第七章 电子密码锁控制系统共37页文档
密码锁控制说明书
单片机课程设计报告课题名称：密码锁控制学院：机电汽车工程学院班级：机101-1小组成员：指导老师：目录第一章引言 (3)第二章课程设计任务书 (3)一、任务要求 (3)二、单片机概述 (4)第三章电路原理分析与设计…………………………………………11一、硬件设计思想…………………………………………………11二、部分硬件方案论述……………………………………………111 键盘输入单元 (11)2 显示单元 (13)3 报警电路模块 (17)4 晶振电路模块 (17)5 复位电路模块 (18)6 掉电存储单元 (19)7 总框图设计与程序流程图 (20)第四章程序设计………………………………………………………22第五章调试连接与测试………………………………………………43第六章小结……………………………………………………………43第七章参考文献………………………………………………………43第一章引言单片机自二十世纪七十年代问世以来，以其极高的性能价格比受到人们的重视和关注，应用广泛，发展快。
由于其的优点多而突出，所以其的应用领域极广，几乎到了无孔不入的地步。
在我国广泛的应用于工业自动化控制、自动检测、智能仪表、智能家用电器、航空航天系统和国防军事、尖端武器等各个方面。
可以采用软硬件结合的办法提高系统的性能的控制技术为微控技术。
LCD 液晶显示器是Liquid Crystal Display 的简称，是20世纪70年代初发展起来的一种液晶显示器。
随着技术的发展其的分辨率、屏幕发光颜色等进入批量化合实用化。
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的突出，传统的机械锁由于其构造的简单，被撬的事件屡见不鲜，电子锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的亲呢。
本系统由单片机系统、矩阵键盘、LCD显示和报警系统组成。
系统能完成开锁、报警、修改用户密码基本的密码锁的功能。
本文详细阐述了个模块的功能以及它们之间的联系。
电子密码锁控制系统设计 精品
单片机课程设计说明书电子密码锁控制系统设计专业 电气工程及其自动化学生姓名 张海啸 班级 B 电气104 学号1010601410 指导教师 张兰红完成日期2013年 6月 15日摘要:锁是指加在门、箱子、抽屉等物体上的封缄器，要用专用的钥匙才能打开。
自古以来锁都是人们财产安全乃至生命安全的一种重要保障。
伴随着人类历史的发展和人们对自身财产安全和人生安全的重视，各种各样的多功能的锁具也相继出现，人们使用的锁具也由传统的机械式锁逐渐发展为安全性能更好，功能更多的电子密码锁。
在现代社会，电子密码锁已是一个被大家所熟识的名词。
相信很多人的小区大门上的锁都用的是电子密码锁。
本文中将要介绍的电子密码锁是一种通过判断密码输入是否正确来控制电路或是芯片的工作状态，进而控制锁的打开和闭合，从而完成开锁、闭锁任务的电子锁装置。
本设计是基于AT89C51单片机为控制核心的密码锁设计方案。
在本次基于单片机的电子密码锁设计中，将采用AT89C51单片机作为控制核心，配合相应的电路和软件程序，实现密码的输入和修改、信息的显示、键盘的锁定、系统报警、开锁和闭锁等功能。
在设计中，利用识别密码是否正确来开锁或报警，通过串行存储器AT24C02来实现密码的修改和存储关键词:单片机；密码锁；矩阵键盘；掉电存储The Design Of Electronic Code Lock Based On SingleChip MicrocomputerAbstract：As sealed device, the lock added to such objects like door, box, drawer etc, can be opened with specified key. Since the ancient time, lock is a kind of security, guaranteeing people’s property safety even life safety. With the development of human history and more attention paid to property safety and life safety, various multi-functional locks can be seen in the world. Traditional mechanical locks people use in life are gradually replaced by electronic combination lock characterized with better safety performance and more functions.In the modern society, electronic combination