基于单片机的电子密码锁设计与实现毕业设计论文

Institute of Technology.

East China Jiaotong University

毕业设计（论文）

Graduation Design （Thesis）

（20 —20 年）

题目基于单片机的电子密码锁设计

毕业设计（论文）原创性申明

本人郑重申明：所呈交的毕业设计（论文）是本人在导师指导下独立进行的研究工作所取得的研究成果。设计（论文）中引用他人的文献、数据、图件、资料，均已在设计（论文）中特别加以标注引用，除此之外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。

毕业设计（论文）作者签名：日期：年月日

毕业设计（论文）版权使用授权书

本毕业设计（论文）作者完全了解学院有关保留、使用毕业设计（论文）的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交设计（论文）的复印件和电子版，允许设计（论文）被查阅和借阅。本人授权华东交通大学理工学院可以将本设计（论文）的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编毕业设计（论文）。

（保密的毕业设计（论文）在解密后适用本授权书）

毕业设计（论文）作者签名：指导教师签名：

签字日期：年月日签字日期：年月日

摘要

随着科技的进步,安全防盗越来越受到人们的重视,传统的机械锁安全性差，不易携带，比如小区单元门,学校的实验室和机房,超市的存储柜等,普通的机械锁构造过于简单,大都采用铜铝锌等材料作为锁芯,抵抗不了强力破坏,锁具的制作工艺落后,无法组织技术手段的开启，已经不能满足人们的需要。因此各种安全产品相继问世,而以单片机为中心的电子密码锁则大放异彩。

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。因为其脱离了钥匙,这样就避免了因为钥匙丢失而造成时间和经济上的损失,构造复杂严密,成本低廉,加上具有时限和报警功能,更适合平常人们的生活。

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。应用较广的电子密码锁是以芯片为核心，结合外围的键盘输入、显示、开锁、报警电路，通过软件编程来实现的。而本问所设计的密码锁,以AT89S51为核心，具有以下特点:正确输入密码前提下，开锁。错误输入密码情况下，报警。设定输入密码时限≤2分钟，超过该时间，即使密码正确亦不开锁密码可以更改。

关键词：安全，单片机，电子密码锁

Abstract

With the progress of science and technology,security has been paid more and more attention.The traditional mechanical lock poor safety,not easy to carry,Such as residential unit door, the school laboratory and computer room, supermarket storage cabinet.The common mechanical lock structure is too simple, most of the copper and zinc and other materials as the lock core,Unable to resist the strong destruction, production process backward to open lock, no organization technology,Has been unable to meet the needs of the people. Therefore, all kinds of security products have come out in succession, and electronic password lock based on single chip is shine.

Electronic code lock is a password to enter the control circuits, or chips, so as to control mechanical switches closed, the completion of the lock, closed the task of electronic products. Because of its out of key, thus avoiding because the key loss caused by the time and economic loss, complicated structure tight, low cost, coupled with time and alarm function, is more suitable for ordinary people's life.

There are many kinds of it, there is a simple circuit products, also has a higher cost chip based products. The widely used electronic code lock is a chip at the core, with the keyboard input, display, unlock, alarm circuit of periphery, realized by software programming. And the design of the password lock, with AT89S51 as the core,,has the following characteristics: the correct password to unlock the premise. Password is wrong case, alarm. Set password duration ≤ 2 minutes, more than this time, even if the password is correct or not unlock password can be changed.

Key words: Safety,Single chip microcomputer,Electronic password lock

目录

中文摘要 (1)

英文摘要 (2)

目录 (3)

