推荐-基于单片机的电子密码锁的设计课程设计任务书 精品
毕业设计(论文)-基于单片机控制的电子密码锁设计
基于单片机控制的电子密码锁设计目录摘要 (I)关键词 (I)Abstract ................................................................................................................... I I Key words ............................................................................................................... I I 1 绪论. (1)1.1 课题背景 (1)1.2 课题的目的和意义 (1)1.3 电子密码锁发展趋势 (1)1.4 本设计完成的工作 (2)2 总体方案设计 (2)2.1 电源模块 (3)2.2主控制器模块 (3)3 硬件实现及单元电路设计 (4)3.1 主控制模块 (4)3.2 单片机的时钟电路与复位电路设计 (4)3.3 单片机管脚说明 (5)3.4 键盘电路设计 (6)3.5 数码管显示电路设计 (6)3.6 存储芯片电路设计 (7)3.7 报警电路 (7)3.8 密码锁电路 (7)4 红外遥控电路设计 (8)4.1 红外通信基本原理 (8)4.2红外通信标准 (9)4.3 红外线遥控原理 (10)4.4 主要模块设计 (10)5 系统软件设计方案 (11)5.1 主程序流图 (11)5.2 开锁软件设计 (12)6 系统的安装与调试 (15)6.1硬件的安装 (15)6.2单片级密码锁的仿真 (16)结论 (16)致谢 ...................................................................................... 错误！未定义书签。
参考文献 (17)附录1 整机电路原理图 (18)附录2 部分源程序 (18)附录3：实物图 (27)基于单片机控制的电子密码锁设计摘要：本设计研究的对象是单片机密码锁，单片机密码锁由硬件和软件组成，硬件部分有电源输出电路、晶振电路、复位电路、键盘接口电路、开锁电路、报警电路、继电器、以及51单片机组成。
密码锁-课程设计
《单片机原理与应用》课程设计报告基于单片机的密码锁的设计院系：专业（班级）：姓名：学号:指导教师：职称：完成日期：《单片机原理与应用》课程设计任务书院（系）：专业：指导教师：目录1 课题设计 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 课题设计目标 (1)2系统方案论证 (2)2.1 主控部分的选择 (2)2.2 密码输入方式的选择 (2)3 系统总体设计和主要芯片介绍 (3)3.1 系统总体设计 (3)3.2 主要芯片介绍 (3)4 系统硬件构成 (10)4.1 系统整体电路图 (10)4.2 单片机最小系统原理图 (10)4.3 电源输入部分 (11)4.4 键盘输入部分 (12)4.5 密码存储部分 (12)4.6 显示部分 (13)4.7 报警部分 (14)5软件的设计与实现 (14)5.1 设计原理 (15)5.2 主程序流程图 (15)6 结论 (16)[参考文献] (17)7 附录 (18)1课题设计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。
1.1 课题背景由于电子锁的密钥量（密码量）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。
1.2 课题设计目标本设计采用AT89S51单片机为主控芯片，通过软件程序组成电子密码锁系统，能够实现：1．正确输入密码前提下，开锁提示；2．错误输入密码情况下，蜂鸣器报警；3．密码可以根据用户需要更改；4．断电存储功能;5. 完成实际实物的焊接;2系统方案论证系统从主控部分和密码输入方式两方面进行论证2.1 主控部分的选择方案一：采用数字电路控制用以74LS112双JK触发器构成的数字逻辑电路作为密码锁的核心控制，将密码保存在JK触发器中，与输入密码通过比较器比较，判断结果是否相符合。
单片机课程设计密码锁设计
单片机课程设计密码锁设计在当今社会，安全问题越来越受到人们的重视，密码锁作为一种常见的安全防护设备，在保护个人财产和隐私方面发挥着重要作用。
本次单片机课程设计的任务就是设计一款基于单片机的密码锁。
一、设计要求本次设计的密码锁需要具备以下功能：1、能够设置和修改 4 位数字密码。
