電子密碼鎖設計(參考范文)

1、北 海 職 業(yè) 學 院畢業(yè)設計 (論文)20122013學年度 電子信息工程 系(部) 應用電子技術 專業(yè)題 目學生姓名學生班級指導教師起止日期2012年10 月 日北海職業(yè)學院畢業(yè)設計 (論文)任務書系(部) 專業(yè)班級 姓名學號 題目：電子密碼鎖設計主要內容： 一種基于單片機和串行EEPROM的智能密碼鎖，是密碼鎖設計中比較簡單的一種，其主要功能有鍵盤輸入、LED數碼管顯示、加密、修改密碼、密碼檢測、錯誤報警等簡單易懂、使用方便、安全性能高等。本設計采用AT89S52單片機為芯片主體，采用AT24C08為掉電存儲器的芯片。這種芯片穩(wěn)定性高，成本低。它是采用AT89S52單片機和AT24C08

2、串行EEPROM，通過AT89S52模擬I2C總線和AT24C08通訊，實現(xiàn)密碼鎖的功能?；疽螅海ㄓ芍笇Ы處熖顚懀┲饕獏⒖紩?.孫涵芳，徐愛卿編著。MCS51/96系列單片機原理及應用（修訂版）。北京：北京航空航天大學出版社，1996.42.何立民編著。MCS-51系列單片機應用系統(tǒng)設計（系統(tǒng)配置與接口技術）。北京：北京航空航天大學出版社，1993.8 3杜剛。電路設計與制板Protel應用教程（電子電路設計循序漸進系列教程）。北京：清華大學出版社，2006起止日期：指導教師職務(稱)20 年 月 日 北海職業(yè)學院學生畢業(yè)設計（論文）成績鑒定表姓 名性 別出生年月系(部)專 業(yè)班 級設計

3、（論文）題目電子密碼鎖設計指導教師對畢業(yè)設計（論文）的評語：成績： 指導教師簽字： 年 月 日答辯小組對優(yōu)秀畢業(yè)設計（論文）的評語：成績： 答辯小組組長簽字： 年 月 日綜合評定成績（等級）： 系（部）領導簽字（蓋章）： 年 月 日北海職業(yè)學院畢業(yè)設計（論文）16電子密碼鎖設計作者：xxx【摘要】隨著科學技術的不斷發(fā)展，人們對日常生活中的安全保險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，本設計使用ATMEL公司的AT89S52實現(xiàn)一基于單片機的電子密碼鎖的設計。本文介紹一種基于單片機和串行EEP

4、ROM的智能密碼鎖，是密碼鎖設計中比較簡單的一種，其主要功能有鍵盤輸入、LED數碼管顯示、加密、修改密碼、密碼檢測、錯誤報警等簡單易懂、使用方便、安全性能高等。本設計采用AT89S52單片機為芯片主體，采用AT24C08為掉電存儲器的芯片。這種芯片穩(wěn)定性高，成本低。它是采用AT89S52單片機和AT24C08串行EEPROM，通過AT89S52模擬I2C總線和AT24C08通訊，實現(xiàn)密碼鎖的功能?！娟P鍵詞】 AT89S52 AT24C08 密碼鎖 矩陣鍵盤第一章 引言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、財務報表以及一些個人資料的保存多以加鎖的辦法來解決。若使用傳統(tǒng)的機

5、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。隨著科學技術的不斷發(fā)展，人們對日常生活中的安全保險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。在安全技術防范領域，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，使密碼鎖無論在技術上還是在性能上都大大提高一步。隨著大規(guī)模集成電路技術的發(fā)展，特別是單片機的問世，出現(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，還引入了智能化管理、專家分析系統(tǒng)等功能，從而使