1 概述…………………………………………………………………………………

1.1 选题的背景和依据……………………………………………………………

1.2 本课题研究内容………………………………………………………………

1.3 本课题研究方法………………………………………………………………

1.4 设计方案论述…………………………………………………………………

2 硬件电路的设计……………………………………………………………………

2.1 设计原理………………………………………………………………………

2.2 硬件的组成……………………………………………………………………

2.3 硬件介绍………………………………………………………………………

2.3.1 单片机……………………………………………………………………

2.3.2 关于AT89C51………………………………………………………………

2.3.3 开锁示意图………………………………………………………………

2.3.4 矩阵键盘…………………………………………………………………

2.3.5 显示电路…………………………………………………………………

2.3.6 蜂鸣器电路………………………………………………………………

2.3.7电源稳压模块……………………………………………………………

3 软件设计…………………………………………………………………………

3.1 设计思路……………………………………………………………………

3.2 主程序流程图………………………………………………………………

3.3 仿真…………………………………………………………………………

4 结论………………………………………………………………………………

5 参考文献…………………………………………………………………………

6 附录………………………………………………………………………………

1 概述

1.1 选题的背景和依据

随着人们生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一问题也变的尤其突出!传统的机械锁由于其构造的简单，被橇的事件屡见不鲜，电磁锁由于其保密性高!使用灵活性号!安全系数高，受到广大用户的青睐，本人基于AT89C51片机设计了一款成本低廉#功能实用的电子密码锁。

电子密码锁是一种通过密码输进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。其工作原理是以单片机为核心,配以相应电路,完成密码的设置、存贮、识别和显示、驱动电磁器并检测其驱动电流值、接受传感器送来的的报警信号和发送报告。

而本次设计的密码锁,经过加工可以应用在防盗门或者小型保险箱上,因为其脱离了钥匙,这样就避免了因为钥匙丢失而造成时间和经济上的损失,构造复杂严密,成本低廉,加上具有时限和报警功能,更适合平常人们的生活。

1.2 本课题研究内容

此电子密码锁的系统设计中主要由3个部分组成4*4矩阵键盘接口电路，密码锁的控制电路，输出的显示电路，还有LED显示灯，报警蜂鸣器等。

本设计主要采用MCS-51系单片机作为核心单元，利用单片机串行发射、接受等功能而设计的一款具有开锁和报警的密码锁,其中,矩阵键盘用于输入数字密码和金子能够各种功能的实现。用户通过矩阵键盘输入密码,经过单片机用户密码与自己的保护密码进行对比,判断密码是否正确,从而控制单片机引脚的高低电路实现开锁、上锁、修改密码、报警等功能。

1.3本课题研究方法

本设计主要采用的芯片有89c51单片机主控芯片，AT24c01掉电存储芯片和外接LED液晶显示等。在设计系统中主要由单片机系统、矩阵键盘、液晶显示、密码存储和报警系统组成。设置开锁密码，利用软件与硬件结合的方法来实现。系统能完成本机开锁、超时报警、超次锁定、管理员解密、修改用户密码基本的密码锁的功能。除上述基本的密码锁功能外，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。

1.4 设计方案论述

对于电子密码锁而言，可以采用典型的数字电路控制，但是在安全上远不及

以单片机为核心的控制方案，数字电路也有它的特点，比如设计简单，但是就实用而言，还是没有单片机应用的广泛，下面将两种方案做一对比，以确定更佳的方案。

以AT89C51为核心的单片机控制方案。

选用AT89C51作为核心元件，利用单片机灵活的编程设计和多种的I/O 接口，和准确的控制，实现基本的 密码锁功能。电路具有电源输入、键盘输入、复位电路、显示电路、存储电路、报警电路、晶振电路、开锁电路等一系列组合而成。系统能完成本开锁、超时报警、超次锁定、管理员解密、修改用户密码基本的密码锁的功能。除上述基本的密码锁功能外，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,其工作原理图如下:

对于电子密码锁而言，可以采用典型的数字电路控制，但是在安全上远不及以单片机为核心的控制方案，数字电路也有它的特点，比如设计简单，但是就实用而言，还是没有单片机应用的广泛，下面将两种方案做一对比，以确定更佳的方案。

A T89C51 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

2 硬件电路的设计

2.1 设计原理

本设计主要由AT89C51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，用户通过矩阵键盘输入密码，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，判断密码是否正确，从而控制单片机引脚的高低电平实现开锁，上锁，修改密码，报警等功能。

