電子密碼鎖的研究與設(shè)計論文

1、本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 題 目：電子密碼鎖的研究與設(shè)計姓 名：學(xué) 號：系 別： 電子信息工程系 專 業(yè)： 通信工程 年 級：2011級指導(dǎo)教師： 2015年 4 月 15 日獨(dú)創(chuàng)性聲明本畢業(yè)設(shè)計（論文）是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下完成的。文中引用他人研究成果的部分已在標(biāo)注中說明；其他同志對本設(shè)計（論文）的啟發(fā)和貢獻(xiàn)均已在辭中體現(xiàn)；其它容與成果為本人獨(dú)立完成。特此聲明。論文作者簽名： 日期： 關(guān)于論文使用授權(quán)的說明本人完全了解有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)院有權(quán)保留送交論文的印刷本、復(fù)印件和電子版本，允許論文被查閱和借閱；學(xué)院可以公布論文的全部或部分容，可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其他復(fù)制手段保存

2、論文。的論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定。論文作者簽名： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 29 / 35基于電子密碼鎖的研究與設(shè)計摘要隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展，人們對具有重要場所、私密物質(zhì)的安全性的要求越來越高。為了更好的滿足人們對鎖的使用要求，代替?zhèn)鹘y(tǒng)鎖的電子密碼鎖橫空出世。具有報警功能的電子密碼鎖在日常生活中的使用越來越多，而密碼鎖也具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等優(yōu)點(diǎn)。本次電子密碼鎖的設(shè)計采用的是以單片機(jī)STC12C5A60S2為主要的控制器，并且應(yīng)用蜂鳴器、矩陣鍵盤、液晶顯示器等器件進(jìn)行液晶顯示電路、指示(LED)電路、報警(蜂鳴器)電路、串口電路等電路的設(shè)計；應(yīng)用protel軟件進(jìn)行原理圖、PC

3、B圖的設(shè)計；應(yīng)用C+語言編寫實現(xiàn)電子密碼鎖功能的程序；最后pcb板的制作與調(diào)試。電子密碼鎖可實現(xiàn)6位密碼的輸入，密碼正確則鎖打開；修改密碼須再次輸入舊密碼，修改密碼完需要二次確認(rèn)，以防止誤操作；密碼鎖的密碼輸入錯誤次數(shù)超過3次，蜂鳴器報警。設(shè)計此系統(tǒng)的密碼鎖具有較高的安全性和科學(xué)性。關(guān)鍵詞： 單片機(jī)，電子密碼鎖，液晶顯示，報警Research and design of electronicpassword lockbased onAbstractWith the rapiddevelopment of modern science and technology,peopleon the sa

4、fety ofimportantplaces,privatematterof the increasingly high demand.In order to bettermeet the requirements of people onthe use ofelectronic passwordlock,instead of the traditionallockwas born.Has the alarm function of electronic passwordlockis used more andmorein our daily life,butalso has amore se

5、curepassword lockwith high,low cost,low power consumption,easy operation,etc.Thedesign oftheelectronic code lockis based on STC89C52RC microcontroller as themaincontroller,and usethe buzzer,matrix keyboard,LCD displaydevice,liquid crystal displaycircuitindicator(LED)circuit,alarm(buzzer)circuit,seri

6、alcircuit;Design and application of Protelsoftware schematic,PCB diagram;Application of C+ language torealize theelectronicpassword lock function of the program;Finally,the PCBboardproduction and debugging.The passwordlockthrough the keyboard input6 password,the password is correct,it will open the

7、lock;Change the passwordmust firstlock,modify the passwordtoenter the old passwordagain,change the passwordtoconfirmaftertwo times,in order to preventmisoperation;Enter the wrong passwordlockmore than 3 times,the buzzer alarm and lock thekeyboard.The design of the systempassword lockwithhigh securit

8、y andScience.KeyWords:Single chip microcomputer,Electronic password lock,LCD,Alarm目 錄第1章 緒論11.1 研究背景與意義11.2 電子密碼鎖技術(shù)的研究現(xiàn)狀1第2章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計32.1 電子密碼鎖功能簡介32.2 芯片選取32.2.1 51系列和stc系列單片機(jī)的對比32.2.2 STC12C5A60S2概述32.2.3 lcd1602介紹52.3 電子密碼鎖的總設(shè)計方案52.3.1 主要芯片與控制52.3.2 STC12C5A60S2管口與各個部分電路的接線情況6第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計73.1 系統(tǒng)硬件設(shè)