6、密碼鎖具有很高的安全性、可靠性，應用日益廣泛。隨著人們對安全的重視和科技的發(fā)展，許多電子智能鎖（指紋識別、IC卡辨認）已在國內外相繼面世。但是這些產品的特點是針對特定的指紋和有效卡，只能適用于保密要求的箱、柜、門等。而且指紋識識別器若在公共場所使用存在容易機械損壞，IC卡還存在容易丟失、損壞等特點。加上其成本較高，一定程度上限制了這類產品的普及和推廣。鑒于目前的技術水平與市場的接收程度，電子密碼鎖是這類電子防盜產品的主流。本次設計使用ATMEL公司的AT89S52實現(xiàn)一基于單片機的電子密碼鎖的設計第二章 方案論證設計本課題時構思時考慮到數字電路方案原理過于簡單，而且不能滿足現(xiàn)在的安全需求，所以

7、本文采用一種是用以AT89S52為核心的單片機控制方案。以AT89S51為核心的單片機控制方案利用單片機靈活的編程設計和豐富的I/O端口，及其控制的準確性，不但能實現(xiàn)基本的密碼鎖功能，還能添加調電存儲、聲光提示甚至添加遙控控制功能。其原理方框圖如圖21所示。圖21單片機方案有較大的活動空間，不但能實現(xiàn)所要求的功能而且能在很大的程度上擴展功能，而且還可以方便的對系統(tǒng)進行升級。第三章 硬件設計3.1 功能模塊3.11開鎖電路設計通過單片機送給開鎖執(zhí)行機構，將P3.5置低電平，密碼正確指示燈亮，從而達到開鎖的目的。其原理如圖31所示。圖31密碼鎖開鎖示意圖3.12按鍵電路設計由于設計要求使用矩陣鍵盤

8、，所以本設計就彩行列式鍵盤，同時也能減少鍵盤與單片機接口時所占用的I/O口線的數目，在按鍵比較多的時候，通常采用這樣方法。每一條水平（行線）與垂直線（列線）的交叉處不相通，而是通過一個按鍵來連通，利用這種行列式矩陣結構只需要N條行線和M條列線，即可組成具有N×M個按鍵的鍵盤。在這種行列式矩陣鍵盤非鍵盤編碼的單片機系統(tǒng)中，鍵盤處理程序首先執(zhí)行等待按鍵并確認有無按鍵按下的程序段。當確認有按鍵按下后，下一步就要識別哪一個按鍵按下。對鍵的識別通常有兩種方法：一種是常用的逐行掃描查詢法，另一種是速度較快的線反轉法。判斷鍵盤中哪一個鍵被按下使通過將列線逐列置低電平后，檢查行輸入狀態(tài)來實現(xiàn)的。方法

9、是：依次給列線送低電平，然后查所有行線狀態(tài)，如果全為1，則所按下的鍵不在此列；如果不全為1，則所按下的鍵必在此列，而且是在與零電平行線相交的交點上的那個鍵。按鍵的操作面板如圖32所示。共計數字鍵10個，功能鍵4個，鍵盤上還有2個指示燈和蜂鳴器。圖32按鍵操作面板示意圖其中10個數字鍵用來輸入密碼，另外4個功能鍵分別是：A、B、C、D。其中A鍵的功能是顯示密碼，B鍵的功能是確認輸入的密碼，C鍵的功能是當輸入密碼錯誤的時候，清除前面已經輸入的數據，重新輸入，D是用來進入修改密碼的狀態(tài)。上面的兩個指示燈L1、L2、是用來指示操作的狀態(tài)：L1是開門指示燈，正常的情況下無顯示，當鍵盤動作且密碼正確的時候

10、，燈亮；L2是電源狀態(tài)指示燈，當接通電源時，指示燈自動點亮，否則，燈滅。面板上還有一個蜂鳴器，其功能是當用戶輸入密碼錯誤時或密碼輸入錯誤次數超過了3次，鳴笛以示報警。3.13顯示電路設計本系統(tǒng)設計的顯示電路是為了給使用者以提示而設置的，選擇四位連體共陽的數碼管,本系統(tǒng)的顯示采用并行顯示的方式，只使用單片機的兩個口P0口和P2口，就可以完成單片機的顯示功能，顯示電路的電路原理圖如圖33所示,P0口完成段碼顯示，P2口完成位選功能。電路設定：當密碼輸入錯誤次數達到三次以上時,顯示”E”,當無輸入斷電時,則關閉顯示，當忘記密碼,輸錯密碼,判斷密碼正確無誤時，可通過功能鍵進行顯示更改密碼及判斷。圖33

