基于單片機(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案

基于單片機(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案基于單片機(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案1緒論1.1課題背景在日常的生活和工作中,住宅與部門的安全防范、單位的文件檔案、財(cái)務(wù)報(bào)表以及一些個(gè)人資料的保存多以加鎖的辦法來解決。若使用傳統(tǒng)的機(jī)械式鑰匙開鎖，人們常需攜帶多把鑰匙,使用極不方便,且鑰匙丟失后安全性即大打折扣。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對日常生活中的安全保險(xiǎn)器件的要求越來越高。為滿足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(yīng)運(yùn)而生。密碼鎖具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)本設(shè)計(jì)要求，通過密碼輸入來控制電路或是芯片工作，從而控制機(jī)械開關(guān)的閉合，完成開鎖、閉鎖等任務(wù)。它的種類很多，有簡易的電路產(chǎn)品，也有基于芯片的性價(jià)比較高的產(chǎn)品?，F(xiàn)在應(yīng)用較廣的數(shù)字密碼鎖是以芯片為核心，通過編程來實(shí)現(xiàn)的。其性能和安全性已大大超過了機(jī)械鎖。其主要優(yōu)點(diǎn)有：(1)保密性好,編碼量多,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于彈子鎖。隨機(jī)開鎖成功率幾乎為零。(2)密碼可變。用戶可以經(jīng)常更改密碼，防止密碼被盜，同時(shí)也可以避免因人員的更替而使鎖的密級下降。(3)誤碼輸入保護(hù)。當(dāng)輸入密碼錯(cuò)誤時(shí)，系統(tǒng)會(huì)報(bào)警。(4)操作簡單易行，一學(xué)即會(huì)。1.2課題的目的和意義基于單片機(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第1頁。隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，單片機(jī)性能不斷完善，性能價(jià)格比顯著提高，技術(shù)日趨完善。由于單片機(jī)具有體積小、重量輕、價(jià)格便宜、功耗低、控制功能強(qiáng)及運(yùn)算速度快等特點(diǎn)，因而在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、軍事及家用電器等各個(gè)領(lǐng)域均得到了廣泛的應(yīng)用。本設(shè)計(jì)利用單片機(jī)及附加器件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和控制算法，來完成某一實(shí)際功能，檢驗(yàn)并提高同學(xué)對整體電路設(shè)計(jì)和把握能力，了解單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程，以及電路板的實(shí)際制作和調(diào)試能力。同時(shí)也加強(qiáng)對數(shù)字電路、單片機(jī)和微機(jī)原理等課程知識的實(shí)際應(yīng)用能力，也為同類產(chǎn)品的進(jìn)一步發(fā)展奠定理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。基于單片機(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第1頁。20世紀(jì)80年代后，隨著電子鎖專用集成電路的出現(xiàn)，電子鎖的體積縮小，可靠性提高，成本較高，是適合使用在安全性要求較高的場合，且需要有電源提供能量，使用還局限在一定范圍，難以普及，所以對它的研究一直沒有明顯進(jìn)展。目前，在西方發(fā)達(dá)國家，電子密碼鎖技術(shù)相對先進(jìn)，種類齊全，電子密碼鎖已被廣泛應(yīng)用于智能門禁系統(tǒng)中，通過多種更加安全，更加可靠的技術(shù)實(shí)現(xiàn)大門的管理。在我國電子鎖整體水平尚處于國際上70年代左右，電子密碼鎖的成本還很高，市場上仍以按鍵電子鎖為主，按鍵式和卡片鑰匙式電子鎖已引進(jìn)國際先進(jìn)水平，現(xiàn)國內(nèi)有幾個(gè)廠生產(chǎn)供應(yīng)市場。但國內(nèi)自行研制開發(fā)的電子鎖，其市場結(jié)構(gòu)尚未形成，應(yīng)用還不廣泛。國內(nèi)的不少企業(yè)也引進(jìn)了世界上先進(jìn)的技術(shù)，發(fā)展前景非?？捎^。希望通過不斷的努力，使電子密碼鎖在我國也能得到廣泛應(yīng)用1.3電子密碼鎖發(fā)展趨勢