9、計73.2 STC12C5A60S2最小系統(tǒng)設(shè)計73.2.1 晶振電路設(shè)計73.2.2 復(fù)位電路設(shè)計83.2.3 指示燈電路83.2.6 蜂鳴器報警電路113.2.7 續(xù)流二極管113.2.8液晶顯示器電路113.3 整體的原理圖與pcb圖12第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計134.1軟件設(shè)計方案134.2 軟件設(shè)計總流程圖13軟件設(shè)計總流程圖如圖4-1所示13第5章 硬件系統(tǒng)仿真145.1 硬件圖樣情況145.2 硬件調(diào)試情況圖14結(jié)論15參考文獻(xiàn)16辭17附錄1 英文文獻(xiàn)與翻譯18附錄2 源程序22第1章 緒論1.1 研究背景與意義隨著人們安全意識與生活水平的提高，對安全方面的要求也急劇增長，自古以來

10、，鎖就是人們生活中不可或缺的一部分，鎖具是守護(hù)門的將軍，既要安全可靠又得方便使用。但是傳統(tǒng)鑰匙的鎖具在經(jīng)過若干年的使用和研究，人們對它的機(jī)理與結(jié)構(gòu)知道得也是相當(dāng)清楚，即使不使用鑰匙而打開鎖的辦法也是數(shù)不勝數(shù)。就如同傳統(tǒng)構(gòu)造簡單的機(jī)械鎖，不僅是偷盜者即使是普通人，只要一根鐵絲就可以直接打開這看似安全性十足的機(jī)械鎖，從而鎖漸漸的失去了保障人們財產(chǎn)安全的意識。那么，提高鎖具保護(hù)人們財產(chǎn)安全變成時代的主題。在現(xiàn)在信息現(xiàn)代化的時代，保障人們財產(chǎn)人身安全的鎖也應(yīng)該向高安全、高精度的信息化、智能化的方向發(fā)展。在傳統(tǒng)鑰匙的基礎(chǔ)上，加了幾組密碼，根據(jù)不同聲波、光束、聲音、磁場、圖像（如指紋、眼底視網(wǎng)膜等）等來開

11、啟鎖1。自從20世紀(jì)70年代第一塊單片機(jī)芯片TMS-1000在美國德克薩斯儀器公司問世以來，基于它特點(diǎn)是價格低廉、體積小、個性突出等，越來越多的電子產(chǎn)品開始采用單片機(jī)芯片作為核心控制部件。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，各類電子產(chǎn)品相繼出現(xiàn)在人們的生活中，而電子密碼鎖就是其中的一種。據(jù)有關(guān)資料介紹，電子密碼鎖在從20世紀(jì)30年代就已經(jīng)開始研究了，也已經(jīng)應(yīng)用在一些特殊場所。電子密碼鎖若是想主流于市場完全取代傳統(tǒng)的密碼鎖，就必須不斷改進(jìn)，在它具有多功能的同時還得向更低成本化和更智能化發(fā)展。這便需要我們不斷的去研究電子密碼鎖的功能和實現(xiàn)情況。因此，對基于單片機(jī)的電子密碼鎖的研究對現(xiàn)實生活是很有必要的。因

12、為只有提高了鎖的安全性，才能使不法分子無從下手，減少對人們財產(chǎn)人身安全的威脅，人們也就能對自身財產(chǎn)安全有了更多的保障。當(dāng)今安全信息系統(tǒng)應(yīng)用越來越廣泛，特別在保護(hù)、維護(hù)隱私和財產(chǎn)保護(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，因此研究它具有重大的現(xiàn)實意義。1.2 電子密碼鎖技術(shù)的研究現(xiàn)狀目前我國的電子密碼鎖技術(shù)和西方發(fā)達(dá)國家相比還相對落后。因為在西方發(fā)達(dá)國家中的電子密碼鎖的種類已經(jīng)相當(dāng)廣泛且技術(shù)相對領(lǐng)先，不僅在各個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用而且技術(shù)也向世界擴(kuò)展。在我國，電子密碼鎖技術(shù)卻只是國際上二十世紀(jì)中期時候的水平，所以相對來說還是比較落后。而自從20世紀(jì)80年代以來，出現(xiàn)的各種電子

13、集成電路，特別是單片機(jī)的橫空出世，電子密碼鎖得到了很高的提升。經(jīng)過翻閱各種資料文獻(xiàn)對電子密碼鎖系統(tǒng)設(shè)計的研究，主要的實現(xiàn)方案是矩陣式鍵盤的密碼輸入、7段數(shù)碼管的系統(tǒng)顯示、二極管的指示燈提醒等等。應(yīng)用STC89C52單片機(jī)，這個單片機(jī)和AT系列的單片機(jī)最大區(qū)別就是這類單片機(jī)有部集成了4kb大小的EEPROM，利用ISP/API功能應(yīng)用編程來控制部的EEPROM的讀寫而不需要外接存儲器來進(jìn)行數(shù)據(jù)保護(hù)2。當(dāng)前電子密碼鎖的功能得到實現(xiàn)的新方法真是類型多樣，無時無刻不展現(xiàn)著科技的發(fā)展和進(jìn)步，比如：IC卡和指紋識別，IC卡密碼鎖設(shè)計是基于一個AT24C01A卡進(jìn)行設(shè)計的，IC卡的核心是EEPROM。盡管電