11、顯示器原理圖3.14 AT24C08斷電存儲單元的設計斷電存儲單元的作用是在電源斷開的時候，存儲當前設定的信息。AT24C08是ATMEL公司的8KB字節(jié)的電可擦除存儲芯片，采用兩線串行的總線和單片機通訊，電壓最低可以到2.5V，額定電流為1mA，靜態(tài)電流10Ua(5.5V)，芯片內的資料可以在斷電的情況下保存40年以上，而且采用8腳的DIP封裝，使用方便。其電路如圖34所示。圖34斷電存儲電路原理圖由于AT24C08的數據線和地址線是復用的，采用串口的方式傳送數據，所以只用兩根線SCL（移位脈沖）和SDA（數據/地址）與單片機傳送數據。每當設定一次單價，系統(tǒng)就自動調用存儲程序，將單價信息保存

12、在芯片內；當系統(tǒng)重新上電的時候，自動調用讀存儲器程序，將存儲器內的單價等信息，讀到緩存單元中，供主程序使用。3.15 總體設計總框圖圖35總體設計框圖3.2 原理圖3.3 PCB圖第四章 軟件設計4.1 程序流程圖 圖41 主程序流程圖 圖42 修改密碼流程圖 圖43 鍵盤程序流程圖 圖44 24c08程序流程圖4.2 程序實現(xiàn)功能. 該主要由三部分組成：4×4矩陣鍵盤接口電路、密碼鎖的控制電路、輸出八段顯示電路。另外系統(tǒng)還有LED提示燈，報警蜂鳴器等，可分為以下幾個模塊： 垣殘壁 (1)主程序模塊 主程序主要完成初始化、檢查有無按鍵按下、以及調用顯示等等，其流程圖如4-1所示。 (

13、2)顯示子程序 由于是分屏顯示數據，所以就要用到4個顯示子程序，分別是：功能鍵顯示密碼狀態(tài)子程序、修改密碼顯示子程序、判斷密碼輸入正確提示子程序、密碼輸入錯誤次數超過3次后的鎖定狀態(tài)顯示子程序，其流程圖如4-2所示。 (3)鍵盤掃描及識別子程序 鍵盤采用查詢的方式，放在主程序中，當沒有按鍵按下的時候，單片機循環(huán)主程序，一旦有按鍵按下，便轉向相應的子程序處理，處理結束再返回，其程序流程圖如4-3所示。 (4)調電存儲服務程序 當比較密碼的時候，需要讀AT24C08程序，將存儲在芯片內的數據讀到RAM中，然后和輸入的密碼相比較。當修改密碼的時候，需要把輸入的密碼保存到AT24C08中，并實現(xiàn)斷電保

14、護,其流程圖如4-4所示。 程序及部分說明#include <reg52.h>#include <intrins.h>unsigned char b14=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xff,0xff,0xff,0xff;unsigned char c4;unsigned char a4=0xf1,0xf2,0xf4,0xf8,kk8;unsigned char K,Key,ac,i,z,wr,ii; /ac表示數碼管顯示個數sbit scl = P26; sbit sda = P27; sbit

15、P35 = P35;sbit P34 = P34;/ 延時子程序 void delay(unsigned char pp)/延遲時間等于pp*1ms while(pp-) unsigned char j;for(j=0;j<126;j+); /j進行的內部循環(huán)，1次延遲8us,延遲1ms void delayNOP()_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();/開始位 void start() sda = 1; delayNOP(); scl = 1; delayNOP(); sda = 0; delayNOP(); / 停止位 void stop() sda =