基于單片機(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第2頁。電子密碼鎖應(yīng)用于金融業(yè)，其根本的作用是“授權(quán)”，即被“授權(quán)”的人才可以存取錢、物。廣義上講，金融業(yè)的“授權(quán)”主要包括以下三種層次的內(nèi)容：1、授予保管權(quán)，如使用保管箱、保險(xiǎn)箱和保險(xiǎn)柜；2、授予出入權(quán)，如出入金庫、運(yùn)鈔車和保管室；3、授予流通權(quán)，如自動(dòng)存取款。目前，金融行業(yè)電子密碼鎖的應(yīng)用主要集中在前兩個(gè)層面上。下面將介紹幾種在金融行業(yè)中使用較多的電子密碼鎖以及它們的技術(shù)發(fā)展方向。當(dāng)然，以上所說的授權(quán)技術(shù)再高超，都必須由精良的“鎖具”擔(dān)當(dāng)承載結(jié)構(gòu)部件，實(shí)現(xiàn)開啟、閉鎖的功能，而且承擔(dān)實(shí)體防護(hù)作用，抵抗住或盡量延遲破壞行為，讓電子密碼鎖“軟、硬不吃”。一般情況下，鎖具防盜的關(guān)鍵是鎖身外殼、閉鎖的部件的強(qiáng)度、鎖止型式、配合間隙和布局。提高電子密碼鎖之防護(hù)能力的必然途徑是報(bào)警，在金融業(yè)的許多場所有人值守、有電視監(jiān)控，具有報(bào)警功能，可以綜合物理防范和人力防范兩種作用。報(bào)警的前提是具備探測功能，根據(jù)電子密碼鎖的使用場所和防護(hù)要求，可選擇多種多樣的探測手段。在中國的城市金融業(yè)中，實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)報(bào)警已經(jīng)成為對各金融網(wǎng)點(diǎn)的基本要求。根據(jù)國內(nèi)外的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，金融業(yè)實(shí)行安全防范風(fēng)險(xiǎn)等級很有必要，即依據(jù)使用的防盜報(bào)警器材的性能、安裝布局和人員值守狀況等，可以評估被防護(hù)物或區(qū)域的防護(hù)能力，得出風(fēng)險(xiǎn)等級，其中，電子密碼鎖的性能至關(guān)重要?；趩纹瑱C(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第2頁。由于數(shù)字、字符、圖形圖像、人體生物特征和時(shí)間等要素均可成為鑰匙的電子信息，組合使用這些信息能夠使電子密碼鎖獲得高度的保密性，如防范森嚴(yán)的金庫，需要使用復(fù)合信息密碼的電子密碼鎖，這樣對盜賊而言是“道高一尺、魔高一丈”。組合使用信息也能夠使電子密碼鎖獲得無窮擴(kuò)展的可能，使產(chǎn)品多樣化，對用戶而言是“千挑百選、自得其所”。1.4本設(shè)計(jì)完成的工作(1)熟悉51單片機(jī)集成開發(fā)環(huán)境，運(yùn)用C語言編寫工程文件；

(2)熟練應(yīng)用所選用單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、資源，以及軟硬件調(diào)試設(shè)備的基本方法；

(3)自行構(gòu)建基于單片機(jī)的最小系統(tǒng)，完成相關(guān)硬件電路的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)；

(4)密碼鎖的原理和實(shí)現(xiàn)方法?；趩纹瑱C(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第3頁?；趩纹瑱C(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第3頁。2總體方案設(shè)計(jì)它是以STC89C52單片機(jī)為核心，配以相應(yīng)硬件電路，完成密碼的設(shè)置、存貯、識別、驅(qū)動(dòng)電磁執(zhí)行器并檢測其驅(qū)動(dòng)電流值、接收蜂鳴器送來的報(bào)警信號、發(fā)送數(shù)據(jù)等功能，單片機(jī)接收鍵入的代碼，并與存貯在EEPROM中的六位密碼進(jìn)行比較，六位密碼的可以有298萬多組密碼供主人隨意變換，保密性極高，可選密碼組是連續(xù)排列的，如果密碼正確，則驅(qū)動(dòng)電磁執(zhí)行器開鎖；如果密碼輸入不正確，則單片機(jī)通過通信線路向智能報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信號?；趩纹瑱C(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第4頁。密碼鎖主要由矩陣鍵盤、單片機(jī)、外部硬件等部分組成。其中矩陣鍵盤用于輸入數(shù)字密碼和進(jìn)行各種功能的實(shí)現(xiàn)。實(shí)際使用時(shí)只要將單片機(jī)的負(fù)載由繼電器換成電子密碼鎖的電磁鐵吸合線圈即可，當(dāng)然也可以用繼電器的常開觸點(diǎn)去控制電磁鐵吸合線圈，單片機(jī)將每次開鎖操作和此時(shí)電磁執(zhí)行器的驅(qū)動(dòng)電流值作為狀態(tài)信息發(fā)送給單片機(jī)的芯片處理，同時(shí)將接收來自無限循環(huán)的密碼識別程序的報(bào)警信息也發(fā)送給智能報(bào)警器，從而使整個(gè)密碼鎖正常運(yùn)行。基于單片機(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第4頁?；趩纹瑱C(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第5頁。STC89C52電源輸入電路基于單片機(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第5頁。STC89C52電源輸入電路晶振電路復(fù)位電路鍵盤接口電路開鎖電路報(bào)警電路圖1系統(tǒng)總體方框圖基于單片機(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第6頁。如圖1所示，電源輸入電路為STC89C52提供直流電。晶振電路的主要作用是提供基準(zhǔn)頻率，在電路產(chǎn)生震蕩電流,發(fā)出時(shí)鐘信號。復(fù)位電路是使單片機(jī)的CPU和系統(tǒng)中的其他功能部件都處在一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作，例如復(fù)位后PC＝0000H，使單片機(jī)從第—個(gè)單元取指令。鍵盤接口電路實(shí)現(xiàn)按鍵輸入密碼。