基于51單片機(jī)的電子鎖

千里之行，始于足下。第2頁(yè)/共2頁(yè)精品文檔推薦基于51單片機(jī)的電子鎖基于51單片機(jī)的電子鎖

設(shè)計(jì)講明書

一、概述：

隨著科技和人們的日子水平的提高，怎么實(shí)現(xiàn)家庭防盜這一咨詢題也變的尤其的突出，傳統(tǒng)機(jī)械鎖由于構(gòu)造簡(jiǎn)單，被撬事件屢見(jiàn)別鮮;電子鎖由于其保密性高，使用靈便性好，安全系數(shù)高，受到了廣闊用戶的青睞。

本設(shè)計(jì)以單片機(jī)AT89C51作為密碼鎖監(jiān)控裝置的檢測(cè)和操縱核心，分為主機(jī)操縱和從機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)（本設(shè)重點(diǎn)介紹主機(jī)設(shè)計(jì)），實(shí)現(xiàn)鑰匙信息在主機(jī)上的初步認(rèn)證注冊(cè)、密碼信息的加密、鑰匙丟失報(bào)廢等功能。依照51單片機(jī)之間的串行通信原理，這便于對(duì)密碼信息的隨機(jī)加密和愛(ài)護(hù)。而且采納鍵盤輸入的電子密碼鎖具有較高的優(yōu)勢(shì)。采納數(shù)字信號(hào)編碼和二次調(diào)制方式，別僅能夠?qū)崿F(xiàn)多路信息的操縱，提高信號(hào)傳輸?shù)目垢蓴_性，減少錯(cuò)誤動(dòng)作，而且功率消耗低;反應(yīng)速度快、傳輸效率高、工作穩(wěn)定可靠等。軟件設(shè)計(jì)采納自上而下的模塊化設(shè)計(jì)思想，以使系統(tǒng)朝著分布式、小型化方向進(jìn)展，增強(qiáng)系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和運(yùn)行的穩(wěn)定性。測(cè)試結(jié)果表明，本系統(tǒng)各項(xiàng)功能已達(dá)到本設(shè)計(jì)的所有要求。

著社會(huì)科技的進(jìn)步，鎖已進(jìn)展到了密碼鎖、磁性鎖、電子鎖、激光鎖、聲控鎖等等。在傳統(tǒng)鑰匙的基礎(chǔ)上，加了一組或多組密碼，別同聲音，別同磁場(chǎng)，別同聲波，別同光束光波，別同圖像。（如指紋、眼底視網(wǎng)膜等）來(lái)操縱鎖的開啟。從而大大提高了鎖的安全性，使別法之徒無(wú)從下手，人們也就能對(duì)自身財(cái)產(chǎn)安全有了更多的保障。當(dāng)今安全信息系統(tǒng)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，特殊在愛(ài)護(hù)機(jī)密、維護(hù)隱私和財(cái)產(chǎn)愛(ài)護(hù)方面起到重大作用，而基于電子密碼鎖的安全系統(tǒng)是其中的組成部分，所以研究它具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

二、設(shè)計(jì)目的和任務(wù)：

1.熟悉8051單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能，合理使用其內(nèi)部寄存器

2.能完成相關(guān)軟件編程設(shè)計(jì)工作。為實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能，可以對(duì)系統(tǒng)舉行

快速的調(diào)試，并可以對(duì)浮現(xiàn)的功能故障舉行分析，及時(shí)修改相關(guān)軟硬件。

3.對(duì)軟件編程、排錯(cuò)調(diào)試、焊接技術(shù)、相關(guān)儀器設(shè)備的使用技能等方

面得到較全面的鍛煉和提高。

4.密碼由用戶自個(gè)兒設(shè)定，在開鎖狀態(tài)下，用戶可自行修改密碼。

5.具有自動(dòng)報(bào)警功能。自動(dòng)報(bào)警分現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警和遠(yuǎn)程報(bào)警兩種。現(xiàn)場(chǎng)報(bào)

警由揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲。

三、方案挑選：

電子鎖能夠在日常日子和現(xiàn)代辦公中，住所與辦公室的安全防范、單位的文件檔案、財(cái)務(wù)報(bào)表以及一些個(gè)人資料的保存等多種場(chǎng)合使用。大大提高了主人貨物的安全性，安全能夠代替老式機(jī)械鎖。目前使用的密碼鎖種類繁多，各具特XXX。本文從經(jīng)濟(jì)有用的角度動(dòng)身，采納AT89C2051單機(jī)，研制了一款具有防盜自動(dòng)報(bào)警功能的電子密碼鎖。該密碼鎖設(shè)計(jì)辦法合理，簡(jiǎn)單易行，成本低，符合住所、辦公室用鎖要求，具有一定的推廣價(jià)值。

1.系統(tǒng)設(shè)置4位密碼，密碼經(jīng)過(guò)鍵盤輸入，若密碼正確，則將鎖打開。

2.具有自動(dòng)報(bào)警功能。自動(dòng)報(bào)警分現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警和遠(yuǎn)程報(bào)警兩種。現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警由揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲。