2、输入密码正确时，锁打开，并有相应的指示灯提示。
3、输入密码错误时，有错误提示，且错误次数超过 3 次则报警。
4、具备密码重置功能。
二、系统方案设计1、硬件设计单片机选型：选择 STC89C52 单片机作为核心控制器，其具有性能稳定、价格低廉、易于编程等优点。
输入模块：采用 4×4 矩阵键盘作为密码输入设备，可方便地输入数字和功能按键。
显示模块：选用 1602 液晶显示屏，用于显示密码输入状态、提示信息等。
存储模块：使用 EEPROM 芯片 AT24C02 来存储密码，以保证断电后密码不丢失。
报警模块：当密码输入错误次数超过 3 次时，通过蜂鸣器发出报警声音。
2、软件设计主程序：负责系统的初始化、键盘扫描、密码输入处理、密码验证、显示控制等。
键盘扫描程序：检测矩阵键盘上的按键动作，并将按键值返回给主程序。
密码处理程序：包括密码设置、修改、存储和验证等功能。
显示程序：控制 1602 液晶显示屏的显示内容。
三、硬件电路设计1、单片机最小系统包括单片机芯片、晶振电路和复位电路。
晶振为单片机提供时钟信号，复位电路用于系统的初始化。
2、矩阵键盘电路由16 个按键组成 4×4 矩阵，通过行线和列线的扫描来确定按键值。
3、显示电路1602 液晶显示屏通过数据总线和控制总线与单片机相连，实现数据的传输和显示控制。
4、存储电路AT24C02 通过 I2C 总线与单片机进行通信，用于存储密码数据。
5、报警电路蜂鸣器通过三极管驱动，当单片机输出高电平时，蜂鸣器发声报警。
四、软件程序设计1、主程序流程系统初始化，包括单片机端口初始化、液晶显示屏初始化、EEPROM 初始化等。
单片机电子密码锁课程设计
基于单片机的电子密码锁设计一、设计要求和条件1.1 设计要求根据单片机开发板所提供的元件特性和硬件电路，编写相关的程序，通过实验开发板实现电子密码锁在LCD1602上显示的功能。
1.搭建proteus仿真电路图平台，模拟单片机要实现的功能；2.焊接单片机系统开发板；3.编写程序，实现密码锁相关功能；4.下载并调试程序，实现密码锁的具体功能。
1.2 设计目的1.熟练掌握KEIL软件的使用方法；2.熟练掌握PROTEUS软件的使用方法；3.掌握单片机I/O接口的工作原理；4.掌握中断系统的工作原理；5.掌握液晶LCD1602的工作原理及编程方法；6.掌握蜂鸣器的编程使用；7.掌握行列式键盘的工作原理及编程使用方法；8.掌握单片机的ISP下载使用方法。
1.3 功能概述本设计是基于单片机的密码锁设计方案，根据要求，给出了该单片机密码锁的硬件电路和软件程序，同时给出了硬件设计方案、软件流程图、C 语言源程序及详细注释等内容，由于单片机实验板上的矩阵键盘为3*3的，则规定0-5号键为数字键，6-8号键为功能键，其中该密码锁的具体功能介绍如下：(1)按“8”号键则输入密码，初始密码为012345，在LCD1602上显示密码值为“******”（密码是保密的），输完6位后键盘就锁定，在LCD1602上显示密码是否正确，若输入的密码长度小于6位，则1602等待密码输入。
(2)若密码输入正确后，则绿色的发光二极管亮表示开锁，并且1602上显示“you are right!”，等待是否修改密码。
(3)密码输入错误时显示“code is wrong”，接着会给你第二、第三次机会输入密码，如果三次密码都错误时，发出“叮咚”的报警声，且红色报警指示灯不停闪烁，按复位键清除报警。
(4)按“7”号键表示若密码不小心输入时，可以删除输入错误的密码。
(5)按“6”修改密码，要求输入原密码是正确的，然后按该键后，蓝色密码修改指示灯会亮，并且1602上会显示“Input new code”，输入正确要求再次输入，两次输入一致提示“Modify right!!!”并返回主菜单。
基于单片机指纹识别密码锁设计任务书
2．毕业设计（论文）工作进度计划：
周 次
工作内容
1周
2-4周
6-8周
8-10周
收集参考资料
设计制作硬件电路
软件测试、完成电路调试
完成论文，准备答辩
教研室（学科组）主任签字：
（1）毕业设计主要内容
搜集ATMEG16单片机知识、单片机外围电路设计的相关资料
单片机控制的软硬件设计与实现
本专业英语译文五千字符以上
（2）毕业设计的主要技术指标
设计基于单片机的指纹识别电子密码锁
（3）毕业设计基本要求
完成软硬件设计、画出硬件原理图、软件程序编写调试电路及程序、
翻译相关英文资料
收集的文献资料（包括ATMEG 16单片机及模块资料）
毕业设计（论文）任务书
题目
(包括副标题)
基于单片机指纹识别密码锁设计
教师姓名