開鎖電路是當(dāng)用戶輸入的密碼正確時(shí)，單片機(jī)便輸出開門信號，送到開鎖驅(qū)動(dòng)電路，然后驅(qū)動(dòng)電磁鎖，達(dá)到開門的目的。報(bào)警電路是密碼輸入錯(cuò)誤時(shí)，蜂鳴器發(fā)出聲響報(bào)警?；趩纹瑱C(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第6頁。2.1硬件設(shè)計(jì)2.1.1電源模塊由于本系統(tǒng)采用電池供電，我們考慮了如下幾種方案為系統(tǒng)供電。方案1：采用5V蓄電池為系統(tǒng)供電。蓄電池具有較強(qiáng)的電流驅(qū)動(dòng)能力以及穩(wěn)定的電壓輸出性能。但是蓄電池的體積過于龐大，在使用極為不方便。因此我們放棄了此方案。方案2：采用3節(jié)1.5V干電池共4.5V做電源，經(jīng)過7805的電壓變換后為單片機(jī)，傳感器供電。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證系統(tǒng)工作時(shí)，單片機(jī)、傳感器的工作電壓穩(wěn)定能夠滿足系統(tǒng)的要求，而且電池更換方便。綜上所述采用方案22.1.2主控制器模塊方案1：采用可編程邏輯器件CPLD 作為控制器。CPLD可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的邏輯功能、規(guī)模大、密度高、體積小、穩(wěn)定性高、IO資源豐富、易于進(jìn)行功能擴(kuò)展。采用并行的輸入輸出方式，提高了系統(tǒng)的處理速度，適合作為大規(guī)?？刂葡到y(tǒng)的控制核心。但本系統(tǒng)不需要復(fù)雜的邏輯功能，對數(shù)據(jù)的處理速度的要求也不是非常高。且從使用及經(jīng)濟(jì)的角度考慮我們放棄了此方案。方案2：基于單片機(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第7頁。采用STC89C52單片機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的核心，用其控制密碼鎖控制，以實(shí)現(xiàn)其既定的性能指標(biāo)。充分分析我們的系統(tǒng)，其關(guān)鍵在于密碼鎖的控制，而在這一點(diǎn)上，單片機(jī)就顯現(xiàn)出來它的優(yōu)勢——控制簡單、方便、快捷。這樣一來，單片機(jī)就可以充分發(fā)揮其資源豐富、有較為強(qiáng)大的控制功能及可位尋址操作功能、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。STC89C52單片機(jī)具有功能強(qiáng)大的位操作指令，I/O口均可按位尋址，程序空間多達(dá)8K，對于本設(shè)計(jì)也綽綽有余，更可貴的是STC89C52單片機(jī)價(jià)格非常低廉?；趩纹瑱C(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第7頁。因此，這種方案是一種較為理想的方案。從方便使用的角度考慮，我們選擇了方案2。3硬件實(shí)現(xiàn)及單元電路設(shè)計(jì)3.1主控制模塊主控制最小系統(tǒng)電路如圖3所示?；趩纹瑱C(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第8頁?；趩纹瑱C(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第8頁。圖3單片主控電路3.2單片機(jī)的時(shí)鐘電路與復(fù)位電路設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第9頁。本系統(tǒng)采用STC系統(tǒng)列單片機(jī)，相比其他系列單片機(jī)具有很多優(yōu)點(diǎn)。一般STC單片機(jī)資源比其他單片機(jī)要多，而且執(zhí)行速度快；STC系列單片機(jī)使用串口對單片機(jī)進(jìn)行燒寫，下載程序較為方便；STC51單片機(jī)內(nèi)部集成了看門狗電路；且具有很強(qiáng)抗干擾能力。基于單片機(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第9頁。本系統(tǒng)采用內(nèi)部方式的時(shí)鐘電路和加電自復(fù)位的復(fù)位電路，如下圖3圖4所示：圖3時(shí)鐘電路 圖4復(fù)位電路由于單片機(jī)P0口內(nèi)部不含上拉電阻，為高阻態(tài)，不能正常地輸出高/低電平，因而該組I/O口在使用時(shí)必須外接上拉電阻。3.3單片機(jī)管腳說明VCC（40）：供電電壓，其工作電壓為5V。GND（20）：接地。P0端口（P0.0-P0.7）：P0口為一個(gè)8位漏極開路雙向I/O口，每個(gè)引腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。P1端口（P1.0-P1.7）：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高電平，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收?；趩纹瑱C(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第10頁。P2端口（P2.0-P2.7）：P2口為一個(gè)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(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口，用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號和控制信號?