基于51单片机的密码锁论文

摘要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。具有防盗报警等功能的电子密码锁代替密码量少、安全性差的机械式密码锁已是必然趋势。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、记住密码即可开锁等优点。目前使用的电子密码锁大部分是基于单片机技术，以单片机为主要器件，其编码器与解码器的生成为软件方式。本系统由STC89C51单片机系统（主要是STC89C51单片机最小系统）、4×4矩阵键盘、LCD1602显示和报警系统等组成，具有设置、修改六位用户密码、超次报警、超次锁定、密码错误报警等功能。关键词：STC-89C51、LCD1602、电子密码锁、4×4矩阵键盘AbstractInourdailylifeandwork,thesecurityofresidentialanddepartment,thefileoftheunit,thefinancialreportandthepreservationofsomepersonaldataaremoreandmore.Ifusingthetraditionalmechanicalkeytounlock,peopleoftenneedtocarrymorethanthekey,theuseofextremelyinconvenient,andthekeyislostafterthesecurityisgreatlyreduced.Itisaninevitabletrendtohaveamechanicalcipherlockwhichhasthefunctionofantitheftalarm,lesspasswordlock,lesssecurity.Withthecontinuousdevelopmentofscienceandtechnology,people'sdailylifeinthesafetyofthedeviceisincreasinglyhighrequirements.Inordertomeettherequirementsoftheuseofthelock,increaseitssecurity,withapasswordtoreplacethekeytothepasswordlockcameintobeing.Thepasswordlockhastheadvantagesofhighsecurity,lowcost,lowpowerconsumption,easyoperation,rememberpasswordcanunlockandsoon.Atpresent,mostoftheelectroniccipherlockisbasedonSCMtechnology,withthesinglechipmicrocomputerasthemaindevice,theencoderanddecoderaregeneratedasthesoftwaremode.ThissystemiscomposedofSTC89C51microcontrollersystem(STC89C51),4*4matrixkeyboard,LCD1602displayandalarmsystem,etc.,whichhasthefunctionsofsettingupandmodifyingsixuserpasswords,superalarm,superlock,passworderroralarmandsoon.Keywords：STC-89C51；LCD1602；Electronicpasswordlock；4×4keyboard目录1.引言...............................................................11.1.研究背景.....................................................11.2.设计内容及要求...............................................12.硬件设计...........................................................32.1.系统整体设计.................................................32.2.子电路设计...................................................42.2.1.单片机STC89C51简介.....................................42.2.2.AT24C02存储芯片........................................62.2.3.LCD显示模块............................................82.2.4.键盘设计...............................................112.2.5.声音提示模块...........................................122.2.6.继电器控制模块.........................................133.软件设计..........................................................153.1.系统整体流程图..............................................153.2.键盘扫描子程序..............................................163.3.系统模块密码设置子程序......................................163.4.开锁子程序..................................................184.调试与测试........................................................194.1.焊接注意事项：..............................................194.1.1.LCD的注意事项.........................................194.1.2.单片机焊接注意事项.....................................194.1.3.其他的电子器件焊接须知.................................194.2.硬件调试问题及解决方法......................................204.3.测试结果....................................................205.总结与展望........................................................22参考文献............................................................23附录................................................................24附录A：仿真图...................................................24附录B：C语言主要程序...........................................24附录C：实物图...................................................30附录D：设计分工.................................................3011.引言1.1.研究背景随着电子技术和计算机技术的飞速发展，单片机性能不断完善，性能价格比显著提高，技术日趋完善。由于单片机具有体积小、重量轻、价格便宜、功耗低、控制功能强及运算速度快等特点，因而在国民经济建设、军事及家用电器等各个领域均得到了广泛的应用。本设计利用单片机及附加电子元器件实现数据采集和控制算法，来完成某一实际功能，检验并提高同学对整体电路设计和把握能力，了解单片机系统设计流程，以及电路板的实际制作和调试能力。同时也加强对数字电路、单片机和微机原理等课程知识的实际应用能力，也为同类产品的进一步发展奠定理论和实践基础。随着人们生活水平的提高和安全意识的加强，对安全的要求也就越来越高。锁自古以来就是把守护门的铁将军，人们对它要求甚高，既要安全可靠的防盗，又要使用方便，这也是制锁者长期以来研制的主题。随着电子技术的发展，各类电子产品应运而生，电子密码锁就是其中之一。这种锁是通过键盘输入一组密码完成开锁过程。由于电子锁的密钥量极大，可以与机械锁配合使用，并且可以避免因钥匙被仿制而留下安全隐患。电子锁只需记住一组密码，无需携带金属钥匙，免除了人们携带金属钥匙的烦恼，而被越来越多的人所欣赏。电子锁的种类繁多，例如数码锁，指纹锁，磁卡锁，IC卡锁，生物锁等。但较实用的还是按键式电子密码锁。在我国电子锁整体水平尚处于国际上70年代左右，电子密码锁的成本还很高，市场上仍以按键电子锁为主，按键式和卡片钥匙式电子锁已引进国际先进水平，现国内有几个厂生产供应市场。但国内自行研制开发的电子锁，其市场结构尚未形成，应用还不广泛。国内的不少企业也引进了世界上先进的技术，发展前景非常可观。希望通过不断的努力，使电子密码锁在我国也能得到广泛应用1.2.设计内容及要求（1）本设计为了防止密码被窃取要求在输入密码时在LCD屏幕上显示*号。（2）设计开锁密码位六位密码的电子密码锁。（3）能够LCD显示在密码正确时显示open，密码错误时显示error，输入密码时显示INPUT。2（4）4×4的矩阵键盘其中包括0-9的数字键、*、#和A-D功能键（5）本产品具备报警功能，当输入密码错误时蜂鸣器响并且LED灯亮。（6）密码可以由用户自己修改设定（只支持6位密码），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。32.硬件设计2.1.系统整体设计本设计主要由单片机、矩阵键盘、液晶显示器和密码存储等部分组成。其中矩阵键盘用于输入数字密码和进行各种功能的实现。由用户通过连接单片机的矩阵键盘输入密码，后经过单片机对用户输入的密码与自己保存的密码进行对比，从而判断密码是否正确，然后控制引脚的高低电平传到开锁电路或者报警电路控制开锁还是报警，实际使用时只要将单片机的负载由继电器换成电子密码锁的电磁铁吸合线圈即可，当然也可以用继电器的常开触点去控制电磁铁吸合线圈。本系统共有两部分构成，即硬件部分与软件部分。其中硬件部分由电源输入部分、键盘输入部分、密码存储部分、复位部分、晶振部分、显示部分、报警部分、开锁部分组成，软件部分对应的由主程序、初始化程序、LCD显示程序、键盘扫描程序、启动程序、关闭程序、建功能程序、密码设置程序、EEPROM读写程序和延时程序等组成。其原理框图如图2.1所示。图2.1电子密码锁原理框图STC89C51键盘输入复位电路密码存储电路晶振电路电源输入显示电路报警电路开锁电路42.2.子电路设计2.2.1.单片机STC89C51简介STC89C51是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具