基于51单片机简易密码锁设计

1易密码锁设计摘要：本设计以单片机STC89C52RC作为密码锁监控装置的检测和控制核心，分为主机控制和从机执行机构（本设重点介绍主机设计），实现钥匙信息在主机上的初步认证注册、密码信息的加密、钥匙丢失报废等功能。根据51单片机之间的串行通信原理，这便于对密码信息的随机加密和保护。而且采用键盘输入的电子密码锁具有较高的优势。采用数字信号编码和二次调制方式，不仅可以实现多路信息的控制，提高信号传输的抗干扰性，减少错误动作，而且功率消耗低；反应速度快、传输效率高、工作稳定可靠等。软件设计采用自上而下的模块化设计思想，以使系统朝着分布式、小型化方向发展，增强系统的可扩展性和运行的稳定性。测试结果表明，本系统各项功能已达到本设计的所有要求。关键词：单片机；智能密码锁；串行通信TheDesignOfTheSimplePasswordLockAbstract:Itcancarryoutthekeyinformationtoregisterinthemainonboardinitialattestation,thepasswordinformationencryptetc.Gotocorrespondbylettertheprincipleaccordingtothestringbetween51machines,thisiseasytoencryptandprotecttothepasswordsinformationrandom.Adoptthenumericalsignalcodes,notonlycancarryoutmanycontrolsoftheroadinformation,raisetheanti-interferencethatsignaldeliver,reducethemistakeaction,butalsothepowerconsumeislow，Respondquickly,theefficiencydeliverishigh,workstablecredibilityetc.Thesoftwaredesignadoptionthedesignthoughtfromtoptobottom,tomakethesystemtowardweardistributetype,turntothedirectiondevelopmentofsmall,strengthenthesystemandcanexpandthestabilityandcirculate.Testtheresultenunciation,variousfunctionsofthissystemarealreadyallrequestofthisdesign.KeyWords:singlechip;intelligentpasswordlock;Serialcommunication;2目录概述.............................................................................................................................11设计目标............................................................................................................12硬件设计与原理.................................................................................................22.1设计总框图....................................22.2硬件设计分析..................................22.2.1电源的设计...............................22.2.2单片机最小系统............................32.2.3显示系统..................................82.2.4矩阵按键模块..............................82.2.5蜂鸣器和指示灯电路........................93软件设计与分析.................................................................................................93.1软件设计的组成.................................93.2各部分软件分析................................93.2.1延时子函数...............................93.2.2矩阵键盘扫描子函数......................103.2.3检验密码正误子函数.......................103.2.4锁定，鸣笛程序...........................113.2.5显示子程序...............................114软件仿真..............................................................................................................144.1PROTEUS简介..................................144.2仿真图........................................15总结...........................................................................................................................19参考文献.................................................................................................................20致谢...........................................................................................................................28附录...........................................................................................................................293述随着人们生活水平的提高，传统的机械锁由于其构造的简单，被撬开的事件屡见不鲜，电子锁保密性高，能够防止不法分子多次试探密码；性价比高，因此，电子锁受到了广大的亲昵。也使得该项技术有了更好的发展前景。本作品智能密码锁控制器，以低价格高性能的8位单片机为核心，采用人性化的设计，用LCD显示和语音提示双重显示，人机界面友好。另外预留着可扩展通道，可以根据用户的要求进行其他功能的扩展。本系统安全可靠，智能化高，安装方便，是大众型电子锁的首选本系统采用以低价格高性能的8位单片机STC89C52RC为核心,STC89C52RC采用CHOMS工艺，功耗很低,并且价格合适,应用普遍,更是支持了ISP在线下载，易于开发。使用该CPU进行设计具有实际意义1设计目标(1)设置8位密码,密码通过键盘输入,若密码正确,则将锁打开,初始化密码为（12345678）。(2)密码可以由用户自己修改设定（支持8位密码），锁打开后才能修改密码。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认，以防止误操作。(3)报警、锁定键盘功能。密码输入错误数码显示器会出现错误提示，若密码输入错误次数超过3次，蜂鸣器报警并且锁定键盘。(4)电子密码锁的设计主要4×4矩阵键盘接口电路、密码锁的控制电路。(5)密码输入功能：按下一个数字键，一个“0”就显示在最右边的数码管上，同时将先前输入的所有“0”向左移动一位。4(6)密码清除功能：当按下清除键时，清除前面输入的一个值，并可以清除所有显示。(7)密码更改功能：将输入的值作为新的密码。(8)开锁功能：当按下开锁键，系统将输入与密码进行检查核对，如果正确锁打开，否则不打开第二章硬件设计与原理以STC89C52RC单片机为核心，起着控制作用。系统包括数码管显示电路、复位电路、时钟电路、矩阵按键电路、蜂鸣器电路和发光二级管指示灯电路。设计思路分为七个模块：复位电路、晶振电路模块、STC89C51RC、数码管显示电路、矩阵按键电路、蜂鸣器电路和发光二级管指示灯电路这七个模块。2.1设计总框图5图1设计总框图2.2硬件设计分析2.2.1电源的设计1）：系统电源系统电源使用直流5伏。方案：由市电220伏输入，经变压器降压为交流8-9伏左右，再经四个二极管进行整流（脉动直流），后用铝电解电容和无极性电容滤波，之后在使用一片7805稳压芯片进行稳压。原理图如图2-1。图25伏电源2.2.2单片机最小系统51单片机是对目前所有兼容intel8031指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是intel的8031单片机，后来随着技术的发展，成为目前广泛应用的８为单片机之一。单片机是在一块芯片内集成了CPU、RAM、ROM、定时器／计数器和多功能I/O口等计算机所需要的基本功能部件的大规模集成电路，又称为MCU。51系列单片机内包含以下几个部件：一个８位CPU；一个片内振荡器及时钟电路；64KB的ROM程序存储器；一个128B的RAM数据存储器；寻址64KB外部数据存储器和64KB外部程序存储空间的控制电路；32条可编程的I/O口线；两个16位定时／计数器；一个可编程全双工串行口；５个中断源、两个优先级嵌套中断结构。如图2-2-1所示为STC89C52RC单片机基本构造，其基本性能介绍如下：图3STC89C52RC单片机STC89C52RC本身内含40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中端口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，STC89C51RC可以按照常规方法进行编程，但不可以在线编程。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。7STC89C52RC的主要特性如下表所示：表1STC89C52RC主要功能描述STC89C52RC为40脚双列直插封装的8位通用微处理器，采用工业标准的C51内核，在内部功能及管脚排布上与通用的8xc52相同，其主要用于会聚调整时的功能控制。功能包括对会聚主IC内部寄存器、数据RAM及外部接口等功能部件的初始化，会聚调整控制，会聚测试图控制，红外遥控信号IR的接收解码及与主板CPU通信等。主要管脚有：XTAL1（19脚）和XTAL2（18脚）为振荡器输入输出端口，外接12MHz晶振。RST/Vpd（9脚）为复位输入端口，外接电阻电容组成的复位电路。VCC（40脚）和VSS（20脚）为供电端口，分别接+5V电源的正负端。P0~P3为可编程通用I/O脚，其功能用途由软件定义，在本设计中，P0端口（32~39脚）被定义为N1功能控制端口，分别与N1的相应功能管脚相连接，13脚定义为IR输入端，10脚和11脚定义为I2C总线控制端口，分别连接N1的SDAS（18脚）和SCLS（19脚）端口，12脚、27脚及28脚定义为握手信号功能端口，连接主板CPU的相应功能端，用于当前制式的检测及会聚调整状态进