；趩纹瑱C(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第10頁。P3端口（P3.0-P3.7）：P3口管腳是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位的雙向I/O端口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入端時(shí)，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）。P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號。復(fù)位RST(9)：復(fù)位輸入。在振蕩器運(yùn)行時(shí)，有兩個(gè)機(jī)器周期（24個(gè)振蕩周期）以上的高電平出現(xiàn)在此引腳時(shí)，將使單片機(jī)復(fù)位，只要這個(gè)引腳保持高電平，51芯片便循環(huán)復(fù)位。復(fù)位后P3.0-P3.7口均置1，引腳表現(xiàn)為高電平，程序計(jì)數(shù)器和特殊功能寄存器SFR全部清零。當(dāng)復(fù)位腳由高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，芯片為ROM的00H處開始運(yùn)行程序。復(fù)位操作不會(huì)對內(nèi)部RAM有所影響。ALE/(30)：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地低位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。如果想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，則置位無效。(29)：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號。在由外部程序存儲(chǔ)器取指令期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的信號將不出現(xiàn)?；趩纹瑱C(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第11頁。EA/VPP(31)：當(dāng)保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V的編程電源（VPP）?；趩纹瑱C(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第11頁。XTAL1(19)：來自反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2(18)：來自反向振蕩器的輸出。3.4鍵盤電路設(shè)計(jì)在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，一般都會(huì)設(shè)置鍵盤，主要為了控制運(yùn)行狀態(tài)，輸入一些命令或數(shù)據(jù)，以完成特定的人機(jī)交互。鍵盤是與單片機(jī)進(jìn)行人機(jī)交互的最基本的途徑，其以按鍵的形式來設(shè)置控制功能或輸入數(shù)據(jù)，按鍵的輸入狀態(tài)本質(zhì)上是一個(gè)開關(guān)量。對于簡單的開關(guān)量的輸入可以采用獨(dú)立式按鍵，這種方法接口簡單，但占用單片機(jī)I/O端口資源較多。對于輸入?yún)?shù)較多、功能復(fù)雜的系統(tǒng)，需要采用矩陣式鍵盤進(jìn)行輸入控制。本系統(tǒng)采用4*3矩陣式鍵盤，鍵盤連接方式如圖5所示：基于單片機(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第12頁?；趩纹瑱C(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第12頁。圖5鍵盤電路3.5液晶顯示電路設(shè)計(jì)液晶顯示器（LCD）是一種功耗很低的顯示器，它的使用非常廣泛，比如電子表、計(jì)算器、數(shù)碼相機(jī)、計(jì)算機(jī)的顯示器和液晶電視等。電子密碼鎖中需要顯示的信息比較多，為了能直觀的看到結(jié)果，并且為了設(shè)計(jì)顯的美觀，使用總線和排阻進(jìn)行簡化連接方式，本設(shè)計(jì)采用液晶顯示屏LCD進(jìn)行顯示，具體連接方式如圖6所示?；趩纹瑱C(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第13頁。基于單片機(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第13頁。圖6液晶顯示電路3.6存儲(chǔ)芯片電路設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第14頁?？偩€（InterIntergrateCircuitBUS）全稱為芯片間總線，它在芯片間以兩根連線實(shí)現(xiàn)全雙工同步數(shù)據(jù)傳送，一條數(shù)據(jù)線（SDA）和一條串行時(shí)鐘線（SDL）,可以很方便地構(gòu)成外圍器件擴(kuò)展系統(tǒng)。總線采用兩線制，由數(shù)據(jù)線SDA和時(shí)鐘線SCL構(gòu)成，為了對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，本系統(tǒng)使用串行EEPROM芯片，AT24C01系列是典型的串行總線的EEPROM,本系統(tǒng)采用此芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，存儲(chǔ)系統(tǒng)連接如圖7所示：基于單片機(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第14頁。