2.2 硬件的组成

单片机89c51， 12M晶振，30pf电容，1K电阻，共阴极数码显示管，矩阵键盘，24c01掉电存储芯片，开锁控制电路，单片机复位电路，电源模块等。

2.3 硬件介绍

2.3.1 单片机

单片机也被称作“单片微型计算机”、“微控制器”、“嵌入式微控制器”。单片机一词最初是源于“Single ChipMicrocomputer”,简称SCM。随着SCM在技术上、体系结构上不断扩展其控制功能，单片机已不能用“单片微型计算机”来表达其内涵。国际上逐渐采用“MCU”(Micro Controller Unit)来代替，形成了单片机界公认的、最终统一的名词。为了与国际接轨，以后应将中文“单片机”一词和“MCU”唯一对应解释。在国内因为“单片机”一词已约定俗成，故而继续沿用。单片机的发展历史：

如果将8位单片机的推出作为起点，那么单片机的发展历史大致可以分为以下几个阶段：

第一阶段（1976—1978）：单片机的探索阶段。以Intel公司的MCS-48为代表。MCS-48的推出是在工控领域的探索，参与这一探索的公司还有Motorola、Z ILOG 等。都取得了满意的效果。这就是SCM的诞生年代，“单片机”一词即由此而来。第二阶段（1978—1982）：单片机的完善阶段。Intel公司在MCS-48基础上推出了完善的、典型的单片机系列MCS-51。它在以下几个方面奠定了典型的通用总线型单片机体系结构。

1.完善的外部总线。MCS-51设置了经典的8位单片机的总线结构，包括8位数据总线、16位地址总线、控制总线及具有多机通信功能的串行通信接口。

2.CPU外围功能单元的集中管理模式。

3.体现工控特性的地址空间及位操作方式。

4.指令系统趋于丰富和完善，并且增加了许多突出控制功能的指令。第三阶段（1982—1990）：8位单片机的巩固发展及16位单片机的推出阶段，也是单片

机向微控制器发展的阶段。Intel公司推出的MCS-96系列单片机，将一些用于测控系统的模数转换器、程序运行监视器、脉宽调制器等纳入片中，体现了单片机的微控制器特征。第四阶段（1990—至今）：微控制器的全面发展阶段。随着单片机在各个领域全面、深入地发展和应用，出现了高速、大寻址范围、强运算能力的8位/16位/32位通用型单片机，以及小型廉价的专用型单片机。单片机的发展趋势

目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展，今后单片机的发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗化、低电压化、低噪声与高可靠性、大容量化、高性能化、小容量、低价格化、外围电路内装化和串行扩展技术。随着半导体集成工艺的不断发展，单片机的集成度将更高、体积将更小和功能将更强。单片机的特点单片机主要有如下特点：

1.有优异的性能价格比。

2.集成度高、体积小、有很高的可靠性。单片机把各功能部件集成在一块芯片上，内部采用总线结构，减少了各芯片之间的连线，大大提高了单片机的可靠性和抗干扰能力。另外，其体积小，对于强磁场环境易于采取屏蔽措施，适合在恶劣环境下工作。

3.制功能强。为了满足工业控制的要求，一般单片机的指令系统中均有极丰富的转移指令、I/O口的逻辑操作以及位处理功能。单片机的逻辑控制功能及运行速度均高于同一档次的微机。

4.低功耗、低电压，便于生产便携式产品。

5.外部总线增加了I2C（Inter-Integrated Circuit）及SPI(Serial Peripheral Interface)等串行总线方式，进一步缩小了体积，简化了结构。

6.单片机的系统扩展和系统配置较典型、规范，容易构成各种规模的应用系统。单片机的应用由于单片机具有显著的优点，它已成为科技领域的有力工具，人类生活的得力助手。它的应用遍及各个领域，主要表现在以下几个方面：1.单片机在智能仪表中的应用 2.单片机在机电一体化中的应用 3.单片机在实时控制中的应用4.单片机在分布式多机系统中的应用5.单片机在人类生活中的应用单片机已成为计算机发展和应用的一个重要方面，另一方面，单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能通过单片机来实现了。这种用软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是对传统控制技术的一次革命。