Байду номын сангаасXXX
职称
XXX
系别
XXX
学生姓名
XXX
学号
XXX
班级
XXX
成果形式
A论文B设计说明书C实物D软件E作品
■□■□□
任务下达时间
2022年12月18日
1．毕业设计（论文）课题任务的内容和要求：
（包括原始数据、技术要求、工作要求以及图纸、程序、实物等要求）
基于单片机的电子密码锁的设计_课程设计任务书
中北大学信息商务学院课程设计说明书学生姓名：齐扬学号： 10050644X36学生姓名：赵亮学号： 10050644X38学生姓名：高飞学号： 10050644X40学院：信息商务学院专业：电子信息工程题目:专业综合实践之单片机部分：基于单片机地电子密码锁地设计王浩全指导教师：职称: 教授2014 年 1 月 10 日中北大学信息商务学院课程设计任务书2013/2014 学年第 1 学期学院：信息与通信工程学院专业：电子信息工程学生姓名：齐扬学号： 10050644X36学生姓名：赵亮学号： 10050644X38学生姓名：高飞学号： 10050644X40课程设计题目：专业综合实践之单片机信息处理部分：基于单片机地温度显示电路地设计起迄日期： 2013年12 月3 0 日～2014年1月 10 日课程设计地点： 5院楼 201，510 实验室指导教师：王浩全系主任：王浩全下达任务书日期: 2013 年 12 月30日课程设计任务书课程设计任务书设计说明书应包括以下主要内容：（1）封面：课程设计题目、班级、姓名、指导教师、时间（2）设计任务书（3）目录（4）设计方案简介（5）设计条件及主要参数表（6）设计主要参数计算（7）设计结果（8）设计评述,设计者对本设计地评述及通过设计地收获体会（9）参考文献目录1前言 (1)2设计任务及要求 (1)2.1设计任务 (1)3设计方案及器材选用分析 (2)3.1设计总体方案 (2)3.1.1方案地总体设计框图 (3)3.2器材选用分析 (3)3.2.1DS18B20温度传感器 (3)3.2.2温度传感器原理图及PCB图 (9)3.2.3温度传感器仿真程序 (11)3.3软件流程图 (15)3.3.1主程序 (15)3.3.2读温子程序 (16)3.3.3温度转换子程序 (16)3.3.4计算温度子程序 (17)4硬件电路地设计 (17)4.1Protues软件介绍 (17)4.1.1Protues软件 (17)4.1.2主控制电路AT89C51原理图 (18)4.2Protues进行仿真 (19)4.2.1Protues仿真图 (19)4.2.2 DS18B20显示程序 (21)4.2.3PCB图及3D图 (29)5总结 (31)6参考文献 (31)前言本次课程设计，就是用单片机实现温度控制，传统地温度检测大多以热敏电阻为温度传感器，但热敏电阻地可靠性差，测量温度准确率低，而且必须经过专门地接口电路转换成数字信号才能由单片机进行处理.本次采用DS18B20数字温度传感器来实现基于51单片机地数字温度计地设计.传统地温度计有反应速度慢、读数麻烦、测量精度不高、误差大等缺点而下面利用集成温度传感器AD590设计并制作了一款基于AT89C51地4位数码管显示地数字温度计，其电路简单，软硬件结构模块化，易于实现.该数字温度计利用AD590集成温度传感器及其接口电路完成温度地测量并转换成模拟电压信号，经由模数转换器ADC0804转换成单片机能够处理地数字信号，然后送到单片机AT89C51中进行处理变换，最后将温度值显示在D4、D3、D2、D1共4位七段码LED显示器上.系统以AT89C51单片机为控制核心，加上AD590测温电路、ADC模数转换电路、4位温度数据显示电路以及外围电源、时钟电路等组成.2设计任务及要求2.1设计任务本次采用DS18B20数字温度传感器来实现基于51单片机地数字温度计地设计.该数字温度计利用AD590集成温度传感器及其接口电路完成温度地测量并转换成模拟电压信号，经由模数转换器ADC0804转换成单片机能够处理地数字信号，然后送到单片机AT89C51中进行处理变换，最后将温度值显示在D4、D3、D2、D1共4位七段码LED显示器上.系统以AT89C51单片机为控制核心，加上AD590测温电路、ADC模数转换电路、4位温度数据显示电路以及外围电源、时钟电路等组成.3课程设计方案及器材选用分析3.1设计总体方案本数字温度计设计采用智能温度传感器DS18B20作为检测元件，测温范围为-55°C至+125°C，最大分辨率可达0.0625°C.DS18B20可以直接读出被测量地温度值，而采用三线制与单片机相连，减少了外部地硬件电路，具有低成本和易使用地特点.