14、子密碼鎖還存在著一些似有若無的缺陷，但是它的安全性價值高、方便攜帶、容易操作、能夠智能報警等的各類優(yōu)勢卻是傳統(tǒng)鑰匙鎖所取代不了的，而且現(xiàn)在各種電子器件的價格的不斷降低和電子信息技術(shù)的不斷發(fā)展，電子密碼鎖也將往低成本、多功能的方向發(fā)展。第2章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計2.1 電子密碼鎖功能簡介（1) 系統(tǒng)設(shè)置6位密碼，密碼通過鍵盤輸入，密碼正確，將鎖打開。（2）系統(tǒng)密碼可以由用戶修改設(shè)定，鎖打開后才能修改密碼。修改密碼之前必須再次輸入舊密碼，在輸入新密碼時候需要二次確認(rèn)，以防止誤操作。（3）系統(tǒng)的報警、鎖定鍵盤功能。密碼輸入錯誤次數(shù)超過3次，蜂鳴器報警。（4）系統(tǒng)的密碼輸入都在液晶屏中顯示。2.2 芯片

15、選取2.2.1 51系列和stc系列單片機(jī)的對比在51系列的單片機(jī)中，能具有更大競爭力的是STC公司的1T增強(qiáng)系列。它不但和8051指令、管教完全融合，也支持串口程序燒寫，而且其片是FLASH工藝且有大容量程序存儲器，這種工藝的存儲器用電方式瞬間改寫、擦除。寫入單片機(jī)的程序可以加密與很好保護(hù)勞動成果3。像STC12C4A60S2單片機(jī)部就自帶高達(dá)60kFLASH ROM，重要的是它目前的售價和51系列單片機(jī)不相上下，有其很高的性價比。2.2.2 STC12C5A60S2概述STC12C5A60S2的一些基本容：工作電壓：5.5V-3.3V；工作頻率圍：0 - 35MHz；看門狗；商業(yè)級工作溫度

16、圍：0 - 75；有雙串口；片上集成1280字節(jié)RAM；A/D轉(zhuǎn)換，10位精度ADC，共8路，轉(zhuǎn)換速度可達(dá)250K/S(每秒鐘25萬次)；通用全雙工異步串行口(UART)；2個時鐘輸出口；共4個16位定時器；部集成MAX810專用復(fù)位電路(外部晶體12M以下時，復(fù)位腳可直接接1K電阻到地)；增強(qiáng)型8051CPU，1T，單時鐘/機(jī)器周期；應(yīng)用程序空間8K /16K / 20K / 32K / 40K / 48K / 52K / 60K / 62K字節(jié)；時鐘源：外部高精度晶體/時鐘，部R/C振蕩器；有EEPROM功能；通用I/O口，可設(shè)置成四種模式：準(zhǔn)雙向口/弱上拉，推挽/強(qiáng)上拉，僅為輸入/高阻，

17、開漏，復(fù)位后為：準(zhǔn)雙向口/弱上拉；外部中斷I/O口7路，除傳統(tǒng)的下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷外，新增支持上升沿中斷的PCA模塊，Power Down模式可由外部中斷喚醒；封裝，可用A/D做按鍵掃描來節(jié)省I/O口，或用雙CPU三線通信；ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP(在應(yīng)用可編程)，直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片等4。STC12C5A60S2芯片管腳如圖2-1所示：圖2-1 STC12C5A60S2芯片管腳圖引腳的功能如表2-1所示:表2-1 STC12C5A60S2芯片引腳功能表STC12C5A60S2芯片引腳的功能管腳功能VCC供電電壓GND接地P0口P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，

18、每個管腳可吸收8TTL門電流P1口P1口是一個部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入“1”后，電位被部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。P2口P2口為一個部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流P3口P3口管腳是8個帶部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。另外P3口也有一些特殊功能口：串行輸入、輸出口；外部中斷0、外部中斷1；記時器0外部輸入、記時器1外部輸入；外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通、外部數(shù)據(jù)存儲器讀選

19、通5。RST復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機(jī)器周期的高平時間ALE/PROG訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低位字節(jié)PSEN外部程序存儲器的選通信號EA/VPP當(dāng)EA端保持高電平時，訪問部ROM；當(dāng)EA保持低電平時，訪問外部ROM;注意加密方式1時，EA將部鎖定為RESETXTAL1反向振蕩放大器的輸入與部時鐘工作電路的輸入XTAL2來自反向振蕩器的輸出2.2.3lcd1602介紹管腳功能如表2-2所示：該顯示器采用的標(biāo)準(zhǔn)16個管腳接口，其中：表2-2 lcd1602管腳功能表lcd1602管腳的功能管腳功能第1管腳VSS為電源接地第2管腳VCC接5V電