3．兩種事情下可報(bào)警：一是密碼輸入錯(cuò)誤3次，則報(bào)警;二是非正常開門，如破門而入的事情，可經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的紅外監(jiān)視裝置監(jiān)測(cè)，并且報(bào)警，保證了系統(tǒng)的安全性。系統(tǒng)工作時(shí)，用戶經(jīng)過(guò)按鍵輸入4位密碼，單片機(jī)將輸入密碼與設(shè)定密碼舉行比較，若密碼正確，則發(fā)出開鎖信號(hào)，將門打開，系統(tǒng)別報(bào)警;若密碼別正確，則有相應(yīng)的指示燈閃動(dòng)，并要求重新輸入密碼，重新輸入密碼的次數(shù)別能超過(guò)3次，若3次輸入的密碼都別正確，則發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

四、主控芯片AT89C51單片機(jī)的簡(jiǎn)介

AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃耀可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROM—FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器能夠反復(fù)擦除100次。該器件采納ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器創(chuàng)造技術(shù)創(chuàng)造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管足相兼容。由于將多功能8位CPU和閃耀存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微操縱器。

要緊特性：

·與MCS-51兼容

·4K字節(jié)可編程閃耀存儲(chǔ)器

·壽命：1000寫/擦循環(huán)

·數(shù)據(jù)保留時(shí)刻：10年

·全靜態(tài)工作：0Hz-24MHz

·三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定

·128×8位內(nèi)部RAM

·32可編程I/O線

·兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器

·5個(gè)中斷源

·可編程串行通道

·低功耗的閑置和掉電模式

·片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路

管足講明：

VCC：供電電壓。

GND：接地。

P0口：P0口為一具8位漏級(jí)開路雙向I/O口，每足可汲取8TTL門電流。當(dāng)P1口的管足第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0可以用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它能夠被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。

P1口：P1口是一具內(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口管足寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1

口被外部下拉為低電平常，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的原因。

P2口：P2口為一具內(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)，其管足被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并所以作為輸入時(shí)，P2口的管足被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的原因。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器舉行存取時(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(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器舉行讀寫時(shí)，P2口輸出其特別功能寄存器的內(nèi)容。

P3口：P3口管足是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O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，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的原因。

P3口也可作為AT89C51的一些特別功能口，如下表所示：

P3.0RXD（串行輸入口）

P3.1TXD（串行輸出口）

P3.2/INT0（外部中斷0）

P3.3/INT1（外部中斷1）

P3.4T0（記時(shí)器0外部輸入）

P3.5T1（記時(shí)器1外部輸入）

P3.6/WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）

P3.7/RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）

P3口并且為閃耀編程和編程校驗(yàn)接收一些操縱信號(hào)。

RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST足兩個(gè)機(jī)器周期的高電平常間。

ALE/PROG：當(dāng)拜訪外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引足用于輸入編程脈沖。在平常，ALE端以別變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。所以它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。但是要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將躍過(guò)一具ALE脈沖。另外，該引足被稍微拉高。假如微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無(wú)效。

/PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在拜訪外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將別浮現(xiàn)。

/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平常，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），別管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET;當(dāng)/EA端保持高電平常，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。

XTAL1：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：來(lái)自反向振蕩器的輸出。

五、電路設(shè)計(jì)：

1.框圖：

本設(shè)計(jì)由主控芯片51單片機(jī)，單片機(jī)時(shí)鐘電路，鍵盤，和開鎖電路組成。單

片負(fù)責(zé)操縱整個(gè)系統(tǒng)的執(zhí)行過(guò)程。

2．局部電路：

a)開鎖設(shè)計(jì)：

經(jīng)過(guò)單片機(jī)送給開鎖執(zhí)行機(jī)構(gòu)，電路驅(qū)動(dòng)電磁鎖吸合，從而達(dá)到開鎖的目的。本設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)P3.0接一具3極管驅(qū)動(dòng)繼電器打開電磁閥線圈實(shí)現(xiàn)開關(guān)門。

當(dāng)用戶輸入的密碼正確而且是在規(guī)定的時(shí)刻及次數(shù)輸入之內(nèi)，單片機(jī)便輸出開門信號(hào)，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。

b)晶振電路設(shè)計(jì)：

單片機(jī)XIAL1和XIAL2分不接30PF的電容，中間再并個(gè)12MHZ的晶振，形成單片機(jī)的晶振電路

c)復(fù)位電路設(shè)計(jì)：

d)串接口功能介紹：

單片的P1口外接1位8段數(shù)碼管，作為密碼輸入顯示器;INT0外接蜂鳴器，當(dāng)INT0被置0時(shí)，蜂鳴器發(fā)出聲音;P0口外接發(fā)光二極管用作系統(tǒng)工作狀態(tài)提