lock is a noun familiar to everyone. Usually, the door of community is equipped with electronic combination lock. This paper will introduce an electronic combination lock. This lock controls the electric circuits and the performance of chips by identifying password. Thus, the openness and closeness of the lock can be controlled, and the task of electronic lock device can be completed.This design is about combination lock, based on the AT89C51 single-chip microcomputer as the core of controlling goals. This design in which the AT89C51 single-chip microcomputer as the core of the controlling goals cooperated with relevant circuits and software programs can achieve such functions like password input and modification, information display, keyboard locking, warning system, and the openness and closeness of the lock etc. In this design, the openness of lock and alarming areaccording to identifying the password, and password revision and storage is achieved by the function of the AT24C02 serial storage.Keywords:Single-chip microcomputer, Combination lock, Electronic lock, Matrix keyboard, Power lost storage目录绪论 (4)电子密码锁简介 (5)电子密码锁设计的背景及意义 (5)电子密码锁的现状及发展趋势 (6)1 课题设计目标 (6)2 总体设计方案 (6)2.1 设计思路 (6)2.2 方案确立 (7)3 硬件电路方框图 (7)3.1 单片机及其最小系统 (7)3.1.1 复位电路的设计 (8)3.1.2时钟电路的设计 (9)3.2 密码锁电路 (10)3.2.1 按键电路的设计 (10)3.2.2 LCD显示电路 (11)3.2.4 开锁机构 (12)3.2.5 报警机构 (13)4 程序设计 (14)4.1 软件总体设计 (14)4.2 键盘扫描子程序 (15)4.3显示模块子程序 (18)4.4 掉电存储子程序 (19)4.4.1 写操作方式 (19)4.4.2 读操作方式 (20)4.5 定时器中断子程序 (21)4.6 密码输入子程序 (21)4.7 报警子程序 (23)5 课程设计总结 (23)6 参考文献 (25)7 附录 (25)附录一总电路原理图 (26)附录二：电子密码锁的PCB图 (27)附录三：电子密码锁的实物图 (27)附录四：元器件清单 (30)附录五源程序清单 (31)绪论电子密码锁简介什么是电子密码锁？“一种通过密码输入来控制电路或者是芯片工作，从而控制机械开关的闭合，完成开锁、闭锁任务的电子产品。
电子密码锁设计说明书(包括系统项目简介、系统功能描述)
单片机原理及应用课程设计书设计题目：电子密码锁专业：机械设计制造及其自动化班级：机101-6班******学号：************指导老师：***2013年6月机电汽车工程学院1、概述本实验利用集成电路芯片AT89C51，LED数码管以及4X4矩阵式键盘来设计密码锁。
将软件和硬件有机的结合起来，使得系统能够正确的开启密码，数码管能够正确的显示所设定的数字。
2、设计要求A．密码锁由4*4键盘和4 位数码管组成。
B．当输入密码时，只显示8，当密码输入完毕按下确认键时，对输入的密码与设定的密码进行比较，若密码正确，则门打开，此处用LED发光二极管亮一秒作为提示。
若密码不正确，则可以重新输入密码。
如果连续三次输入密码错误，则禁止输入。
3设计流程：查阅有关文献资料→拟定电路原型→依据题目功能要求，进行电路元件选择→画出原理电路→系统硬件电路图→完成课题的程序设计→程序设计清单→写出设计报告。