20、源正極第3管腳V0為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時最弱，接地電源時最高第4管腳RS為寄存器選擇第5管腳RW為讀寫信號線第6管腳EN端為使能(enable)端第714管腳D0D7為8位雙向數(shù)據(jù)端第15管腳背光正極第16管腳背光負(fù)極Lcd1602的優(yōu)點(diǎn)：顯示質(zhì)量高：液晶顯示器每一個點(diǎn)在收到信號后就一直持續(xù)同種的色彩與亮度，因此其畫質(zhì)高更不閃爍。數(shù)字式接口：液晶顯示器是數(shù)字式，操作方便使用簡單。功耗低：液晶顯示器部的驅(qū)動IC和電極耗電極少。體積小、重量輕：液晶顯示器顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)達(dá)到顯示的目的，因此比傳統(tǒng)的顯示器輕得多6。2.3 電子密碼鎖的總設(shè)計方案2.3.1 主要芯片與控制一

21、個是STC12C5A60S2單片機(jī)，作為系統(tǒng)的總控制核心；一個是lcd1602液晶顯示器控制外圍電路。另外輸入器件用矩陣鍵盤，報警器件用蜂鳴器，LED燈為指示器件，晶振與繼電器等?？傇O(shè)計原理圖如圖2-2所示：圖2-2 設(shè)計原理圖2.3.2 STC12C5A60S2管口與各個部分電路的接線情況P1.0P1.7連接矩陣鍵盤電路，對按鍵進(jìn)行編碼，從而實現(xiàn)輸入密碼和修改密碼的功能RST連接復(fù)位電路，實現(xiàn)復(fù)位、重新啟動功能INT0連接指示電路，實現(xiàn)密碼輸入是否正確指示的功能XTAL1、XTAL2連接晶振電路，控制各部分保持同步P0.00.7連接液晶顯示電路，實現(xiàn)從單片機(jī)向液晶顯示器傳輸數(shù)據(jù)P2.6P2.

22、8，實現(xiàn)字符顯示的作用與控制顯示器的作用P2.0連接報警電路，通過PNP型三極管來驅(qū)動蜂鳴器，當(dāng)輸入密碼錯誤三次后自動實現(xiàn)報警功能RXD、TXD控制程序燒入芯片第3章系統(tǒng)硬件設(shè)計3.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計本次畢業(yè)設(shè)計的密碼鎖電路主要的組成模塊：矩陣鍵盤輸入模塊、數(shù)碼管顯示控制模塊、繼電器驅(qū)動二極管顯示模塊、蜂鳴器報警模塊、復(fù)位模塊和數(shù)據(jù)處理模塊。當(dāng)輸入的密碼正確時，單片機(jī)便輸出開鎖信號，指示燈亮起達(dá)到開鎖的目的；當(dāng)輸入三次密碼錯誤時，則開啟報警系統(tǒng)。系統(tǒng)硬件設(shè)計如圖3-1所示：圖3-1 系統(tǒng)硬件設(shè)計圖3.2 STC12C5A60S2最小系統(tǒng)設(shè)計本設(shè)計除主要STC12C5A60S2控制電路如圖3-2外

23、，還有最小系統(tǒng)包括矩陣鍵盤電路、數(shù)碼管顯示控制模塊、指示燈電路、蜂鳴器報警電路、復(fù)位電路、晶振電路等。圖3-2 STC12C5A60S2控制電路圖3.2.1 晶振電路設(shè)計單片機(jī)工作時所具備的時鐘控制信號是時鐘電路，而常用的時鐘電路有部時鐘和外部時鐘兩種方式。部時鐘方式則是根據(jù)不同的振蕩頻率要求，外接不同阻值的一個晶振和兩個電容7。時鐘電路中的晶振震蕩頻率圍通常是1.2MHz12MHz，而STC12C5A60S2的晶振圍是0 - 35MHz，為消除開鎖驅(qū)動電路誤差，得到準(zhǔn)確的波特率則該實驗使用的是12M的石英晶體與12pf的兩個電容。晶振電路如圖3-3所示：圖3-3 晶振電路圖3.2.2 復(fù)位電