2.3.2 关于AT89C51

AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能的CMOS8位单片机片内4Kbytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和128bytes的随机存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大。AT89c51单片机可为你提供许多高性价的应用场合，可灵活的应用于各种控领域。

主要性能参数：

·与MCS-51产品指令系统的全兼容

·4k字节可重擦写Flash闪速存储器

·1000次可擦写周期

·全静态操作：0Hz-24MHz

·三级加密程序存储器

·128K×8字节内部RAM

·32个可编程I/O口线

·2个16位定时/计数器

·6个中断源

·可编程串行UART通道

·低功耗空闲和掉电模式

AT89C51功能特性描述：

AT89C51提供以下标准功能：4k字节Flash闪速存储器，128字节内部RAM，32个I/O口线，两个16位定时/计数器，一个5向量中断结构，一个全双工串行通信口，片内震荡器及时钟电路。同时，AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件的可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，窜行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但震荡器停止工作并禁止所有部件工作直到下一个硬件复位。

（1）AT89c51引脚功能说明：

·VCC：电源电压

·GND：地

·P0口：PO口是一组8位漏极开路行双向I/O口，也既地址/数据总线复用口。可作为输出口使用时，每位可吸收电流的方式驱动8个TTL逻辑电路，对端口写“1”可作为高阻抗输入,输出端用。在访问外部数据存储器时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。在Flash 编程时，PO口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求必须加上拉电阻。

·P1口：P1口是一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1的输入缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输出口。作输入口时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时输出一个电流（

I）。Flash编程和程序校验期间，P1口接收8位地址。

·P2口：P2口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2的输入缓冲级可以驱动（输入或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时和作为输出口，作输出口时，因为存在内部上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。在访问外部存储器或1位地址的外部数据存储器（例如执行MOVX@DPTR指令）时，P2口送出高8位地址数据。在访问8位地址的外部数据存储器（如执行MOVX@RI指令）时，P2口线的内容（即特殊功能寄存器（SFR）区中R2寄存器的内容），在整个访问期间不改变。Flash编程或校验时，P2也可以接高地址和其他控制信号。

·P3口：P3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O口，，P1的输入缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对P3口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输出端口。作输出端口时，被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流。

P3口除可作为一般的I/O口线外，更重要的用途是它的第二功能，P3口还接收一些用于Flash 闪速存储器编程和程序校验的控制信号

·RST：复位输出。当震荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平使机器复位。

·ALE/ 当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节，即使不能访问外部字节，ALE仍时钟震荡频率的1/6输出固定的正脉冲信号，因此它可对外输出时钟脉冲或用于定时目的。要注意的是：每次访问外部存储器时将跳过一个ALE脉冲。对Flash存储器编程期间，该引脚还要输入编程脉冲，如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH 单元的D0位置位，可禁止ALE操作。该位被置位后，只有一条MOVX和MOVC指令可激活。此外，此引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应该置ALE 无效。允许程序存入与输出的是外部程序存储器的读选通信号，当

AT89C51由外部程序取指令（或数据）时，每个机器周期两次有效，既输出两个脉冲。在此期间，当访问外部数据存储器，这两次有效的信号不出现。

·EA/VPP：外部访问允许。欲使CPU访问外部程序存储器（地址为0000H--FFFFH），EA端口必须保持低电平（接地）。要注意的是：如果加密位LB1被编程，复位时内部会锁存EA端状态。Flash存储器编程时，该引脚加上+12V的编程允许电源VPP，当然这必须是该器件是使用12V的编程电压VPP。

·XTAL1：震荡器反向放大器及内部时钟的输入端。

·XAAL2：震荡器反向放大器的输出端。

·时钟震荡器：AT89C51中有一个构成内部震荡器的高增益反向放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是该放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外石英或陶瓷震荡器一起构成自激震荡器震荡电路。外接石英晶体（或陶瓷震荡器）及电容

C1、C2接在放大器的震荡回路中构成并联震荡电路。对外接电容C1、C2虽然没有非常严格的要求，但电容的大小会轻微影响震荡频率的高低、震荡工作的稳定性、起震的难易程序及温度稳定性，如果使用石英晶体，推荐使用