16、0; delayNOP(); scl = 1; delayNOP(); sda = 1; delayNOP(); /應答/ void respons () unsigned char i; scl=1; delayNOP(); while(sda=1)&&(i<250)i+; scl=0; delayNOP();/總線初始化/void init() sda=1; delayNOP(); scl=1; delayNOP(); /寫字節(jié)/void write_byte(unsigned char date) unsigned char i,temp; temp=date; f

17、or(i=0;i<8;i+) temp=temp<<1; scl=0; delayNOP(); sda=CY; delayNOP(); scl=1; delayNOP(); scl=0; delayNOP(); sda=1; delayNOP(); /讀字節(jié)/unsigned char read_byte() unsigned char i,j,k; scl=0; delayNOP(); sda=1; delayNOP(); for(i=0;i<8;i+) scl=1; delayNOP(); if(sda=1) j=1; else j=0; k=(k<<1

18、)|j; scl=0; delayNOP(); return k; /寫地址/void write_add(unsigned char address,unsigned char date) start(); write_byte(0xa0); respons(); write_byte(address); respons(); write_byte(date); respons(); stop(); /讀地址/unsigned char read_add(unsigned char address) unsigned char date; start(); write_byte(0xa0);

19、 respons(); write_byte(address); respons(); start(); write_byte(0xa1); respons(); date=read_byte(); stop(); return date;/功能/void fun1()/功能鍵顯示密碼 for(z=0;z<ac;z+) P0=cz; P2=read_add(wr+); c3=c2; c2=c1; c1=c0; c0=read_add(i+); void fun2()/判斷密碼 if(P0=read_add(i)!=(P0=ci)&&(P2=read_add(i)!=(P2

20、=ai) P34=0; delay(100); P34=1; ii+; else P35=0; void fun3()/刪除功能鍵 for(K=10;K<11;K+) c0=c1; c1=c2; c2=c3; c3=bK; void fun4()/更改密碼確認鍵 if(P35=0) write_add(i,c0); write_add(wr,a0); delay(10); write_add(i+1,c1); write_add(wr,a1); delay(10); write_add(i+2,c2); write_add(wr,a2); delay(10); write_add(i+3

21、,c3); write_add(wr,a3); delay(10); /顯示/void display() unsigned char i; for(i=0;i<ac;i+) /為了讓4個數碼管輪流亮一遍過去 P0=ci;P2=ai; delay(1); /按鍵/unsigned char Keycan(void) /按鍵掃描程序 P1.0-P1.3為行線 P1.4-P1.7為列線 unsigned char rcode, ccode; P1 = 0xF0; / 發(fā)全0行掃描碼，列線輸入 if(P1&0xF0) != 0xF0) / 若有鍵按下 delay(1); / 延時去抖動

22、 if(P1&0xF0) != 0xF0) rcode = 0xFE; / 逐行掃描初值 while(rcode&0x10) != 0) P1 = rcode; / 輸出行掃描碼 if(P1&0xF0) != 0xF0) / 本行有鍵按下 ccode = (P1&0xF0)|0x0F; while(P1&0xF0) != 0xF0); /等待鍵釋放 return (rcode) + (ccode); / 返回鍵編碼 else rcode = (rcode<<1)|0x01; / 行掃描碼左移一位 return 0; / 無鍵按下，返回值為0v

23、oid KeyDeal(unsigned char Key) if(Key!=0) switch(Key) case 0x11: K=0; break;case 0x21: K=1; break; case 0x41: K=2; break;case 0x81: K=3; break;case 0x12: K=4; break;case 0x22: K=5; break;case 0x42: K=6; break;case 0x82: K=7; break;case 0x14: K=8; break;case 0x24: K=9; break;case 0x44: K=10,fun1(); break;case 0x84: K=11,fun2(); break;case 0x18: K=12,fun3(); break; case 0x28: K=13,fun4(); break;default: break; if(K<=9) c3=c2;c2=c1;c1=c0;c0=bK;ac+;if(ac>4)ac=4; void main() init(); / 24C08初始化while(1) /鍵盤及顯示 Ke