24、路設(shè)計單片機(jī)復(fù)位是只需在單片機(jī)的復(fù)位引腳加上大于兩個機(jī)器周期的高電平，單片機(jī)的初始化操作便是復(fù)位。通過復(fù)位重新啟動程序便可解決程序運(yùn)行出錯或操作進(jìn)入死循環(huán)狀態(tài)。復(fù)位一般都是由外部的復(fù)位電路來實現(xiàn)的，而復(fù)位電路通常采用上電自動復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式。而STC12C5A60S2用的是外部的復(fù)位電路，本設(shè)計采用的是按鍵電平復(fù)位，因為復(fù)位操作比較方便，其中電阻R2取1K，電容C1取10UF。復(fù)位電路如圖3-4所示：圖3-4復(fù)位電路圖3.2.3 指示燈電路發(fā)光二極管由含鎵（Ga）、砷（As）、磷（P）、氮（N）等的化合物制成，簡稱為LED8。砷化鎵二極管發(fā)的是紅光，氮化鎵二極管發(fā)的是藍(lán)光，磷化鎵二極管發(fā)

25、的是綠光，碳化硅二極管發(fā)的是黃光等因為當(dāng)電子與空穴復(fù)合時能輻射出可見光，因而經(jīng)常被使用用來制成發(fā)光二極管。而且發(fā)光二極管構(gòu)造簡單，體積微小，價格便宜，更廣泛用于生活中各個地方。所以本設(shè)計，也選用發(fā)光二極管作為指示燈，指示密碼輸入的正確與否情況。在如圖3-5的指示電路圖中，P3.2（replay）口是輸入信號的作用且它上面的高低電壓控制著指示燈的亮滅情況，當(dāng)密碼輸入正確信號傳進(jìn)時，P3.2口便處于高電壓則電路導(dǎo)通，二極管燈亮起；反之，當(dāng)密碼輸入錯誤信號無法傳時，P3.2口邊處于低電平，電路不導(dǎo)通則二極管不亮。圖3-5 指示電路圖3.2.4 繼電器電路繼電器是具有輸入回路（又稱控制系統(tǒng)）和輸出回路

26、（又稱被控制系統(tǒng)）之間的互動關(guān)系的一種電控制器件。繼電器實際上是一種“自動開關(guān)”是由用小電流去控制大電流運(yùn)作的。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用，通常應(yīng)用于自動化的控制電路中。因為繼電器有動作快、工作穩(wěn)定、使用壽命長、體積小等各種優(yōu)點(diǎn)，所以它廣泛應(yīng)用于自動化、遙控、電力保護(hù)、運(yùn)動、測量和通信等裝置中9。當(dāng)電壓、電流、溫度等這些輸入量達(dá)到一定值時，繼電器被所控制的輸出電路導(dǎo)通或斷開。輸入量可分為電氣量像電流、電壓、頻率、功率等與非電氣量像溫度、壓力、速度等兩大類。繼電器原理圖如圖3-6所示：圖3-6 繼電器原理圖電磁繼電器工作原理和特性：電磁繼電器是由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等

27、組成的。電磁效應(yīng)是指在線圈兩端加上一定的電壓后電流就會從線圈中流過從而產(chǎn)生的現(xiàn)象。銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點(diǎn)與原來的靜觸點(diǎn)釋放。這樣吸合、釋放的來回，便能達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。對于繼電器的觸點(diǎn)，通?？梢赃@樣區(qū)分：處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)叫做“常閉觸點(diǎn)”；繼電器線圈未通電時處于斷開狀態(tài)的靜觸點(diǎn)叫做“常開觸點(diǎn)”。繼電器一般低壓控制和高壓工作這兩股電路。繼電器電路圖如圖3-7所示：圖3-7 繼電器電路圖3.2.5 矩陣鍵盤電路設(shè)計鍵盤是系統(tǒng)中的基

28、本上用手動控制的部分，則鍵盤的設(shè)計就顯得尤為的重要。在鍵盤中按鍵數(shù)量較多時，通常將按鍵排列成矩陣形式是為了減少I/O口的占用，每一條水平（行線）與垂直線（列線）的交叉處不直接相通，而是通過一個按鍵加以連接。需要具有MN個按鍵的鍵盤只要利用行列式矩陣結(jié)構(gòu)只需要M條行線和N條列線就可以了。由于矩陣鍵盤可以減少I/O口的占用，故使用矩陣鍵盤10。這樣，一個端口就可以構(gòu)成4*4=16個按鍵，比直接將端口線用于鍵盤多出了一倍。本設(shè)計中，矩陣鍵盤列線和單片機(jī)P1.0-P1.3相連，行線與單片機(jī)P1.4-P1.7相連。鍵盤掃描采用行掃描法，設(shè)置行線中每一行為低電平，列線中每一列為高電平。則輸入線都是高電平時