4可选器件：51系列单片机、24C01、LED数码管、74LS244、非门等5.设计方案采用一种是用以AT89S51为核心的单片机控制方案。
利用单片机灵活的编程设计和丰富的IO端口，及其控制的准确性，不但能实现基本的密码锁功能，还能添加调电存储、声光提示控制功能。
其原理如下图所示。
各模块功能如下：1．键盘输入模块：分为密码输入按键与功能按键，用于完成密码输入功能。
2．密码存储模块：用于完成掉电存储功能，使修改的密码断电后仍能保存。
3．晶振电路：用于单片机的起振。
4．复位电路：完成系统的复位。
5．LED显示模块：用于完成对系统状态显示及操作提示功能。
6．开锁电路：应用发光二极管模拟开锁，完成开锁及开锁提示。
芯片功能介绍单片机AT89C51介绍AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。
电子密码锁PPT课件
1 界面友好、活泼，充满生气
作 2 自动上锁开关及其时间设定 品 亮 3 自由修改密码输错上限 点
4 管理员解密 5 无线电报警装置
电子密码锁
设计细节
• 显示的动感：在日期显示、上限修改界面用流 动的横线替代静态显示
• 创意的将错误次数显示出来 • 扩大了密码输入位数范围（1~6位） • 时间、上限调整方式使按键损伤减小，使操作
78hc57378hc138键盘数码显示管蜂鸣器继电器废旧mp3系统总电路十位加循环个位加循环时间修改秒调节分调节年份调节月调节时调节根据年月判断日期上限进行日期调节自动上锁时间对应显示退出数据存入ds1302时间显示错误次数上限对应显示退出时间显示数据存入at24c02修改密码密码正确输入原密码正确跳出到时间显示新密码比较确认密码完全相同显示fail显示good按键
电子密码锁
谢 谢！
电子密码锁
自动上锁时间
十位加循环 个位加循环
对应显示 退出
数据存入DS1302
时间显示 修改密码
错误次数上限 对应显示 退出
数据存入AT24C02 时间显示
密码正确
输入原密码 正确
新密码 确认密码
比较
完全相同
跳出到时间显示
显示GOOD
按键？
10s？
电子密码锁
跳出到时间显示
系 统 流 程 图
主要功能
• 时钟显示及调整（闰年、大小月判断) • 密码正确开锁 • 密码输错 超次报警、锁键盘 • 密码修改 • 密码 断电 存储 • 按键音 开关
电子密码锁
主要元件
89C52 时钟芯片 AT24C02 锁存器：78HC573 78HC138 键盘 数码显示管 蜂鸣器 继电器 废旧MP3
电子密码锁
三、
电路功能单元设计
1、键盘输入电路
图2
键盘电路
键盘是最常用的单片机输入设备，大致可以分为独立连接式键盘和矩阵式。 独立连接式键盘是最简单的键盘电路， 每个键独立接入一根数据线。 这种键盘结构简单， 使用方便，但是占用的 I/O 口线较多。矩阵式键盘由行线和列线组成，按键位于行列的交叉 点上，行线通过上拉电阻接到高电平。行列式键盘可节省 I/O 口，适合按键数较多的场合。 所以本例的 4X4 键盘采用行列式键盘。 通过行列键盘扫描的方法可获取键盘输入的键值，从而知道按下的是哪个键，具体过 程如下： (1) 查询是否键按下。单片机向行扫描口输出全为“0”的扫描码，然后检测列线 信号，只要有一列信号不为“1” ，则表示有键按下，且不为“1”的列即是按 下的键的所在列。 (2) 查询按下键所在具体位置。用逐行扫描的方法确定按下键所在的行号。单片机 先使第一行为“0” ，其余行为“1” ，接着进行信号检测，若全为“1”则按下 键不再第一行；然后是第二行为“0” ，其余行为“1” ，在进行列信号检测，若 全为“1” ，则按下键不再第二行；往下依次类推。 (3) 将得到的行号列号译码。 本例中， 将直接的高 4 为表示列号， 低 4 位表示行号。
调试步骤： 1) 打开 Keil C 软件，Project->New uVision Project，新建工程。File->New， 新建并添加源程序文件，保存时使用扩展名.c。 2) 在 Project Workspace 中，左击 Source Group 1，选择 Add Files to Group ‘Source Group 1‘，然后选择相应源文件。 3) 参数设置。选中项目文件，右击“Target 1”,在弹出的菜单中进行有关的参 数设置。 4) 编译。单击 Project 菜单下的 Build Target 或 Rebuild all target files 菜单，对源文件进行编译。当源文件有语法错误时，输出窗口会有提示。 5) 仿真调试。单击 Debug 菜单下的 Start/Stop Debug Session 子菜单，单击 Peripherals 可打开单片机的 I/O 端口、定时器及中断等功能部件。单击 View 菜单下 的子菜单，可打开反汇编、存储器、堆栈、代码等窗口，进行有关数据的观察。
电子密码锁说明书-范本模板
电子密码锁摘要：电子密码锁自身有着很高的安全性并且成本低、功耗小、操作简单等优点。
