、程序存储器(ROM)STC89C52RC共有4KB掩膜ROM，最大可扩展64K字节，用于存放用户程序，原始数据或表格。4、定时/计数器：89C52有两个16位的可编程定时/计数器，以实现定时或计数产生中断用于控制程序转向。5、并行输入输出(I/O)口：89C52共有4组8位I/O口(P0、P1、P2或P3)，用于对外部数据的传输。6、中断系统89C52RC具备较完善的中断功能，有两个外中断、两个定时/计数器中断和一个串行中断，可满足不同的控制要求，并具有2级的优先级别选择。2.2STC89C52RC单片机的引脚STC89C52RC单片机内部总线是单总线结构,即数据总线和地址总线是公用的.89C51有40条引脚,与其他51系列单片机引脚是兼容的.这40条引脚可分为I/O接口线、电源线、控制线、外接晶体线4部分.STC89C52RC单片机为双列直插式封装结构,如图2-2所示.闽西职业技术学院毕业论文11图2-2STC89C52RC引脚分配图2.2.1主要特性：1、与MCS-51兼容2、4K字节可编程闪烁存储器3、寿命：1000写/擦循环4、数据保留时间：10年5、全静态工作：0Hz-24Hz6、三级程序存储器锁定闽西职业技术学院毕业论文127、128×8位内部RAM8、32可编程I/O线9、两个16位定时器/计数器10、5个中断源11、可编程串行通道12、低功耗的闲置和掉电模式13、片内振荡器和时钟电路STC89C52RC单机的电源线有以下两种：（1）VCC：+5V电源线。电源线（2）GND：接地线。STC89C52RC单片机的外接晶体引脚有以下两种:（1）XTAL1：片内振荡器反相放大器的输入端和内部时钟工作的输入端。采用内部振荡器时，它接外部石英晶体和微调电容的一个引脚。（2）XTAL2：片内振荡器反相放大器的输出端，接外部石英晶体和微调电容的另一端。采用外部振荡器时，该引脚悬空。外接晶体引脚。控制线AT89C51单片机的控制线有以下几种：（1）RST：复位输入端，高电平有效。（2）ALE/PROG：地址锁存允许/编程线。（3PSEN：外部程序存储器的读选通线。（4EA/Vpp：片外ROM允许访问端/编程电源端。2.2.2STC89C52RC单片机的四个I/O口：P0口：P0口是一