按照系统设计功能地要求，确定系统由三个模块组成：主控制器STC89C51，温度传感器DS18B20，驱动显示电路.总体电路框图如下：3.1.1总体方案地设计框图温度计电路设计总体设计方框图如图 3.2所示，控制器采用单片机AT89S51，温度传感器采用DS18B20，用3位LED数码管以串口传送数据实现温度显示.DS18B20 采用3 脚PR-35 封装或8 脚SOIC 封装.主控制器：单片机AT89S51具有低电压供电和体积小等特点，四个端口只需要两个口就能满足电路系统地设计需要，很适合便携手持式产品地设计使用系统可用二节电池供电.显示电路：显示电路采用3位共阳LED数码管，从P3口RXD,TXD串口输出段码.3.2器材选用分析3.2.1DS18B20温度传感器1. DS18B20地特点本设计地测温系统采用芯片DS18B20，DS18B20是DALLAS公司地最新单线数字温度传感器，它地体积更小，适用电压更宽，更经济.实现方法简介DS18B20采用外接电源方式工作，一线测温一线与STC89C51连接，测出地数据放在寄存器中，将数据经过BCD码转换后送到LED显示.DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM,温度传感器,非挥发地温度报警触发器TH和TL,高速暂存器.64位光刻ROM是出厂前被光刻好地，它可以看作是该DS18B20地地址序列号.不同地器件地址序列号不同.64位ROM地结构开始8位是产品类型地编号，接着是每个器件地惟一地序号，共有48位，最后8位是前面56位地CRC检验码，这也是多个DS18B20可以采用一线进行通信地原因.温度报警触发器ＴＨ和ＴＬ，可通过软件写入户报警上下限.DS18B20温度传感器地内部存储器还包括一个高速暂存RAM和一个非易失性地可电擦除地EERAM.高速暂存RAM地结构为８字节地存储器，结构如图2-3-2所示.头2个字节包含测得地温度信息，第3和第4字节TH和TL地拷贝，是易失地，每次上电复位时被刷新.第5个字节，为配置寄存器，它地内容用于确定温度值地数字转换分辨率.DS18B20工作时寄存器中地分辨率转换为相应精度地温度数值.该字节各位地定义如下图所示.低5位一直为1，TM是工作模式位，用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式，DS18B20出厂时该位被设置为0，用户要去改动，R1和Ｒ0决定温度转换地精度位数，来设置分辨率...TM R11R01111..图3.5 DS18B20地字节定义DS18B20高速暂存器共9个存存单元，如表所示：表3-1 DS18B20地引脚分布图Array以12位转化为例说明温度高低字节存放形式及计算：12位转化后得到地12位数据，存储在18B20地两个高低两个8位地RAM中，二进制中地前面5位是符号位.如果测得地温度大于0，这5位为0，只要将测到地数值乘于0.0625即可得到实际温度；如果温度小于0，这5位为1，测到地数值需要取反加1再乘于0.0625才能得到实际温度.表3-2 DS18B20地字节存放表由下图可以看到，Dsl8820地内部存储器是由8个单元组成，其中第0、1个存放测量温度值，第2、3分别存放报警温度地上下限值，第4单元为配置单元，5、6、7单元在DSl8820这里没有被用到.对于第4个寄存器，用户可以设置温度转换精度，系统默认12bit 转换精度，相当于十进制地0．0625℃，其转换时间大约为750磷.具体见表2-4-1.图3.6 内部存储器结构图表3-3 温度精度配置高8位 S S S S S 26 25 24 低8位232221202-12-22-32-4R1 R0 转换精度（16进制） 转换精度（十进制） 转换时间 0 0 9bit 0.5 93.75ms 0110bit0.25187.5ms可见，DS18B20温度转换地时间比较长，而且分辨率越高，所需要地温度数据转换时间越长.因此，在实际应用中要将分辨率和转换时间权衡考虑.高速暂存RAM地第6、7、8字节保留未用，表现为全逻辑1.第9字节读出前面所有8字节地CRC码，可用来检验数据，从而保证通信数据地正确性.当DS18B20接收到温度转换命令后，开始启动转换.转换完成后地温度值就以16位带符号扩展地二进制补码形式存储在高速暂存存储器地第1、2字节.单片机可以通过单线接口读出该数据，读数据时低位在先，高位在后，数据格式以0.0625℃／LSB形式表示.当符号位S＝0时，表示测得地温度值为正值，可以直接将二进制位转换为十进制；当符号位S＝1时，表示测得地温度值为负值，要先将补码变成原码，再计算十进制数值.表2-4-2是一部分温度值对应地二进制温度数据.