在很多的安全领域内具有技术和报警功能的的数字密码锁已经逐渐取代了传统的钥匙式机械锁并且克服了机械式密码锁的密码数量少、修改不方便等劣，使密码锁在性能及技术上都有了很大程度上的提升。
该电子密码锁由四部分组成，密码设定及输入电路、报警电路、计时电路和电源电路。
也可以划分为三大模块即密码设定及输入模块、计时报警模块、电源模块。
其中密码设定及输入模块是通过触发器来设定密码并且进行输入，计时报警模块是用计数器来计用户输入密码的时间若超时即通过555来实现报警,最后电源电路是用来给上述模块供电.这就是该电子密码锁的主要结构。
关键词：计数器，触发器,555定时器，密码锁Abstract：Electronic cipher lock with safety and low cost， low power consumption, simple operation and so on high。
In the field of security many skilled and alarm functions of digital password lock has been gradually replaced the traditional mechanical lock key and overcomes the number of mechanical cipher lock password less, it is not convenient to modify the bad， make the cipher lock in performance and technology have been improved greatly。
The digital password lock is composed of four parts,the password settings and input circuit，alarm circuit， a timing circuit and a power circuit. Also can be divided into three major modules： password setting and input module， alarm module, power module。
(完整word版)电子密码锁设计
电子密码锁设计1设计任务及要求初始条件：计算机、Max+plus n、EDA实验箱。
主要任务与要求：设计一个电子密码锁，在锁开的状态下输入密码，设置的密码共 4位，用数据开关K1〜K10分别代表数字1, 2,…，9, 0,输入的密码用数码管显示，最后输入的密码显示在最右边的数码管上，即每输入一位数，密码在数码管上的显示左移一位。
可删除输入的数字，删除的是最后输入的数字，每删除一位，密码在数码管的显示右移一位，并在左边空出的位上补充“ 0”用一位输出电平的状态代表锁的开闭状态。
提高部分：为保证密码锁主人能打开密码锁，设置一个万能密码，在主人忘记密码时使用。
2 EDA简介EDA技术是在电子CAD技术基础上发展起来的通用软件系统，是指以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术的最新成果，进行电子产品的自动设计。
EDA设计可分为系统级、电路级和物理实现级。
物理级设计主要指IC版图设计,般由半导体厂家完成；系统级设计主要面对大型复杂的电子产品；而一般民用及教学所涉及基本是电路级设计。
我们常用的EDA软件多属于电路级设计。
电路初级设计工作，是在电子工程师接受系统设计任务后，首先确定设计方案，并选择合适的元器件，然后根据具体的元器件设计电路原理图，接着进行第一次仿真。
其中包括数字电路的逻辑模拟、故障分析、模拟电路的交直流分析、瞬态分析等。
这一次仿真主要是检验设计方案在功能方面的正确性。
仿真通过后，根据原理图产生的电气连接网络表进行PCB板的自动布局布线，有条件的还可以进行PCB后分析。
其中包括热分析、噪声及窜扰分析、电磁兼容分析、可靠性分析等，并可将分析后的结果参数反馈回电路图，进行第二次仿真，也称作后仿真。
后仿真主要是检验PCB板在实际工作环境中的可行性。
EDA X具层出不穷，目前进入我国并具有广泛影响的EDA软件有：multiSIM7 （原EWB 的最新版本）、PSP ICE OrCAD P CAD P rotel、Viewlogic、Men tor、Grap hies、Synop sys、LSIIogic、Cade nee MieroSim等等。
电子密码锁