30pF±10pF，而如果使用陶瓷谐振器的话建议选择

40pF±10pF。用户还可以采用外部时钟，采用外部时钟如图所示。在这种情况下，外部时钟脉冲接到XTAL1端，既内部时钟发生器的输入端，XTAL2悬空。

由于外部时钟信号是通过一个2分频的触发器后作为内部时钟信号的所以外部寄存器时钟的占空比没有特殊要求，但最小高电平持续的时间和最大低电平持续的时间应符合产品技术条件的要求。

·Flash闪速存储器的编程：

AT89C51单片机内部有4K字节的Flash PEROM，这个Flash存储存储阵列出厂时已处于擦除状态（既所有存储单元的内容均为FFH），用户随时可对其进行编程。程序接收高电压（+12V）或低电压（VCC）的允许编程信号。低电压编程模式，适用与用户在线编程系统。而高电平模式可与通用EPROM编程程序兼容。

·编程方法：

编程前需设置好地址、数据及控制信号，编程单元的地址就、加在P1口和P2口的P2.0—P2.3（11位地址范围为0000H—0FFFH），数据从P0口输入，PSEN 为低电平，RST保持高电平，EA/Vpp引脚是编程电源的输入端，按要求加上编程电压，ALE/PROG引脚输入编程脉冲（负脉冲）编程时可采用4—20MHz的时钟震荡器AT89C51编程。方法如下

1.在数据线上加上要写入的数据字节。

2.激活相应的控制信号。

3.在高电压编程时，将EA/vpp端加上+1V编程电压。

4.每对Flash存储阵列写入一个字节，加上一个ALE/PROG编程脉冲。 AT89C51

控制信号RST/VPD 复位信号时钟电路工作后，在引脚上出现两个机器周期的高电平，芯片内部进行初始复位，复位后片内存储器的状态如表所示，P1—P3口输出高电平，初始值07H 写入堆栈指针SP 、清0程序计数器PC 和其余特殊功能寄存器，但始终不影响片内RAM 状态，只要该引脚保持高电平，89C51将循环复位，，RAT/VPD 从高电平到低电平单片机将从0号单元开始执行程序，另外该引脚还具有复用功能，只要将VPD 接+5V 备用电源，一旦VCC 电位突然降低或断电，能保护片内RAM 中的信息不丢失，恢复电后能正常工作。

AT89C51通常采用上电自动复位和开关手动复位，我们采用的是自动复位，电路图详见电路原理图。

2.3.3 开锁示意图

通过单片机送给开锁执行机构，电路驱动电磁锁吸合，从而达到开锁的目的。其原理图如图：

N

Y

当用户输入的密码正确时，单片机便输出开门信号，送到开锁驱动电路，然后驱动电磁锁，达到开门的目的。电路图如下图2-3所示。电路由驱动和开锁两级组成。由D5、R1、T10组成驱动电路，其中T10可以选择普通的小功率三极管如9014、9018都可以满足要求。D5是开锁指示灯；由D6、C24、T11组成开锁。其中D6、C24是为了消除电磁锁可能产生的反向高电压以及可能产生的电磁干扰。T11可选用中功率的三极管如8050，电磁锁的选用要视情况而定，但是吸合力要足够且有一定的余量。注：在设计中，暂时用发光二极管代替电磁锁，发光管亮，表示开锁；灭，表示没有开锁。电路图如下：

单片机微控

制器

密码正确 开锁驱动电路

返回 电磁琐

2.3.4 矩阵键盘

由于设计要求使用矩阵键盘，所以本设计就采用行列式矩阵键盘，同时也能减少键盘与单片机接口时所占用的I/O线的数目，在按键比较多的时候，通常采用这样方法。其原理如下图所示:

每一条水平（行线）与垂直线（列线）的交叉处不相通，而是通过一个按键来连通，利用这种行列式矩阵结构只需要N条行线和M条列线，即可组成具有N ×M按键的键盘。首先辨别键盘中有无键按下，由单片机I/O口向键盘进行扫描，然后读入行线的状态来判断。方法是：向行线输出全扫描字00H，把全部线列设置为低电平，然后将线列的电平状态读入累加器A中。如果有按键按下，总会有一根行线电平被拉至低电平从而使行线不全为1。判断键盘中哪一个键被按下是通过列线依次被置为低电平后检查行输入状态来实现的。方法是：依次设置行行列低电平时，然后检查所有行线状态，如果全为1，则所按下的键不在此列；如果不全为1，则所按下的键一定就在此列，且是在与零电平行线相交的交点上的那个键。

按键的操作面板如下图所示。共计数字键10个，功能键2个

10个数字键用来输入密码，另外2个功能键分别是：开锁和上锁。上锁和开锁的过程在前面已经详细介绍,在此不再多说。面板上还有一个蜂鸣器，其中一个功能是用来指示操作的按键是否在成功的按下；另外一个功能是当用户输入密码错误的次数超过了3次，鸣笛以示报警。

2.3.5 显示电路

本系统设计的显示电路为了节约单片机的接口资源而采用串行显示的方式，只使用单片机的两个串行口，就可以完成单片机的显示功能，显示电路的电路原理图如下图所示。

电路设定：当程序检测在5分钟内没有按键操作的时候，就关闭显示。这个功能使用程序来实现的，一旦没有按键动作就启动一个定时器，检测在5分钟内没有按键动作的时候，启动一个程序，关闭显示，这样可以达到节省电能的目的。从单片机串口输出的信号先送到左边的移位寄存器（74HC164）,由于移位脉冲的作用，使数据向右移，达到显示的目的。移位寄存器

74HC164还兼作数码管的驱动。电路图如下图所示：

2.3.6 蜂鸣器电路

该电路的作用是在密码输入错误的状态下，单片机送出信号使得蜂鸣器响，该电路较为简单，各由一个电阻，PNP三极管和蜂鸣器组成，如下图所示，单片机的 P3.0引脚控制三极管的基极 b,当P3.0输出高电平时，三极管截止，没有电流流过线圈，蜂鸣器不发声，当P3.0输出低电平时，三极管导通，这样蜂鸣器的电流形成回路，发出声音，进行报警。

2.3.7电源稳压模块

本着节省原材料的原则，选择的是7805稳压模块作为本电路的电源，为了让电流更平稳更可靠，后面加入了整流模块7805，电路相当简单，1脚是电源的进线，2脚是公共端，3脚就是5V直流电的输出了，C4和C5是滤除高频率的杂波干扰的，发光二极管D1可以作为电源电路的直接显示，如果发光则说明电路得到了稳定的5V电源。本电路简单明了，应用比较广泛。

3 软件设计

3.1 设计思路

程序分为主程序、密码判断子程序、数码管显示子程序、键盘扫描中断服务程序及待机中断服务程序等。主程序完成内部RAM单元和特殊功能寄存器的初始化后,进入一个循环结构,在循环中,首先调用数码管显示子程序,接着判断是否有键按下,然后判断是数字键还是功能键,若是数字键则进行密码判断,若是功能键则判断是确认键还是取消键,然后根据确认键和取消键执行相应的操作。

密码的判断:有数字键按下后,则进行计数,若有6个数字键按下,表示已输入 6个密码!则将已输入的6个密码与初始密码核对,如果密码输入正确,则输出密码正确标志,若密码输入错误,则输出密码错误标志。

键盘扫描中断服务程序实现判断是否有键闭合以及闭合键的键号!每50ms 扫描键盘一次,每次按键输入时,启动蜂鸣器按键提示音,待机中断服务程序实现待机计时%10秒&!若10秒内没有输入内容则清除已输入的内容。