圖7總線和存儲(chǔ)芯片連接電路圖3.7報(bào)警電路基于單片機(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第15頁。報(bào)警部分由蜂鳴器及外圍電路組成，加電后不發(fā)聲，當(dāng)密碼輸入錯(cuò)誤發(fā)出報(bào)警聲。如圖8所示?；趩纹瑱C(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第15頁。圖8蜂鳴報(bào)警電路3.8密碼鎖電路基于單片機(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第16頁。密碼鎖部分由繼電器組成，當(dāng)密碼輸入正確選擇開鎖繼電器就會(huì)吸合。如圖9所示?；趩纹瑱C(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第16頁。圖9密碼鎖電路4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方案4.1主程序流圖如圖10為主程序流程圖，用戶才可以自行設(shè)定和修改6位密碼，密碼輸錯(cuò)會(huì)有提示聲。只有鍵入6位開鎖密碼完成正確才能開鎖?；趩纹瑱C(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第17頁?；趩纹瑱C(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第17頁。開始設(shè)置密碼設(shè)置密碼初始化初始化輸入密碼輸入密碼報(bào)警報(bào)警程序報(bào)警報(bào)警程序 報(bào)警程序次數(shù)加1 N報(bào)警程序次數(shù)加1密碼正確？ Y 報(bào)警開鎖程序Y 報(bào)警開鎖程序 開鎖？繼電器打開 N 繼電器打開Y修改密碼程序修改密碼？修改密碼程序N返回圖10主程序流程圖4.2開鎖軟件設(shè)計(jì)如圖11開鎖流程圖，開始時(shí)按開鎖鍵，輸入密碼，如果輸入正確，則開鎖成功。如果輸入錯(cuò)誤則執(zhí)行報(bào)警程序。基于單片機(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第18頁。基于單片機(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第18頁。開始初始化初始化按開鎖鍵按開鎖鍵輸入密碼輸入密碼輸入次數(shù)加1輸入次數(shù)加1確認(rèn)密碼確認(rèn)密碼 N 所輸入密碼正確？ 報(bào)警報(bào)警程序報(bào)警報(bào)警程序開鎖Y開鎖 返回圖4.2開鎖流程圖基于單片機(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第19頁。5系統(tǒng)的安裝與調(diào)試基于單片機(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第19頁。5.1安裝步驟1.檢查元件的好壞按電路圖買好元件后首先檢查買回元件的好壞，按各元件的檢測方法分別進(jìn)行檢測，一定要仔細(xì)認(rèn)真。而且要認(rèn)真核對原理圖是否一致，在檢查好后才可上件、焊件，防止出現(xiàn)錯(cuò)誤焊件后不便改正。2.放置、焊接各元件按原理圖的位置放置各元件，在放置過程中要先放置、焊接較低的元件，后焊較高的和要求較高的元件。特別是容易損壞的元件要后焊，在焊集成芯片時(shí)連續(xù)焊接時(shí)間不要超過10s，注意芯片的安裝方向。結(jié)論本設(shè)計(jì)是電源輸入部分、鍵盤輸入部分、密碼存儲(chǔ)部分、復(fù)位部分、晶振部分、顯示部分、報(bào)警部分、開鎖部分組成，根據(jù)實(shí)際情況鍵盤輸入部分選擇4*4矩陣鍵盤。基于單片機(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第20頁。在設(shè)計(jì)中我們必須首先熟悉和掌握單片機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理，單片機(jī)的接口技術(shù)及相關(guān)外圍芯片的外特性，控制方法。以單片機(jī)核心的電路設(shè)計(jì)的基本方法和技術(shù)了解表關(guān)電路參數(shù)的計(jì)算方法。單片機(jī)不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片,而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。概括的講：一塊芯片就成了一臺計(jì)算機(jī)。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。同時(shí)，學(xué)習(xí)使用單片機(jī)了解計(jì)算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄像機(jī)、攝像機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機(jī)。更不用說自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。因此，單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計(jì)算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師。隨著單片機(jī)的廣泛應(yīng)用，將大大促進(jìn)各領(lǐng)域的技術(shù)更新，向自動(dòng)化、小型化、智能化方向邁進(jìn)。而對于我們來說，我們這代人的目標(biāo)和任務(wù)是把這些高科技產(chǎn)品更升一個(gè)層次?