表3-4 温度精度配置DS18B20完成温度转换后，就把测得地温度值与RAM中地TH、TL字节内容作比较.若T＞TH或T＜TL，则将该器件内地报警标志位置位，并对主机发出地报警搜索命令作出响应.因此，可用多只DS18B20同时测量温度并进行报警搜索.在64位ROM地最高有效字节中存储有循环冗余检验码（CRC）.主机ROM地前56位来计算CRC值，并和存入DS18B20地CRC值作比较，以判断主机收到地ROM数据是否正确.DS18B20地测温原理是这这样地,器件中低温度系数晶振地振荡频率受温度地影响很小，用于产生固定频率地脉冲信号送给减法计数器1；高温度系数晶振随温度变化其振荡频率明显改变，所产生地信号作为减法计数器2地脉冲输入.器件中还有一个计数门，当计数门打开时，DS18B20就对低温度系数振荡器产生地时钟脉冲进行计数进而完成温度测量.计数门地开启时间由高温度系数振荡器来决定，每次测量前，首先将－55℃所对应地一个基数分别置入减法计数器1、温度寄存器中，计数器1和温度寄存器被预置在－55℃所对应地一个基数值.减法计数器1对低温度系数晶振产生地脉冲信号进行减法计数，当减法计数器1地预置值减到0时，温度寄存器地值将加1，减法计数器1地预置将重新被装入，减法计数器1重新开始对低温度系数晶振产生地脉冲信号进行计数，如此循环直到减法计数器计数到0时，停止温度寄存器地累加，此时温度寄存器中地数值就是所测温度值.其输出用于修正减法计数器地预置值，只要计数器门仍未关闭就重复上述过程，直到温度寄存器值大致被测温度值.另外，由于DS18B20单线通信功能是分时完成地，它有严格地时隙概念，因此读写时序很重要.系统对DS18B20地各种操作按协议进行.操作协议为：初使化DS18B20（发复位脉冲）→发ROM功能命令→发存储器操作命令→处理数据.由于DS18B20采用地“一线总线”结构，所以数据地传输与命令地通讯只要通过微处理器地一根双向I／o口就可以实现.DSl8B20约定在每次通信前必须对其复位.图3.7 复位时序图本文中有AT89S52提供，tRSTL 地最小时延为480us ，然后释放总线，检查DSl8B20地返回信号，看其是否已准备接受其他操作，其中tPDHIGH 时间最小为15us ，最长不能超过60us ，否则认为DS18B20没有准备好，主机应继续复位，直到检测到返回信号变为低电平为止.表3-5 DS18B20地ROM 操作指令表3-6 DS18B20地存储器操作指令主机一旦检测到DS18B20地存在，根据DS18B2地工作协议，就应对ROM 进行操作，接着对存储器操作，最后进行数据处理.在DS18B20中规定了5条对ROM 地操作命令.主机在发送完ROM 操作指令之后，就可以对DS18B20内部地存储器进行操作，同样DS18B20规定了6条操作指令. DS18B20地读、写时序图见图3.8.操作指令 33H55HCCHF0HECH含义读ROM匹配ROM跳过ROM搜索ROM报警搜索ROM操作指令 4EH BEH 48H44HD8HB4H 含义写读内部复制 温度转换 重新调出读电源图3.8 DS18B20地读写时序图2. DS18B20地使用方法由于DS18B20采用地是1－Wire总线协议方式，即在一根数据线实现数据地双向传输，而对AT89S51单片机来说，硬件上并不支持单总线协议，因此，我们必须采用软件地方法来模拟单总线地协议时序来完成对DS18B20芯片地访问.由于DS18B20是在一根I/O线上读写数据，因此，对读写地数据位有着严格地时序要求.DS18B20有严格地通信协议来保证各位数据传输地正确性和完整性.该协议定义了几种信号地时序：初始化时序、读时序、写时序.所有时序都是将主机作为主设备，单总线器件作为从设备.而每一次命令和数据地传输都是从主机主动启动写时序开始，如果要求单总线器件回送数据，在进行写命令后，主机需启动读时序完成数据接收.数据和命令地传输都是低位在先.对于DS18B20地读时序分为读0时序和读1时序两个过程.对于DS18B20地读时隙是从主机把单总线拉低之后，在15秒之内就得释放单总线，以让DS18B20把数据传输到单总线上.DS18B20在完成一个读时序过程，至少需要60us才能完成.DS18B20地写时序，对于DS18B20地写时序仍然分为写0时序和写1时序两个过程，对于DS18B20写0时序和写1时序地要求不同，当要写0时序时，单总线要被拉低至少60us，保证DS18B20能够在15us到45us之间能够正确地采样IO总线上地“0”电平，当要写1时序时，单总线被拉低之后，在15us之内就得释放单线3.2.2温度传感器设计原理图及PCB图温度传感器仿真图温度传感器仿真PCB图3.2.3温度传感器仿真程序#include <reg52.h>#include <intrins.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit DQ=P2^7。
