基于8051单片机的电子密码锁设计

目录一．引言..........................................................................................................................21.1问题的提出................................................................................................................21.2国内外的研究现状....................................................................................................2二．设计方案...................................................................................................................32.1硬件设计方案............................................................................................................32.2软件设计方案............................................................................................................4三．硬件电路设计........................................................................................................43.1单片机AT89C52简介................................................................错误!未定义书签。3.1.1主要特性.....................................................................................错误!未定义书签。3.1.2管脚说明.....................................................................................错误!未定义书签。3.24×4矩阵键盘..........................................................................................................63.3复位电路....................................................................................................................73.4振荡电路...................................................................................................................73.5液晶显示屏LCD........................................................................................................83.6开锁电路...................................................................................................................93.7报警电路...................................................................................................................9四．软件程序设计......................................................................................................104.1软件设计流程图......................................................................................................104.2具体功能软件实施.................................................................................................114.2.1按键扫描部分............................................................................................................114.2.2LCD操作部分.............................................................................................................124.2.3主程序数字键处理部分..............................................................................................134.2.4主程序功能键处理部分..............................................................................................14五．设计原理图..........................................................................................................16六．设计程序...............................................................................................................16七．参考文献...............................................................................................................22电子课程设计——基于8051单片机的电子密码锁设计作者：郑晗学号：20073403学院：光电工程学院-2--2-一、引言1.1问题的提出在日常的生活和工作中,住宅与部门的安全防范、单位的文件档案、财务报表以及一些个人资料的保存多以加锁的办法来解决。若使用传统的机械式钥匙开锁，人们常需携带多把钥匙,使用极不方便,且钥匙丢失后安全性即大打折扣。眼下假冒伪劣的机械锁泛滥成灾，互开率非常之高。机械锁的这些弊端为一种新型的锁---电子密码锁，提供了发展的空间。据有关资料介绍，电子密码锁的研究从20世纪30年代就开始了，在一些特殊场所早就有所应用。这种锁是通过键盘输入一组密码完成开锁过程。研究这种锁的初衷，就是为提高锁的安全性。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。随着单片机的问世，出现了带微处理器的智能电子密码锁，它除了具有一般电子密码锁的功能外，还引入了智能化管理，专家分析系统等功能，从而使密码锁具有很高的安全性，可靠性。当今安全信息系统应用越来越广泛，特别在保护机密、维护隐私和财产保护方面起到重大作用，而基于电子密码锁的安全系统是其中的组成部分，因此研究它具有重大的现实意义。1.2国内外的研究现状20世纪80年代后，随着电子锁专用集成电路的出现，电子锁的体积缩小，可靠性提高，成本较高，只适合使用在安全性要求较高的场合，且需要有电源提供能量，使用还局限在一定范围，难以普及，所以对它的研究一直没有明显进展。目前，在西方发达国家，电子密码锁已被广泛应用于智能门禁系统中，通过多种更加安全，更加可靠的技术实现大门的管理。在我国电子密码锁的成本还很高，应用还不广泛。目前市场上的按键密码锁主要有以下两类，但都存在不同程度的缺陷。①固定键盘式电子密码锁：这类密码锁使用固定键盘输入门锁密码。用户密码可以在1～8位任意设定，密码量极大，尝试法输入密码时，系统会出现保护性自锁，同时具有自动报警功能。这种密码锁成本不高，操作非常简单，常与机械弹子锁配合使用。类密码锁有以下缺陷：需要安装固定键盘，数字按键的位置固定不变，用户在操作时没有隐蔽性，其他人可以通过记住密码输入人员的手势推测出输入的密码，或被他人偷拍输入过程而得到密码。②随机键盘式密码锁：为了防止用户在利用固定键盘输入密码的过程被偷窥或偷拍，研电子课程设计——基于8051单片机的电子密码锁设计作者：郑晗学号：20073403学院：光电工程学院-3--3-制出了随机键盘系统。用这种键盘输入密码时，每输入一个数字，键盘上的数字键的摆放顺序会随机变化，用户利用变化后的键盘输入下一位数字，使得利用偷窥或偷拍的方式记住密码的企图无法奏效。但它的缺点也是显著的：由于随机键盘对硬件要求较高，要采用触摸屏幕，键盘与显示器就必须合二为一，因此成本较高，难于应用到保险柜上。二、设计方案2.1硬件设计方案本设计主要由单片机、矩阵键盘、液晶显示器、复位电路和晶振以及蜂鸣器等部分组成。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预先保存的密码进行对比，从而判断密码是否正确。通过单片机控制输出到喇叭及继电器的电信号，从而实现错误报警与正确打开电子锁的操作。本设计中采用继电器上接LED灯来表示锁的开关状态。系统整体设计框图如图2-1所示。图2-1各模块主要功能如下：1．键盘输入模块：分为密码输入按键与几个功能按键，用于完成密码的输入功能。2．显示模块：用于完成对系统状态显示及操作提示功能。3．报警电路：用于完成输错密码时候的警报功能。4．复位电路：完成系统的复位。5．开锁电路：应用继电器及发光二极管模拟开锁，完成开锁及开锁提示。6．晶振电路：外接晶振，使系统具有需要的机器周期，对开锁时间的决定有很大用处。7.电源：提供5V电压值的直流供电。键盘输入模块晶振电路复位电路AT89C52显示模块报警电路开锁电路电源电子课程设计——基于8051单片机的电子密码锁设计作者：郑晗学号：20073403学院：光电工程学院-4--4-2.2软件设计方案利用51单片机，设计密码锁电路和控制程序。其基本功能实现如下：1、使用LCD显示器来显示密码输入的相关信息。2、可以设置4位数字和符号（0-9，*）密码。3、内定一组4位数字密码“1234”。4、键盘设置以下5个功能键：A：设置新的密码B：输入密码C：清除按键D：返回按键初始态按键#：密码输入完成确认R：系统复位键5、密码输入正确则继电器启动2秒。输入错误则发