示。

e)系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)電路主芯片AT89C51，晶振和兩個(gè)電容組成的時(shí)鐘脈沖，一具電阻和一具電解電容和一具按鍵組成的復(fù)位電路，一具8段數(shù)碼管構(gòu)成的密碼顯示器，一具蜂鳴器，5個(gè)LED，一具NPN三極管加上一具繼電器組成的驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成了系統(tǒng)電路。

2.整體電路如下：

八段數(shù)碼管顯示你的摩斯按鍵是否正確對(duì)應(yīng)你要輸入的數(shù)字密碼。由于采取上電設(shè)置密碼的編程辦法復(fù)位鍵即密碼修改鍵設(shè)置在門后，要打開門才干修改密碼。設(shè)置密碼后若輸入密碼別對(duì)的前兩次5秒報(bào)警，最終一次10分鐘報(bào)警,摩斯按發(fā)錯(cuò)誤除外(但有兩秒報(bào)警，同時(shí)須全部密碼重新輸入)。本電路設(shè)置四位密碼，由于每位數(shù)字鍵均由五位摩斯碼構(gòu)成則要輸入20次摩斯碼鍵！！p0.0（綠群）“滴”顯示，p0.2（黃XXX）“嗒”音顯示，p0.4（紅群）摩斯碼按法錯(cuò)誤或密碼錯(cuò)誤，p0.6（藍(lán)群）表示該電路已設(shè)置了密碼，等待輸入密碼舉行比較。

PROTEL繪制的PCB板：

六、軟件設(shè)計(jì)：

程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言有三種：機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言。機(jī)器語(yǔ)言是機(jī)器唯一能“知道”的語(yǔ)言，用匯編語(yǔ)言或高級(jí)語(yǔ)言編寫的程序（稱為源程序）最后都必須翻譯成機(jī)器語(yǔ)言的程序（成為目標(biāo)程序），計(jì)算機(jī)才干“看知道”，然后逐一執(zhí)行。

高級(jí)語(yǔ)言是面向咨詢題和計(jì)算過(guò)程的語(yǔ)言，它可經(jīng)過(guò)于各種別同的計(jì)算機(jī)，用戶編程時(shí)別必認(rèn)真了解所用的計(jì)算機(jī)的具體性能與指令系統(tǒng)，而且語(yǔ)句的功能強(qiáng)，常常一具語(yǔ)句已相當(dāng)于非常多條計(jì)算機(jī)指令，于是用高級(jí)語(yǔ)言編制程序的速度比較快，也便于學(xué)習(xí)和交流，然而本系統(tǒng)卻選用了匯編語(yǔ)言。緣故在于，本系統(tǒng)是編制程序工作量別大、規(guī)模較小的單片機(jī)微操縱系統(tǒng)，使用匯編語(yǔ)言能夠別用像高級(jí)語(yǔ)言那樣占用較多的存儲(chǔ)空間，適合于存儲(chǔ)容量較小的系統(tǒng)。

系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程圖

主程序如下：

main1:movps1,#00h

movps2,#00h

movps3,#00h

movps4,#00h

movat1,#00h

movat2,#00h

movat3,#00h

movat4,#00h

main:movxs_0,#1fh;顯示0的摩斯值

movxs_1,#0fh;顯示1的摩斯值

movxs_2,#07h;顯示2的摩斯值

movxs_3,#03h;顯示3的摩斯值

movxs_4,#01h;顯示4的摩斯值

movxs_5,#00h;顯示5的摩斯值

movxs_6,#10h;顯示6的摩斯值

movxs_7,#18h;顯示7的摩斯值

movxs_8,#1ch;顯示8的摩斯值

movxs_9,#1eh;顯示9的摩斯值

clrp3.0;RXD置0

mova,#00h;密碼緩存

movr2,#04h;四位密碼

movr1,#00h

movr0,#ps1

movr7,#05h;摩斯次數(shù)，由于數(shù)字為5次

clrp2.7

完整程序如下：movps4,#00h

movat1,#00h

movat2,#00h

movat3,#00h

movat4,#00h

main:movxs_0,#1fh;顯示0的摩斯值

movxs_1,#0fh;顯示1的摩斯值

movxs_2,#07h;顯示2的摩斯值

movxs_3,#03h;顯示3的摩斯值

movxs_4,#01h;顯示4的摩斯值

movxs_5,#00h;顯示5的摩斯值

movxs_6,#10h;顯示6的摩斯值

movxs_7,#18h;顯示7的摩斯值

movxs_8,#1ch;顯示8的摩斯值

movxs_9,#1eh;顯示9的摩斯值

clrp3.0;RXD置0

mova,#00h;密碼緩存

movr2,#04h;四位密碼

movr1,#00h

movr0,#ps1

movr7,#05h;摩斯次數(shù)，由于數(shù)字為5次

clrp2.7

start:movp0,#0ffh

movp1,#0ffh

setbp2.4;按鍵位

jbp2.4,start;2.4為1轉(zhuǎn)start

lcalldelay500ms

jbp2.4,start

ok:;嘀的音

clrp0.0

lc