29、，代表無鍵按下；一旦有鍵按下，則輸入線的電平就會被拉低，這樣，通過讀入輸入線的狀態(tài)就可得知是否有鍵按下了。矩陣鍵盤電路如圖3-8所示：圖3-8 矩陣鍵盤電路圖3.2.6 蜂鳴器報警電路蜂鳴器提示經(jīng)常被使用在報警提示電路中，因為它可以根據(jù)信號的頻率以與脈沖信號發(fā)出各種不同的聲音，容易辨認(rèn)，以達(dá)到密碼錯誤時發(fā)出的指示達(dá)到報警的要求。本設(shè)計的報警電路除一只電壓式蜂鳴器，還有一些外圍電路，有PNP三極管和電阻。電路中的三極管PNP所處的狀態(tài)受P2.0控制，當(dāng)P2.0為高電平時，三極管導(dǎo)通則蜂鳴器供電響鳴；當(dāng)P2.0為低電平時，蜂鳴器無電源不響。當(dāng)正常工作時密碼輸入正確時，蜂鳴器不發(fā)聲直接輸出開鎖信號，

30、只有當(dāng)按錯誤密碼達(dá)到三次時，單片機(jī)P2.0口高低電平震蕩，蜂鳴器發(fā)出報警聲。壓電式蜂鳴器工作時約需要100mA驅(qū)動電流，從而根據(jù)密碼錯誤時發(fā)出的聲音，達(dá)到報警的效果。蜂鳴器報警電路圖如圖3-9所示：圖3-9 蜂鳴器報警電路圖3.2.7 續(xù)流二極管繼電器旁邊和電源旁邊的二極管是IN4148通常叫“續(xù)流二極管”由于在電路中起到續(xù)流的作用而得名12，一般選擇快速恢復(fù)二極管或者肖特基二極管來作為“續(xù)流二極管”，它在電路中一般用來保護(hù)元件不被感應(yīng)電壓擊穿或燒壞，以并聯(lián)的方式接到產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的元件兩端，并與其形成回路，使其產(chǎn)生的高電動勢在回路以續(xù)電流方式消耗，從而起到保護(hù)電路中的元件不被損壞11。二極管

31、D1、D2如圖3-10所示：圖3-10 二極管D1、D2圖3.2.8液晶顯示器電路顯示部分由液晶顯示器lcd1602完成。開鎖時，利用鍵盤上的數(shù)字鍵0-9輸入密碼。所輸入的密碼則會顯示在屏幕上，當(dāng)密碼輸入完成時，根據(jù)輸入密碼的正確與否，顯示器作相應(yīng)的顯示。本系統(tǒng)設(shè)計的顯示電路是為了給使用者以提示而設(shè)置的。在電路中P0.0P0.7連接的是顯示器的第714的管腳進(jìn)行8位雙向數(shù)據(jù)端；第4、5、6的管腳分別控制RS為寄存器選擇、RW為讀寫信號線、EN端為使能(enable)端；第3管腳接的控制背光亮度的可調(diào)節(jié)電阻13。通過軟件實現(xiàn)數(shù)字和位控制，實現(xiàn)屏幕上各個字符的顯示。液晶顯示器電路圖如圖3-11所示

32、：圖3-11 液晶顯示器電路圖3.3 整體的原理圖與pcb圖第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計4.1軟件設(shè)計方案電子密碼鎖通電后便可開始操作，首先輸入原始密碼012345。密碼輸入完按下確認(rèn)鍵，系統(tǒng)會將所輸入的原始密碼與系統(tǒng)密碼進(jìn)行比對。若輸入密碼正確則指示燈亮起，密碼鎖成功開啟，當(dāng)一定時間無操作時，密碼鎖自動關(guān)閉。密碼鎖開啟后可進(jìn)入修改密碼系統(tǒng)，按下密碼修改鍵時顯示器出現(xiàn)old（輸入舊密碼），輸入舊密碼之后顯示器出現(xiàn)new（輸入新密碼），輸入完在確認(rèn)一次，確認(rèn)密碼輸入時若與第一次修改密碼一致則顯示器出現(xiàn)ok，密碼修改成功，并關(guān)閉密碼鎖；確認(rèn)密碼輸入時若與第一次修改密碼不一致時則顯示器出現(xiàn)no，并關(guān)閉密碼鎖

33、。修改密碼成功后，再次輸入密碼則系統(tǒng)會將輸入的密碼與重新設(shè)定的密碼進(jìn)行對比，符合則開啟，當(dāng)不符合密碼的操作至3次時蜂鳴器報警并鎖定密碼鎖。軟件程序運(yùn)用模塊化方式設(shè)計，在程序中以一個主函數(shù)，多個子函數(shù)的方式編寫，這樣更方便讀寫程序。函數(shù)共包含：1主函數(shù)；2按鍵函數(shù)；3按鍵掃描函數(shù)；4按鍵判斷處理函數(shù)。4.2 軟件設(shè)計總流程圖軟件設(shè)計總流程圖如圖4-1所示圖4-1 軟件設(shè)計總流程圖第5章 硬件系統(tǒng)仿真5.1 硬件圖樣情況5.2 硬件調(diào)試情況圖初始密碼012345更改密碼新密碼與二次確認(rèn)二次確認(rèn)失敗后，密碼鎖自動關(guān)閉，需要重新開密碼另外，密碼鎖開啟后若無操作，一段時間后指示燈滅掉則鎖關(guān)閉。結(jié)論在這次