目录目录： (1)摘要： ............................................................ - 0 - 第一章：系统设计总述 ............................................. - 1 -1.1设计要求................................................... - 1 -1.2 设计方案 .................................................. - 1 - 第二章：总体程序设计 .............................................. - 3 -2.1整体组装设计原理图......................................... - 3 -2.2 顶层模块程序调用 .......................................... - 3 -2.2.1程序部分............................................. - 3 -2.2.2 整体原理文件 ........................................ - 6 -2.2.3 顶层模块仿真 ........................................ - 6 - 第三章：单元模块程序设计 .......................................... - 8 -3.1 输入模块 .................................................. - 8 -3.1.1 输入模块程序 ....................................... - 8 -3.1.2输入模块元件........................................ - 11 -3.1.3输入模块仿真........................................ - 11 -3.2 电子密码锁系统控制模块 .................................. - 12 -3.2.1控制模块程序........................................ - 12 -3.2.2控制模块元件........................................ - 14 -3.2.3控制模块仿真........................................ - 15 -3.3 电子密码锁系统显示模块 ................................... - 15 -3.2.1显示模块程序........................................ - 16 -3.2.2显示模块元件........................................ - 17 -3.2.3显示模块仿真........................................ - 17 - 第四章：收获与体验 .............................................. - 19 - 参考文献..............................................................- 20 -SOPC/EDA课程设计：电子密码锁设计摘要：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的突出，传统的机械锁由于其构造的简单，被撬的事件屡见不鲜，电子锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的亲呢。
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课程目标：
了解微机控制系统键盘的构建及工作原理；认识微机控 制系统的键盘设计，掌握单片机键盘的应用。
课程重点及难点
独立式键盘及其接口电路；矩阵式键盘及其接口电路； 按键扫描驱动程序的设计。
7.1电子密码锁控制系统任务分析
一、 电子密码锁实物图：
7.1电子密码锁控制系统任务分析
7.2 键盘及其接口电路
（1）矩阵式键盘的按键识别方法 逐行扫描法： 扫描法是一种逐行或逐列判断是否有键按下的方法。扫描 法又称为逐行（或列）扫描查询法，是一种最常用的按键 识别方法。利用行扫描法判断矩阵键盘中被按下的键时主 要经过以下步骤： 第一步，识别有无键按下 让所有的行线均置为0电平，即P1.4～P1.7均输出低电平， 读取列线P1.0～P1.3的值，若P1.0～P1.3均为高电平，则 表示无键按下；若不全为高电平，则表示有键按下。
硬件消抖动：利用双稳态电
路、单稳态电路及RC积分电
路去抖。
软件消抖动：利用延时子程
序来完成，既在第一次检测 到按下按键后，经过一定抖 动时间后再次检测按键是否 按下，从而消除抖动的影响。
延时的选择非常重要，太 快了，起不到消除抖动的 效果，太慢了又让键盘太 不灵活，错过的按键信号
7.2 键盘及其接口电路
G ND
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K1