；趩纹瑱C(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第20頁。再次感謝趙老師的悉心指導(dǎo)和同學(xué)們的幫助！參考文獻(xiàn)[1]王千.實(shí)用電子電路大全[M].電子工業(yè)出版社,2004,28-36[2]彭為.單片機(jī)典型系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例精講[M].電子工業(yè)出版社,2006,69-88[3]張榮.基于單片機(jī)的智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[M].電子工業(yè)出版社,2005,35-38[4]朱勇.單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù)[M].清華大學(xué)出版社,2006,14-16[5]潘永雄.新編單片機(jī)原理與應(yīng)用[M].西安電子科技大學(xué)出版社,2003,78-86[6]葉啟明.單片機(jī)制作的新型安全密碼鎖[J].家庭電子,2005,(10):[7]郭海英.基于單片機(jī)的電子安全密碼鎖的設(shè)計(jì)[M].現(xiàn)代電子技術(shù),2005,(13)[8]李明喜.新型電子密碼鎖的設(shè)計(jì)[J].機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新,2004,(03):[9]彭為.單片機(jī)典型系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例精講[M].北京:電子工業(yè)出版社,2006,35-38[10]ATmega.ATmega8L-8AC,2006,(01),63-64[11]WirelessWorld,1998,42-45基于單片機(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第21頁。[12]石文軒,宋薇.基于單片機(jī)MCS一51的智能密碼鎖設(shè)計(jì)[J].武漢工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2004,(01):76-35基于單片機(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第21頁。[13]祖龍起,劉仁杰.一種新型可編程密碼鎖[J].大連輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),2002,(01):54-57[14]葉啟明.單片機(jī)制作的新型安全密碼鎖[J].家庭電子,2005,(10):98-111[15]郭海英.基于單片機(jī)的電子安全密碼鎖的設(shè)計(jì)[M].現(xiàn)代電子技術(shù),2005,(13),76-96[16]李明喜.新型電子密碼鎖的設(shè)計(jì)[J].機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新,2004,(03):45-66[17]董繼成.一種新型安全的單片機(jī)密碼鎖[J].電子技術(shù),2004,(03):122-134[18]R.Dye.VisualObject-OrientatedProgramming[J].Dr.DobbsMacintoshJournal,1991,56(1):213-234基于單片機(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第22頁。附錄1整機(jī)電路原理圖基于單片機(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第22頁。附錄2部分源程序#include<reg52.h> //調(diào)用單片機(jī)頭文件基于單片機(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第23頁。#defineucharunsignedchar//無符號字符型宏定義 變量范圍0~255基于單片機(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第23頁。#defineuintunsignedint //無符號整型宏定義 變量范圍0~65535#include"lcd1602.h"#include"iic.h"ucharvalue,i; //變量ucharflag_lj_en;//邊加ucharflag_lj_en_value;sbitrelay=P2^3;//繼電器定義sbitbeep=P2^2;//蜂鳴器定義ucharsmg_i;uchardis_smg[6];ucharpassword[6]={6,5,4,3,2,1}; //密碼保存ucharpassword_bj[6]={1,2,3,4,5,6}; //密碼比較ucharcodepassword_r[6]={6,5,4,3,2,1};ucharpassword_xg[6]; //密碼修改ucharflag_password;//密碼正確否ucharflag_password_cichu1;//密碼錯(cuò)誤次數(shù)ucharflag_password_cichu2;//密碼錯(cuò)誤次數(shù)bitflag_500ms;//500ms標(biāo)志位bitflag_200ms=1;//200ms標(biāo)志位基于單片機(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第24頁。bitflag_beep_en;//蜂鳴器標(biāo)志位基于單片機(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第24頁。