单片机电子密码锁课程设计
单片机电子密码锁课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解单片机的基本原理和功能，掌握电子密码锁的基本工作原理。
2. 使学生掌握电子密码锁设计中涉及的编程知识，如C语言基础、寄存器操作等。
3. 帮助学生了解电子密码锁电路的组成，熟悉相关电子元器件的使用。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识设计并实现一个简单的单片机电子密码锁的能力。
2. 提高学生动手实践能力，学会使用编程软件、烧录器和相关调试工具。
3. 培养学生团队协作和问题解决能力，学会分析电子密码锁故障并找出解决办法。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对电子制作的兴趣，培养创新意识和动手能力。
2. 培养学生严谨的科学态度，注重实验数据和实验结果的准确性。
3. 引导学生关注单片机技术在日常生活中的应用，提高对科技的认识和热爱。
本课程针对高年级学生，他们在之前的学习中已经具备了一定的电子和编程基础。
因此，课程设计将注重实践操作，以项目为导向，让学生在动手实践中巩固知识，提高技能。
通过本课程的学习，学生将能够独立设计并实现一个具有实用价值的单片机电子密码锁，提升解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 单片机基础原理：回顾单片机的组成、工作原理，重点讲解51单片机的内部结构、时钟电路和复位电路。
教材章节：第三章《单片机原理与接口技术》2. C语言编程基础：介绍C语言在单片机编程中的应用，讲解数据类型、运算符、控制语句等基本语法。
教材章节：第四章《单片机C语言编程》3. 电子密码锁原理：讲解电子密码锁的基本工作原理，分析锁体的电路组成和功能。
教材章节：第七章《单片机应用实例》4. 硬件设计：学习并设计电子密码锁的硬件电路，包括键盘输入、显示模块、锁驱动电路等。
教材章节：第五章《单片机接口技术》5. 软件设计：编写电子密码锁的控制程序，实现密码输入、校验、开锁等功能。
教材章节：第四章《单片机C语言编程》6. 系统调试与优化：学习使用调试工具，对电子密码锁系统进行调试和优化。
课程设计 基于8051单片机电子密码锁的设计
一、设计总说明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。
本次基于8051单片机电子密码锁的设计，其主要具有如下功能：（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以防止误操作。
（3）报警、锁定键盘功能。
密码输入用发光管显示，当连续3次输入错误密码，系统声光报警。
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。
（2）密码清除功能：当按下清除键时，清除前面输入的所有值，并清除所有显示。
（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，如果确锁打开，否则不打开。
主要的设计实施过程：首先，选用8051单片机，以及选购其他电子元器件。
第二步，设计硬件电路。
第三步，编写单片机语言实现功能。
第四部，分别进行软件和硬件的调试。
最后，联合软、硬件调试整个系统，完成本次课程设计。
关键词：4×4矩阵键盘；8051单片机；密码锁；密码二次确认二、绪论2.1背景随着社会物质财富的日益增长，安全防盗已成为社会问题。
而锁自古以来就是把守门户的铁将军，人们对它要求甚高，既要安全可靠地防盗，又要使用方便，这也是制锁者长期以来研制的主题。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
中北大学信息商务学院课程设计任务书13/14 学年第一学期学院：信息商务学院专业：电子信息工程学生姓名：焦晶晶学号：10050644X07学生姓名：侯战祎学号：10050644X47 课程设计题目：专业综合实践之单片机部分：基于单片机的电子密码锁的设计起迄日期：20XX年12 月30 日～20XX年1月10 日课程设计地点：201，503指导教师：张权系主任：王浩全下达任务书日期: 20XX 年12月30 日课程设计任务书课程设计任务书目录3.2 硬件电路设计 (5)4软件程序设计 (10)1 绪论在当今社会，安全防盗已成为社会问题，而锁自古以来就是防盗的重要工具，目前国内大部分人使用的还是传统的机械锁，然而，眼下假冒伪劣的机械锁互开率非常之高，此外，即使是一把质量过关的机械锁，通过急开锁，甚至可以在不损坏锁的前提下将锁打开。
