毕业设计-基于51单片机电子密码锁设计

绪论.................................................................................................................................错误!未定义书签。1.1引言..................................................错误!未定义书签。1.2电子密码锁的背景......................................错误!未定义书签。1.3电子锁设计的意义的本设计特点..........................错误!未定义书签。2.系统设计.......................................................................................................................................................12.1系统总设计结构图......................................................12.2．开锁机构设计.........................................错误!未定义书签。2.2.1主控芯片AT89C51单片机的简介.......................错误!未定义书签。3系统硬件设计...............................................................................................................................................23.1键盘设计..............................................................23.2系统电路设计：........................................................33.2.1晶振时钟电路......................................................33.2.2复位电路设计.......................................................43.2.3串口引脚功能介绍...................................................43.2.4其它引脚..........................................................43.3电路图的绘制..........................................................43.3.1PROTEL99SE简介：.............................错误!未定义书签。3.4原器件采购............................................................63.5电路焊接..............................................................74.软件设计.....................................................................................................................................................104.1系统软件设计整体思路.................................................104.2系统软件设计流程图...................................................115程序调试.....................................................................................................................................................125.1程序调试用到的软件及工具..........................................125.2KEILC51简介......................................................125.3调试过程...........................................................12（1）系统设置4位密码，密码通过键盘输入，若密码正确，则将锁打开。（2）密码由用户自己设定，在开锁状态下，用户可自行修改密码。（3）具有自动报警功能。自动报警分现场报警和远程报警两种。现场报警由扬声器发出报警声。（4）两种情况下可报警：一是密码输入错误3次，则报警；二是非正常开门，如破门而入的情况，可通过系统的红外监视装置监测，同时报警，保证了系统的安全性。系统工作时，用户通过按键输入4位密码，单片机将输入密码与设定密码进行比较，若密码正确，则发出开锁信号，将门打开，系统不报警；若密码不正确，则有相应的指示灯闪动，并要求重新输入密码，重新输入密码的次数不能超过3次，若3次输入的密码都不正确，则发出报警信号。2.系统设计2.1系统总设计结构图图2-1系统总设计结构图本设计由主控芯片51单片机，单片机时钟电路，键盘，和开锁电路组成。单片负责控制整个系统的执行过程。单片机AT89C51密码输入设备开锁机构单片机时钟电路数码管及LED灯显示键盘设计为了使本电路更加简洁，本电子锁的密码锁采用简单易学但不为多数人知道的摩期码作为电路的密码输入。键盘硬件设备只需要一个按即可实现密码的输入与更改。关于摩斯码的介绍如下：摩斯密码是20世纪使用较为广泛的电报传输使用的一种编码。电报最早是由美国的摩尔斯在1844年发明的，故也被叫做摩尔斯电码。它由一个输入按键在输入时按住的间隔时间长短组成来决定你的输入：短促的点信号．，读嘀（Di）；保持一定时间的长信号—，读嗒（Da）。间隔时间：嘀1t；嗒3t；滴嗒间1t；字母间3t；字间5t。表3－1字符—摩斯码对照表字符摩斯码字符摩斯码字符摩斯码A._M__Y_.__B_...N_.Z__..C_._.O___1.____D_..P.__.2..__E.Q__._3...__F.._.R._.4...._G__.S...5.....H....T_6_....I..U.._7__...J.___V..._8___..注：摩斯码用在数字电路中“－”表示1，“.”表示0，如0翻译成二进制数为11111H，十六进制数为1FH。本电路设计只取0～9数字作密码有效数字，如果输入其它字符则无效。表3－2本设计用到的数字的摩斯码和二进制对照数字0123456789摩斯码111110111100111000110000100000100001100011100111102进制111110111100111000110000100000100001100011100111103.2系统电路设计：本系统电路主芯片AT89C51，晶振和两个电容组成的时钟脉冲，一个电阻和一个电解电容和一个按键组成的复位电路，一个8段数码管构成的密码显示器，一个蜂鸣器，5个LED，一个NPN三极管加上一个继电器组成的驱动电路构成了系统电路。3.2.1晶振时钟电路单片机XIAL1和XIAL2分别接30PF的电容，中间再并个12MHZ的晶振，形成单片机的晶振电路。图3－1晶振电路－2复位电路3.2.3串口引脚功能介绍单片的P1口外接1位8段数码管，作为密码输入显示器；INT0外接蜂鸣器，当INT0被置0时，蜂鸣器发出声音；P0口外接发光二极管用作系统工作状态提示。3.2.4其它引脚ALE引脚悬空，复位引脚接到复位电路、VCC接电源、VSS接地、EA接电源3.3电路图的绘制用PROTEL99SE绘制的完整电路图如下：－3系统电路图八段数码管显示你的摩斯按键是否正确对应你要输入的数字密码。由于采取上电设置密码的编程方法复位键即密码修改键设置在门后，要打开门才能修改密码。设置密码后若输入密码不对的前两次5秒报警，最后一次10分钟报警,摩斯按发错误除外(但有两秒报警，并且须全部密码重新输入)。本电路设置四位密码，由于每位数字键均由五位摩斯码构成则要输入20次摩斯码键！！p0.0（绿色）“滴”显示，p0.2（黄色）“嗒”音显示，p0.4（红色）摩斯码按法错误或密码错误，p0.6（蓝色）表示该电路已设置了密码，等待输入密码进行比较。PROTEL绘制的PCB板：图3－4系统PCB板PROTEL系统3D仿真：3.4元器件采购1.元器件清单表3－3元器件清单，R210K，100K各一只电解电容C3100F无极电容C1，C230VF数码管一只5V蜂鸣器一只晶振12MHZ三极管9014一个按健S1，S2各一个12V继电器一个LEDD1，D2，D3，D4绿，黄，红，蓝各一个2极管40041只万能电路板1块经采购继电器没有买到，所以原电路的输出电路3极管的继电器改为LED灯，只要电路IC经密码输入后能点亮LED灯则电路设计要求达到。3.5电路焊接1.焊接所需工具工具名称数量焊烙铁50W1只带松香焊丝若干万用表一个表3－4焊接所需工具电路焊接实物图如下：