bitflag_relay_en;//繼電器標(biāo)志位#definekey_ioP0ucharkey_can;#include"iic.h"/***********************1ms延時(shí)函數(shù)*****************************/voiddelay_1ms(uintq){ uinti,j; for(i=0;i<q;i++) for(j=0;j<120;j++);}/****************獨(dú)立按鍵處理函數(shù)************************/ voidkey(){ staticucharkey_new=0,key_old=0,key_value=0,key_l; key_io=0x0f; if(key_new==0) //按鍵松開 { if(key_io==0x0f)基于單片機(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第25頁。 key_value++;基于單片機(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第25頁。 else key_value=0; if(key_value>=5) //按鍵松開松手檢測 { key_value=0; key_new=1; //按鍵松開后進(jìn)入等待按鍵狀態(tài) key_can=30; flag_lj_en=0; } } else { if(key_io!=0x0f) //按鍵按下 key_value++; else key_value=0; if(key_value>=5) //按鍵按下消抖 { key_value=0; key_new=0; //按鍵松開后進(jìn)入等待松開按鍵狀態(tài) } } key_can=20; if((key_new==0)&&(key_old==1)) {基于單片機(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第26頁。 key_l=(key_io|0xf0);//矩陣鍵盤掃描基于單片機(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第26頁。 key_io=key_l; switch(key_io) { case0xee:key_can=10;break;//得到按鍵值 case0xde:key_can=0;break;//得到按鍵值 case0xbe:key_can=11;break;//得到按鍵值 case0x7e:key_can=12;break;//得到按鍵值 case0xed:key_can=7;break;//得到按鍵值 case0xdd:key_can=8;break;//得到按鍵值 case0xbd:key_can=9;break;//得到按鍵值 case0x7d:key_can=13;break;//得到按鍵值 case0xeb:key_can=4;break;//得到按鍵值 case0xdb:key_can=5;break;//得到按鍵值 case0xbb:key_can=6;break;//得到按鍵值 case0x7b:key_can=14;break;//得到按鍵值 case0xe7:key_can=1;break;//得到按鍵值 case0xd7:key_can=2;break;//得到按鍵值 case0xb7:key_can=3;break;//得到按鍵值 case0x77:key_can=15;break;//得到按鍵值 }// write_sfm2(2,1,key_can); } key_old=key_new; 基于單片機(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第27頁。}基于單片機(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第27頁。/*****************密碼還原********************/voidpassword_return(){ if(flag_200ms==1) if(flag_lj_en==1) { flag_200ms=0; flag_lj_en_value++; if(flag_lj_en_value>13) //按下3秒鐘就自動(dòng)密碼還原 { flag_lj_en_value=0; flag_lj_en=0; write_24c02_8(6,0,password_r); beep=0; delay_1ms(200); beep=1; read_24c02_8(6,0,password); } } }基于單片機(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第28頁。/***************把數(shù)組清空**********************/基于單片機(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第28頁。voidclear_shuzu(uchar*p){ for(i=0;i<6;i++) p[i]='';}/*************定時(shí)器0初始化程序***************/voidtime_init() { EA=1; //開總中斷 TMOD=0X01; //定時(shí)器0、工作方式1 ET0=1; //開定時(shí)器0中斷 TR0=1; //允許定時(shí)器0定時(shí)}/*************密碼輸入錯(cuò)誤報(bào)警聲***************/voidpsaaword_beep(){ staticucharvalue1=0; if(flag_beep_en==1) { beep=~beep; if(value1>6) { value1=0; beep=1;基于單片機(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案全文共33頁，當(dāng)前為第29頁