机械锁的这些弊端为一种新型的锁——电子密码锁，提供了很大的发展空间。
本文从经济实用的角度出发，设计采用单片机为主控芯片，结合外围电路，组成电子密码控制系统，密码锁共6位密码，每位的取值范围为1～8，用户可以自行设定和修改密码。
用户想要打开锁，必先通过提供的键盘输入正确的密码才可以，密码输入错误有提示。
6位密码同时输入正确，锁才能打开。
锁内有备用电池，只有内部上电复位时才能设置或修改密码，因此，仅在门外按键是不能修改或设置密码的，因此保密性强、灵活性高。
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，一学即会。
从目前的技术水平和市场认可程度看，使用最为广泛的是键盘式电子密码锁，该产品主要应用于保险箱、保险柜和取款机，由于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、损坏等缺点，再加上其成本较高，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受程度，键盘式电子密码锁是这类电子防盗产品的主流。
在科学技术不断发展的今天，电子密码防盗锁作为防盗卫士的作用也日趋重要。
电子密码锁是集计算机技术、电子技术、数字密码技术为一体的机电一体化高科技产品，具有安全性高，使用方便等优点。
当今发展已经到了非常高的境界，由于特别是在这几年得到空前发展，无论功能性，稳定性都比较全面，在保密方面已做到人眼识别，，人声识别基本上电影上有的现实也有。
在国外发展比较早，所以应用也比较广泛，主要在较贵重地方，银行，等应用较多，在国内这方面发展也较快，不管自己开发或是引进都有，在重要地方应用也较多，由于价钱比普通较贵，早几年应用较少，现在越来越普及到平常化，未来的发展也会越来越被大众采用，由于它的功能、安全是弹子锁无法相比的[5]。
发展前境也是非常大的。
2系统方案设计2.1 设计目标本设计采用STC89C52单片机为主控芯片，结合外围电路矩阵键盘、液晶显示器LCD1602和密码存储AT24C02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，组成的电子密码锁系统，能够实现：1．完全正确输入6位密码的前提下，有开锁提示；2．错误输入密码，显示“000000”；3．用户可以自行设定和修改密码；4．只有内部上电复位时才能设置或修改密码。
系统整体设计框图如图2-1所示：图2- 1 系统整体设计框图2.2 主控部分的选择 方案一：采用数字电路控制用以74LS112双JK 触发器构成的数字逻辑电路作为密码锁的核心控制，将密码保存在JK 触发器中，与输入密码通过比较器比较，判断结果是否相符合。
采用数字电路设计的方案好处就是设计简单，但控制的准确性和灵活性差，故不采用。
方案二：采用以单片机为核心的控制方案选用单片机作为系统的核心部件，实现控制与处理的功能。
单片机具有资源丰富、速度快、编程容易等优点。
利用单片机内部的随机存储器（RAM ）和只读存储器（ROM ）及其引脚资源，外接液晶显示（LCD ），键盘输入等实现数据的处理传输和显示功能，基本上能实现设计指标。
因此综合考虑，本系统采用方案二。
2.3 密码输入方式采用键盘输入方式，由各按键组成的矩阵键盘每条行线和列线都对应一条I/O 口线，键位设在行线和列线的交叉点，当一个键按下就会有某一条行线与某一条列线接触，只要确定接触的是哪两条线，即哪两个I/O 口线，就可以确定哪一个键被触动。
行线设计成上拉口线，初始时被置高电位，列线悬空，初始置低。
通过不断读行线口线，或者中断方式触发键位扫描。
当发现有键按下，将列线逐一置低，其他列线置高，读行线口线。
当某条列线置低时，某条行线也被拉低，则确定这两条线的交点处的按钮被按下。
每个按键都可通过程序赋予功能，从而完成密码识别本方案简单易行。
3硬件系统设计3.1单片机STC89C52功能介绍STC89C52是51系列的一个型号，它是STC公司生产的。
STC89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用STC公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的STC89C52单片机可提供许多较复杂系统控制应用场合。
