基于單片機電子密碼鎖設計

千里之行，始于足下。第2頁/共2頁精品文檔推薦基于單片機電子密碼鎖設計摘要

隨著社會物質(zhì)財寶的日益增長和人們?nèi)兆铀降奶岣?，安全成為居民最為重視的咨詢題。傳統(tǒng)的機械鎖由于其構(gòu)造的簡單，被撬的事件屢見別鮮。電子密碼鎖是由電子電路操縱鎖體的新型鎖具，它采納觸摸鍵盤方式輸入開鎖密碼，操作方便。觸摸式電子鎖的輸入部分采納觸摸開關(guān)（鍵盤輸入），其優(yōu)勢在于傳統(tǒng)的機械開關(guān)之出在于其保密性高，使用靈便性好，安全系數(shù)高，無活動零件，不可能磨損，電子密碼鎖受到非常多人的喜愛。出于成本咨詢題本次設計只采納按鈕替代觸摸式按鍵。

在安全技術(shù)防范領(lǐng)域，具有防盜報警功能的電子密碼鎖逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機械式密碼鎖，克服了機械式密碼鎖密碼量少、安全性能差的缺點，使密碼鎖不管在技術(shù)上依然在性能上都大大提高一步。隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的進展，特殊是單片機的咨詢世，浮現(xiàn)了帶微處理器的智能密碼鎖，它除具有電子密碼鎖的功能外，還引入了智能化治理、專家分析系統(tǒng)等功能，從而使密碼鎖具有非常高的安全性、可靠性，應用日益廣泛。電子密碼鎖種類繁多，但這類產(chǎn)品的特點是針對特定有效卡、指紋或聲音有效，且別能實現(xiàn)遠程操縱，只能適用于保密要求高且供個人使用的箱、柜、房間等。而且卡片式IC卡還有易丟失等特點，加上其成本普通較高，一定程度上限制了這類產(chǎn)品的普及和推廣。電子密碼鎖具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等優(yōu)點。

在科學技術(shù)別斷進展的今天，電子密碼防盜鎖作為防盜衛(wèi)士的作用也日趨重要。本設計采納單片機AT89S52作為單片機的核心單元，設計了一款具有本機開鎖和報警功能的電子密碼鎖，既簡單又適用。

關(guān)鍵詞：單片機AT89S52密碼鎖矩陣鍵盤匯編語言

名目

1前言(4)

2設計的基礎(chǔ)依據(jù)(4)

2.1對于匯編語言(4)

2.2主控芯片AT89S52(6)

2.2.1AT89S52性能簡介(7)

2.2.2AT89S52引足功能講明(8)

3文獻綜述(11)

4總體方案確定(12)

4.1電子密碼鎖的設計分析(12)

4.2系統(tǒng)總體方案設計(13)

4.3初步設計思路(15)

5硬件電路設計(15)

5.1晶振電路(15)

5.2LED顯示電路(16)

5.3鍵盤電路設計(17)

5.4復位部位(18)

5.5開鎖電路(19)

5.6報警電路(20)

6軟件設計(21)

6.1軟件設計思路(21)

6.2主程序設計(21)

6.3子程序設計(22)

6.3.1顯示子程序(22)

6.3.2按鍵推斷子程序(23)

6.3.3按鍵功能子程序(24)

6.3.4數(shù)字鍵輸入子程序(25)

6.3.5退格鍵子程序(26)

6.3.6enter鍵子程序(27)

6.3.7設置鍵子程序(29)

6.3.8退設置鍵子程序(30)

6.3.9Close子程序(31)

7實驗及調(diào)試(32)

8結(jié)論(33)

致謝(35)

參考文獻(36)

附錄(37)

1前言

目前，機械鎖是我們目前最常用的鎖，其機構(gòu)簡單、使用方便、價格廉價。但在使用中暴露了非常多缺點：一是機械鎖是靠金屬制成的鑰匙上的別同齒形與鎖芯的配合來工作的。據(jù)統(tǒng)計，每4000把鎖中就有兩把鎖的鑰匙齒牙相同或類似，故安全性低。依照國外的統(tǒng)計資料，裝有電子防盜裝置的商業(yè)區(qū)或居民區(qū)盜竊犯罪率平均下落30％左右。二是鑰匙一旦丟失，不管誰撿到都能夠?qū)㈡i打開。三是機械鎖的材料大多為黃銅，質(zhì)地較軟，容易損壞。四是機械鎖鑰匙易于復制，別適于諸如賓館等公共場所使用。