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M
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二、键盘的结构方式
键盘有两种基本类型：编码键盘和非编码键盘。 编码键盘采用硬件线路来产生键码，每按下一个键，键盘 能自动生成按键代码。 非编码键盘是靠软件来识别键盘上的闭合键，并由软件编 成来确定按键代码。非编码键盘具有结构简单、价格便宜 等特点，因此在单片机系统中普遍采用非编码键盘。 非编码键盘按结构方式划分，有 键盘及其接口电路
独立式键盘接口原理图
矩阵式键盘接口原理图
7.2 键盘及其接口电路
2、矩阵式键盘及其接口 在键盘中按键数量较多时，为了减少I/O口的占用，通常 将按键排列成矩阵形式。 在矩阵式键盘中，每条水平线和垂直线在交叉处不直接 连通，而是通过一个按键加以连接，如图所示。这样， 一个端口（如P1口）就可以构成4*4=16个按键，比独立 式键盘多出了一倍，而且线数越多，区别越明显，如再 多加一条线就可以构成20键的键盘，而直接用端口线则 只能多出一个键（9键）。
7.2 键盘及其接口电路
在实际键盘接口设计时，必须考虑以下一些问题： 按键开关的消抖问题 重键 连击
（1）按键开关的抖动问题 由于按键的结构为机械弹性开关，因此按键从最初按下 到接触稳定需数毫秒的弹跳时间，这样的抖动时间一般 在5~10ms，松开键时也有同样的问题。
7.2 键盘及其接口电路
键盘消抖动的方法有两种。
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R 10 1K
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7.1电子密码锁控制系统
7.1电子密码锁控制系统
7.1电子密码锁控制系统
四、项目所需元器件 （1）实验控制板。 （2）4个共阳极LED数码管、11个按钮。 （3）继电器、电动小马达、三极管、喇叭等 （4）晶振12M，启振电容30pf2个，复位电容22uf,电阻若干。 五、项目所涉及的知识内容 （1）键盘的构成、扫描及编码。 （2）键盘的编程。
7.2 键盘及其接口电路
一、键盘的基本概念 键盘是一组开关的集合，是最常用的输入设备之一。组 成键盘的按键有触点式和非触点式两种。 触点式按键通常是机械触点开关，它利用了机械触点的 通、断特性完成信息的输入。 非触点式按钮主要指利用电子器件的通、断来完成信息 的输入，如工作在开关状态的三极管、电力电子器件 IGBT等。 在单片机控制系统中常用触点式开关来组成键盘。
二、任务分析 （1）状态1：开机复位，等待输入，输入四位密码，按Enter
键结束。 （2）状态2：若密码输入正确，则数码管显示“god”。驱动
继电器，使小马达运行。延时五秒返回重新输入。 （3）状态3：若密码输入不正确，则数码管第一位显示输入
次数，后二位显示“ER”，延时三秒后返回重新输入。 （4）状态4：当错误输入次数满三次时，起动蜂鸣器报警。
延时五秒返回重新输入。
1
2
3
7.1电子密码锁控制系统任务分析
三、硬件控制线路
V CC
C1
22 uf R1 1K
98 C2 05 1
V CC
R2
1K G ND
C1
30 uF
12 M Hz
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C2
30 uF
R ST V CC P3 .0 P1 .7 P3 .1 P1 .6 X TA L2 P1 .5 X AT L1 P1 .4 P3 .2 P1 .3 P3 .3 P1 .2 P3 .4 P1 .1 P3 .5 P1 .0 EN D P3 .7
7.2 键盘及其接口电路
1、独立式键盘及其接口 独立式键盘，是一种最简单的键盘构成方法，它将每个 按键的一端接到单片机的I/O口，另一端接地，如图所 示。 主要特点是各个键相互独立，每一个按键对应一根输入 口线。键盘软件结构简单，但当键盘数目较多时，需占 用大量的输入口线，所以在使用上受到了很大的限制。
7.2 键盘及其接口电路
第二步，若有键被按下，识别出具体的按键 方法是采用逐行扫描的办法，即逐行置零电平，检查各列
线的电平。如首先置第一行为0，其余行为1，也就是让 P1.4～P1.7输出0111，读取列线P1.0～P1.3的值；若不全为1， 则根据读取的列值即可判断出按键在第一行第几列上，从 而识别出按键的位置；若全为1，表示第一行无键按下， 那么就再置第二行为0，其余行为1，即P1.4～P1.7输出1011， 再读取列值，根据列值结果，判断第二行上有无键被按下， 依此类推，识别出按键的键值。
（2）重键：是指无意同时或先后按下两个以上的键。 （3）连击：是指一次按键产生多次击键的结果。
通常在单片机应用系统中，对于重键或连击现象，也 多利用软件来进行控制，如采取单键按下有效、多个 键按下无效，并且在某个键被按下时，CPU等待此键 释放的过程中不响应其它按键等策略来解决。
7.2 键盘及其接口电路