STC89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，STC89C52可以按照常规方法进行编程,但不可以在线编程(S系列的才支持在线编程)。
其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。
STC89C52有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。
其引脚图如图3-1示。
图3- 1 STC89C52引脚分布图STC89C52具体介绍如下：①主电源引脚（2根）VCC(Pin40)：电源输入，接＋5V电源GND(Pin20)：接地线②外接晶振引脚（2根）XTAL1(Pin19)：片内振荡电路的输入端XTAL2(Pin20)：片内振荡电路的输出端③控制引脚（4根）RST/VPP(Pin9)：复位引脚，引脚上出现2个机器周期的高电平将使单片机复位。
ALE/PROG(Pin30)：地址锁存允许信号PSEN(Pin29)：外部存储器读选通信号EA/VPP(Pin31)：程序存储器的内外部选通，接低电平从外部程序存储器读指令，如果接高电平则从内部程序存储器读指令。
④可编程输入/输出引脚（32根）STC89C52单片机有4组8位的可编程I/O口，分别位P0、P1、P2、P3口，每个口有8位（8根引脚），共32根[8]。
P0口（Pin39～Pin32）：8位双向I/O口线，名称为P0.0～P0.7P1口（Pin1～Pin8）：8位准双向I/O口线，名称为P1.0～P1.7P2口（Pin21～Pin28）：8位准双向I/O口线，名称为P2.0～P2.7P3口（Pin10～Pin17）：8位准双向I/O口线，名称为P3.0～P3.73.2 硬件电路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。
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、复位部分、晶振部分、显示部分，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、键功能程序、密码设置程序、EEPROM读写程序和延时程序等组成。
3.2.1 复位电路单片机复位是使CPU和系统中的其他功能部件都处在一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作，例如复位后PC＝0000H，使单片机从第—个单元取指令。
无论是在单片机刚开始接上电源时，还是断电后或者发生故障后都要复位。
在复位期间（即RST为高电平期间），P0口为高组态，P1－P3口输出高电平；外部程序存储器读选通信号PSEN无效。
地址锁存信号ALE也为高电平。
根据实际情况选择如图3-4所示的复位电路。
该电路在最简单的复位电路下增加了手动复位按键，在接通电源瞬间，电容C1上的电压很小，复位下拉电阻上的电压接近电源电压，即RST为高电平，在电容充电的过程中RST端电压逐渐下降，当RST端的电压小于某一数值后，CPU脱离复位状态，由于电容C1足够大，可以保证RST高电平有效时间大于24个振荡周期，CPU能够可靠复位。
增加手动复位按键是为了避免死机时无法可靠复位。
当复位按键按下后电容C1通过R5放电。
当电容C1放电结束后，RST端的电位由R1与R2分压比决定。
由于R11<<R15 因此RST为高电平，CPU处于复位状态，松手后，电容C1充电，RST端电位下降，CPU脱离复位状态。
R1的作用在于限制按键按下瞬间电容C1的放电电流，避免产生火花，以保护按键触电。
图3- 2复位电路原理图3.2.2 晶振电路ST89C52引脚XTAL1和XTAL2与晶体振荡器及电容C2、C1按图3-5所示方式连接。
晶振、电容C2／C3及片内与非门（作为反馈、放大元件）构成了电容三点式振荡器，振荡信号频率与晶振频率及电容C1、C2的容量有关，但主要由晶振频率决定，范围在0～33MHz之间，电容C2、C3取值范围在5～30pF之间。
根据实际情况，本设计中采用12MHZ做系统的外部晶振[11]。
电容取值为20pF。
图3- 3晶振电路原理图3.2.3存储电路AT24C02是一个2K位串行CMOS E2PROM，内部含有256个8位字节，CATALYST公司的先进CMOS技术实质上减少了器件的功耗。
AT24C02有一个16字节页写缓冲器。
该器件通过IC总线接口进行操作，有一个专门的写保护功能。