出于安全、方便等方面的需要，許多智能鎖(如指紋辨不、IC卡識不)已相繼咨詢世，但這類產(chǎn)品的特點是針對特定指紋或有效卡，只能適用于保密要求高且僅供個不人使用的箱、柜、房間等。另外，卡片式的IC卡易丟失，加上其成本普通較高，在一定程度上限制了這類產(chǎn)品的普及和推廣。

隨著人們?nèi)兆铀降奶岣?，電子密碼防盜鎖作為防盜衛(wèi)士的作用日趨重要。電子密碼防盜鎖用密碼代替鑰匙，別但省去了佩戴鑰匙的麻煩，也從全然上解決了一般門鎖保密性差的缺點。并且可設多組密碼，其中有一組是治理員密碼，能夠增加用戶密碼又清除所實用戶密碼。電子密碼鎖是目前流行的防盜工具，研究電子密碼鎖有一定的重要性。

2文獻綜述

隨著人們?nèi)兆铀降奶岣吆桶踩庾R的加強，對安全的要求也就越來越高。在日常的日子和工作中,住所與部門的安全防范、單位的文件檔案、財務報表以及一些個人資料的保存多以加鎖的方法來解決。若使用傳統(tǒng)的機械式鑰匙開鎖，人們常需攜帶多把鑰匙,使用極別方便,且鑰匙丟失后安全性即大打折扣。隨著科學技術(shù)的別斷進展，人們對日常日子中的安全保險器件的要求越來越高。為滿腳人們對鎖的使用要求，增加其安全性，用密碼代替鑰匙的密碼鎖應運而生。密碼鎖具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等優(yōu)點。

電子工業(yè)的迅速進展，數(shù)字電子技術(shù)差不多深入到了人們?nèi)兆拥母鱾€層面，在國內(nèi)外各種各樣的電子產(chǎn)品也正在日新月異地向著高精尖技術(shù)進展。在安全技術(shù)防范領(lǐng)域，具有防盜報警功能的電子密碼鎖代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機械式密碼鎖，克服了機械式密碼鎖密碼量少、安全性能差的缺點，使密碼鎖不管在技術(shù)上依然在性能上都大大提高一步。

目前使用的電子密碼鎖大部分是基于單片機技術(shù)，以單片機為要緊器件，其編碼器與解碼器的生成為軟件方式。在實際應用中，由于程序容易跑飛，系統(tǒng)的可靠性能較差?；诂F(xiàn)場可編程邏輯門陣列器件的電子密碼鎖，用門電路構(gòu)造系統(tǒng)，所有算法徹底由硬件電路來實現(xiàn)，使得系統(tǒng)的工作可靠性大為提高。由于門電路也具有現(xiàn)場可編程功能，當設計需要更改時，只需更改門電路中的操縱和接口電路，無需更改外部電路的設計，大大提高了設計的效率。

從目前的技術(shù)水平和市場認可程度看，國內(nèi)外使用最為廣泛的是鍵盤式電子密碼鎖，該產(chǎn)品要緊應用于保險箱、保險柜和金庫，還有一部分應用于保管箱和運鈔車。鍵盤式電子密碼在鍵盤上輸入，與打電話已經(jīng)，因而易于掌握，其突出優(yōu)點是“密碼”是記在被授權(quán)人腦子里的數(shù)字和字符，既準確又可靠，不可能丟失，難以被竊。然而密碼別能太簡單，太簡單了就容易被他人在鍵盤上試探出來，或者也許被旁觀者窺測出來，造成保密性別腳。固然，密碼又別能太復雜，太復雜了也許自個兒都糊涂了，或者輸入密碼操作成功率低，造成使用別便。所以，為了發(fā)揚優(yōu)點、克服弱點，鍵盤式電子密碼也在別斷進展中，如“任意設定密碼”技術(shù)使得被授權(quán)人能夠依照自個兒的需要或喜好設定密碼，常用常新；而“更改密碼”技術(shù)使得本次輸入的密碼將自動更改成下次應輸入的密碼，更改的規(guī)律別為他人所知，因而別怕旁觀者窺測，顯示的窄小角度只能由操作者正面看得到，因而即使旁觀者看見操作動作也難以窺測出密碼?？傊?，雖然新式電子防盜鎖層出別窮，