34、畢業(yè)設(shè)計的設(shè)計與制作過程中，正確的思路很重要，只有設(shè)計思路是正確的，那設(shè)計才有可能成功，正所謂用大腦去控制行動，才能做到事半功倍，以最有效率的方式達(dá)到需要的目的。因此設(shè)計前應(yīng)該先做好充分的準(zhǔn)備，認(rèn)真查找詳細(xì)的資料，為設(shè)計的成功打下堅實的基礎(chǔ)。而我在這過程我遇到了很多問題，特別是在protel進(jìn)行原理圖的繪制。而設(shè)計過程中先后利用keil軟件進(jìn)行編程、Proteus進(jìn)行仿真、protel進(jìn)行原理圖的繪制并轉(zhuǎn)換pcb圖、板子的制作。通過這次課程設(shè)計，我懂得只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合，我們才能從實踐中得出結(jié)論，更深一層去理解理論知識。只有理論與實踐相結(jié)合才能加強(qiáng)我們動手、思考和解決問題的能力。

35、回顧起這次的單片機(jī)畢業(yè)設(shè)計，至今我仍深有感觸，因為從選題到定稿、從查資料到學(xué)視頻、從不曉得到理解深刻等等。在這一段時間以來，可以說得滿滿都是淚，但是看到所研究的成果可以是苦盡甘來，苦的是每天都忙忙碌碌的研究問題解決問題，宿舍教室來回跑的咨詢老師，而其實畢業(yè)設(shè)計宗旨也是讓學(xué)生養(yǎng)成獨(dú)立思考研究并對現(xiàn)實中的問題進(jìn)行開發(fā)解決的過程，對學(xué)生綜合能力和工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程，更能使學(xué)生提高發(fā)現(xiàn)、提出、解決問題的能力，鍛煉學(xué)生實踐能力的關(guān)鍵；雖然苦但是可以鞏固以前所學(xué)過的很多很多知其然而不知所以然的東西而且還學(xué)到了更多在書本上所沒有學(xué)到過的知識，也懂得自己很多以前所學(xué)過的知識掌握得不夠牢固與對單片機(jī)匯

36、編語言掌握得不好等等的不足之處，甜的自然是這些之前不懂現(xiàn)在懂的知識還有從解決問題的過程中得到了快樂得到了前所未有的滿足感。而在學(xué)習(xí)各種軟件過程中，我深刻的感到軟件的重要性與神奇性，不需要實物就能仿真所做的東西，我們更應(yīng)該利用各種軟件給我們帶來的便利。熟話說“千里之行始于足下”，通過這次的課程設(shè)計，我能更深刻體會到這句千古名言的真正含義。我們今天認(rèn)真的進(jìn)行課程設(shè)計，學(xué)會腳踏實地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會大潮中奔跑打下堅實的基礎(chǔ)。課程設(shè)計是我們專業(yè)課程知識綜合應(yīng)用的實踐訓(xùn)練，這是我們邁向社會，從事職業(yè)工作前一個必不可少的過程。而理論與實際相結(jié)合的重要性也可想而知，只有付諸于實踐，從實踐中

37、得到證實，提高自己的實際動手能力和獨(dú)立思考的能力，才可能真正為社會服務(wù)。隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展的日新月異，單片機(jī)已經(jīng)成為當(dāng)今計算機(jī)應(yīng)用中空前活躍的領(lǐng)域，在生活中可以說得是無處不在。因此作為新時代年輕的我們來說掌握單片機(jī)的開發(fā)技術(shù)是十分重要的。雖然我這次畢業(yè)設(shè)計順利完成，但是對于自己在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)的不足之處，我還得繼續(xù)努力，進(jìn)一步加強(qiáng)、提升自己。參考文獻(xiàn)1單片機(jī)高級教程何立民.編 航空航天大學(xué)2單片機(jī)實驗教學(xué)仿真系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)郇玉龍編 師大學(xué)3單片機(jī)編程仿真實驗系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)徐金增編 師大學(xué)4單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù)余發(fā)山、王福忠編 中國礦業(yè)大學(xué)5跟我學(xué)用單片機(jī)肖洪兵編 航空航天大學(xué)6單片機(jī)原理與與