3.2 主程序流程图

3.3 仿真

4 结论

本次设计历经将近半年的时间，经过多次论证和修改，在功能上已经基本达到要求，特别值得一提的是本系统在显示部分采用的是将74HC164移位寄存器与数码管相结合的方式来完成显示功能，这样就可以大量节约IO资源，只利用单片机的串口就可以满足设计要求，这就充分利用了单片机的串口功能，在实际应用中经常被采用。本次设计采用的是模块化的思想，将整个设计分为硬件和软件两部分，硬件部分主要完成系统外围硬件电路的设计，构建电路原理图；软件部分主要完成系统程序的编写，以便于系统进行仿真，验证设计方案的可行性。而硬件部分上又分为单片机自身所需的晶振，复位，电源模块电路及外围的矩阵键盘，掉电存储单元，显示电路和报警电路。软件部分也可分为主程序，键盘扫描子程序，显示子程序，掉电服务子程序。这样就把一个看似复杂的设计分割成各个小问题来给予各个击破，由于以前在学习专业知识时对其中的子程序已有所了解，所以只需将所学的知识进行一下汇总即可。但是在软件程序及仿真中还是花费了大量的时间来学习相关软件。通过这半年的实习，我感觉有很大的收获：首先，通过学习使自己对课本上的知识可以应用于实际，使得理论与实际相结合，加深了自己对课本知识的更好理解，同时这次设计也锻炼了我个人的动手能力：能够有方向，有目的的去查阅资料，增加了许多课本以外的知识。对所学的课程有了进一步的深入了解，能达到学以致用。对我们学生来说，理论与实际同样重要，这是我们以后在工作中说明自己能力的一个重要标准。

受时间和经验限制，本系统有不足和需改进的地方：

1．由于以前专业知识的疏漏及毕业实习的要求，所以在时间上安排的有些仓促，设计虽然基本完成了设计要求，但只是基本软件平台的仿真，在PCB原理图的布线和封装上没有完成任务，如要是制作产品的话会带来很大的麻烦。这给我一个启示就是以后做什么事都要有计划，不能盲目。这对事情的完成效率是一个重要保证。

2．外围硬件电路的设计布局上太过混乱，还有优化布局的空间，要知道复杂的布局对于将来的产品有很大的影响，简约的布局不仅可以节约成本，也可以满足消费者的兴趣爱好，对于产品将来的市场有直接的影响。本设计原理图布局上有待改进。3．在程序算法上过于复杂，汇编语言虽然结构和算法简单，但是程序太长，而c语言恰好相反，以后可以试着学习c语言编程。

5 参考文献

[1] 何立民, MCS-51系列单片机应用系统设计,北京：北京航空航天大学出版社 1999年

[2] 杨振江等, 流行单片机实用子程序及应用实例[M],西安电子科技大学出版社 2002年

[3] 张福学, 传感器应用及其电路精选[M],北京：电子工业出版社 1993年

[4] 沈新群等, MCS-5l系列单片机系统及其应用[M],高等教育出版社2002年

[5] 李朝青, 单片机原理及接口技术[M],北京：北京航空航天出版社 2004年[8] 冯建华、赵亮, 单片机应用系统与产品开发[M]，人民邮电出版社 2004年

[9] 李华, MCS-51系列单片机使用接口技术[M]北京航空航天大学出版社1993年

[10] 刘瑞新、赵全利, 单片机原理及应用教程[M],北京：机械工业出版社 2003年

[11] 李军, 51系列单片机高级实例开发指南[M],北京：北京航空航天大学出版社 2004年

[12] Steven F.Barrett.Daneil J.Pack.Embedded System[M].北京：电子工业出版社，2006年

[13] V. Yu. Teplov,A. V. Anisimov. Thermostatting System Using a Single-Chip Microcomputer and Thermoelectric Modules Based on the Peltier Effect[J] ,2002年

[14] The Intel Microprocessors Architecture,Programming,and Interfacing .高等教育出版社(影印版),2001年

[15] Keil Software .Macro Assembler and Utilities User’S Guide .Keil Software,2001年

[16] Keil Software.Cx51 Complier User’S Guide .Keil Software. 2001年

6 附录

毕业论文（设计）原创性声明

本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。

作者签名：日期：

毕业论文（设计）授权使用说明

本论文（设计）作者完全了解**学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版。有权将论文（设计）用于非赢利目的的少量复制并允许论文（设计）进入学校图书馆被查阅。学校可以公布论文（设计）的全部或部分内容。保密的论文（设计）在解密后适用本规定。

作者签名：指导教师签名：

日期：日期：