，別僅在市場上居于主流地位，而且，還經(jīng)但鍵盤式電子密碼防盜鎖仍然“老樹發(fā)新芽”

常作為其他類型電子防盜鎖的輔助輸入手段。

3設計的基礎(chǔ)依據(jù)

3.1匯編語言的簡單介紹

匯編語言是計算機及電子信息類專業(yè)十分重要的基礎(chǔ)課程，學好微機原理、操作系統(tǒng)、編譯原理的知識預備。它能充分發(fā)和利用計算機硬件特性的語言，可以完成高級語言難以勝任甚無法完成的任務。

一、匯編語言特點

匯編語言是計算機能提供給用戶的最快而又最有效的語言，時可以利用計算機所有硬件特性并能直截了當操縱硬件。因此高級言簡單、易學且開辟效率高，而匯編語言復雜、難知道、開辟效低。對匯編語言的課程特點要緊表如今以下兩個方面：

(一)匯編語言的優(yōu)點。要緊變?nèi)缃褚韵聝蓚€方面：第一，匯編語言容易得到高時空效率的程序。由于匯編語言本質(zhì)上就機器語言，可直截了當、有效地操縱計算機硬件，因而與高級語言比，容易得到運行速度快、執(zhí)行代碼短、占用內(nèi)存空間少的高空效的目標程序。第二，用匯編語言能設計出高級語言無法實的程序。正是由于與機器的緊密相關(guān)性，使得匯編語言能充分用計算機的硬件特性，編寫出與硬件密切相關(guān)而高級語言又無實現(xiàn)的程序來。

(二)匯編語言的缺點。要緊表如今兩點：第一，匯編語言難、難明白、難調(diào)試難維護等。第二，匯編語言程序可移植性差。

3.2主控芯片AT89S52

單片機也被稱為微操縱器（Microcontrollerunit），英文縮寫MCU，它最早是被用在工業(yè)操縱領(lǐng)域。單片機由芯片內(nèi)僅有CPU的專用處理器進展而來。最早的設計理念是經(jīng)過將大量外圍設備和CPU集成在一具芯片中，使計算機系統(tǒng)更小，更容易集成進復雜的而對體積要求嚴格的操縱設備當中。單片機按用途大體上可分為兩大類，一是通用型單片機，二是專用型單片機。單片機用途十分廣泛，比如手機，家電，工業(yè)操縱，機械人，基本上一些自動的，或智能裝置，在我們?nèi)兆赢斨须S時能夠找到單片機的存在，但是本次密碼鎖設計也是利用單片機工作。由于單片機對成本是敏感的，因此目前占統(tǒng)治地位的軟件是最低級匯編語言，它是除了二進制機器碼以上最低級的語言了，因此在我的密碼鎖設計中也是用匯編語言編程。

AT89S52是一具有20個引足的芯片，引足配置如圖1所示。與8051相比，AT89S52減少了兩個對外端口（即P0、P2口），使它最大也許地減少了對外引足下，因而芯片尺寸有所減小。

AT89S52是一具低功耗，高性能CMOS8位單片機，片內(nèi)含4kBytesISP(In-systemprogrammable)的可反復擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器，器件采納ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)創(chuàng)造，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)及80C52引足結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISPFlash存儲單元，功能強大的微型計算機的AT89S52可為許多嵌入式操縱應用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。

3.2.1AT89S52性能簡介

AT89S52具有如下特點：40個引足，4kBytesFlash片內(nèi)程序存儲器，128bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），32個外部雙向輸入/輸出（I/O）口，5個中斷優(yōu)先級2

層中斷嵌套中斷，2個16位可編程定時計數(shù)器,2個全雙工串行通信口，看門狗（WDT）電路，片內(nèi)時鐘振蕩器。

此外，AT89S52設計和配置了振蕩頻率可為0Hz并可經(jīng)過軟件設置省電模式?？障灸Ｊ较?，CPU暫停工作，而RAM定時計數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可接著工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存RAM的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復位。并且該芯片還具有PDIP、TQFP和PLCC等三種封裝形式，以習慣別同產(chǎn)品的需求。

圖1AT89S52芯片引足圖

其要緊功能特性：1、4k可反復擦寫(>1000次）ISPFlashROM

2、32個雙向I/O口

3、4.5-5.5V工作電壓

4、2個16位可編程定時/計數(shù)器

5、時鐘頻率0-33MHz

6、全雙工UART串行中斷口線

7、128x8bit內(nèi)部RAM

8、2個外部中斷源

9、低功耗空暇和省電模式

10、中斷喚醒省電模式

11、3級加密位

12、看門狗（WDT）電路

13、軟件設置空暇和省電功能

14、靈便的ISP字節(jié)和分頁編程

15、雙數(shù)據(jù)寄存器指針

能夠看出AT89S52提供以下標準功能：4K字節(jié)Flash閃速存儲器，128字節(jié)內(nèi)部RAM，32個I/O口線，看門狗（WDT），兩個數(shù)據(jù)指針，兩個16位定時器/計數(shù)器，一具5向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一具全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘。并且,AT89S52可落至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？障痉绞酵Ｖ笴PU的工作，但允許RAM，定時/計數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)接著工作。掉電方式何在RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直截了當?shù)揭痪哂布臀弧?/p>

3.2.2AT89S52引足功能講明

1、Vcc：電源電壓

2、GND：接地

3、P0口：P0口是一組8位漏極開路型雙向I/O口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復用口，作為輸出口用時，每位能驅(qū)動8個TTL邏輯門電路，對端口寫“1”可作為高阻抗輸入端口。在拜訪外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復用，在拜訪期間激活內(nèi)部上拉電阻。在Flash編程時，P0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。

4、P1口：P1是一具帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1的輸出緩沖器可驅(qū)動（汲取或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。P1口管足寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平常，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的原因。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。

表1P1口第二功能

5、P2口：P2口為一具內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，其管足被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并所以作為輸入時，P2口的管足被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的原因。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器舉行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器舉行讀寫時，P2口輸出其特別功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和操縱信號。

6、P3口：P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P3口輸出緩沖級可驅(qū)動（汲取或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對P3口寫入“1”時，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。作輸入端口時，被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流I。P3口除了作為普通的I/O口線外，更重要的用途是它的第二功能，P3口的第二功能如下表3-2。P3口也可作為AT89S52的一些特別功能口，如下表2所示：

7、P3.0RXD（串行輸入口）

8、P3.1TXD（串行輸出口）

9、P3.2/INT0（外部中斷0）

10、P3.3/INT1（外部中斷1）

11、P3.4T0（記時器0外部輸入）

12、P3.5T1（記時器1外部輸入）

13、P3.6/WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）

14、P3.7/RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）

15、P3口并且為閃耀編程和編程校驗接收一些操縱信號。

表2P3口的第二功能

16、RST：復位輸入。當振蕩工作時，RST引足浮現(xiàn)兩個機器周期上高電平將使單片機復位。WDT益出將使該引足輸出高電平，設置SFRAUXR的DISRTO位（地址8EH）可打開或關(guān)閉該功能。DISRTO位缺省為RESET輸出高電平打開狀態(tài)。

17、ALE/PROG：當拜訪外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。即使別拜訪外部存儲器，ALE仍以時鐘振蕩頻率的1/6輸出的正脈沖信號，所以它可對外輸出時鐘或用于定時目地，要注意的是：第當拜訪外部數(shù)據(jù)存儲器時將躍過一具ALE脈沖。如有必要，可經(jīng)過對特別功能寄存器（SFR）區(qū)中的8EH單元的D0位置位，可禁止ALE操作。該位禁位后，惟獨一條MOVX和MOVC指令ALE才會被激活。此外，該引足伎被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應設置ALE無效。

18、PSEN：程序儲存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當AT89S52由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個脈沖。當拜訪外部數(shù)據(jù)存儲器，高有兩次有效的PSEN信號。

19、EA/VPP：外部拜訪允許。欲使CPU公拜訪外部程序存儲器（地址0000H－FFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。需注意的是：假如加密位LB1被編程，復位時內(nèi)部會鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平（接Vcc端），CPU則