38、應(yīng)用王迎旭編機(jī)械工業(yè)7單片機(jī)應(yīng)用程序設(shè)計技術(shù)周航慈編 航空航天大學(xué)9基于STC89單片機(jī)的實驗教學(xué)系統(tǒng)蒙編 大學(xué)10單片機(jī)典型系統(tǒng)設(shè)計實例精講為編 電子工業(yè)11TheIntelMicroprocessorsArchitecture,Programming,andInterfacing.高等教育12Park Electronic Password-lock Design. Richard13AStudyoftheControlSystemwithIntelligentTemperatureSensors.沙占友辭本次畢業(yè)設(shè)計雖然是自己動手做的，但卻不是個人智慧的產(chǎn)品，因為有老師和同學(xué)們的指導(dǎo)和支

39、持，我的畢業(yè)設(shè)計包括論文才能如期的順利完成。當(dāng)我快完成畢業(yè)論文的時候，涌上心頭的不是歷盡千辛萬苦后抵達(dá)勝利彼岸的歡悅，而是源自心底的誠摯意。在這里我要特別感我的畢設(shè)老師羅洪葉老師，羅老師踏踏實實的精神，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，一絲不茍的作風(fēng)，她不僅在我設(shè)計中幫我解決各種難題為我指點(diǎn)迷津、開拓研究思路、精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵外，還指導(dǎo)著我論文的容，不厭其煩的進(jìn)行多次指導(dǎo)和悉心指點(diǎn)，教我做人除了要本質(zhì)好之外還要勤于思考勇于探索，她教會我終生受益無窮之道。而這份報告也大學(xué)的最后一頁，在這里我要感的人很多，感我們各科任課老師，他們從大一到大四，四年來日復(fù)一日的一直照顧我們的學(xué)習(xí)和生活，教給我們做人的道理讓我們從一個懵

40、懂的高中生變成一個成熟的青年，能夠立足于現(xiàn)在的社會中；感同宿舍的姐妹們在我完成畢設(shè)和論文的過程中給予我的幫助和鼓勵，當(dāng)然這歸結(jié)還要感我的學(xué)校，沒有這美麗的校園就沒有我和老師、同學(xué)之間的匯聚；最后感我的父母和朋友，感他們一直陪伴著我。現(xiàn)在即將揮別我的花園般美麗的學(xué)校、親切和藹的老師、兄弟姐妹般的同學(xué)，還有我從陌生到熟悉的大學(xué)生活，雖然依依不舍，但是對未來未知的路，我充滿了信心。最后，感在大學(xué)期間認(rèn)識我和我認(rèn)識的所有人，有你們伴隨，才有我大學(xué)生活的豐富多彩，絢麗多姿！附錄1 英文文獻(xiàn)與翻譯IntroductionofSTC12C5A60S2Description:TheAT89C51isalow-

41、power,high-performanceCMOS8-bitmicrocomputerw-ith4KbytesofFlashprogrammableanderasablereadonlymemory(PEROM).ThedeviceismanufacturedusingAtmelshigh-densitynonvolatilememorytechnologya-ndiscompatiblewiththeindustry-standardMCS-51instructionsetandpinout.Features:CompatiblewithinstructionsetofMCS51produ

42、cts4Kbytesofin-systemreprogrammableFlashmemoryFullystaticoperation:0Hzto24MHzSixinterruptsourceProgrammableserialchannelLow-poweridleandPower-downmodesOn-chiposcillatorandclockcircuitryFull-duplexUARTserialportinterruptlineDualDataPointerRegisterPinDescription:VCC:Supplyvoltage.GND:Ground.Port0:Port

43、0isan8-bitopen-drainbi-directionalI/Oport.Port1:Port1isan8-bitbidirectionalI/Oportwithinternalpullups.ThePort1outputbufferscansink/sourcefourTTLinputs.Port2:Port2isan8-bitbi-directionalI/Oportwithinternalpullups.ThePort2outputbufferscansink/sourcefourTTLinputs.Port3:Port3isan8-bitbi-directionalI/Opo

44、rtwithinternalpullups.ThePort3outp-utbufferscansink/sourcefourTTLinputs.RST:Resetinput.ALE/PROG:Thispinisalsotheprogrampulseinput(PROG)duringFlashprogramming.InnormaloperationALEisemittedatconstantrateof1/6theoscillatorfreque-ncy,andmaybeusedforexternaltimingorclockingpurposes.PSEN:ProgramStoreEnabl

45、eisthereadstrobetoexternalprogrammemory.EA/VPP:ExternalAccessEnable.XTAL1:Inputtotheinvertingoscillatoramplifierandinputtotheinternalclockope-ratingcircuit.XTAL2:Outputfromtheinvertingoscillatoramplifier.Ready/BUSY:TheprogressofbyteprogrammingcanalsobemonitoredbytheRD-Y/BSYoutputsignal.The main func

46、tion:OscillatorCharacteristics:XTAL1andXTAL2respectively,reverseamplifierinputandoutput.Thereverseamplifiercanbeconfiguredason-chiposcillator.ClockOscillator:XTAL1andXTAL2aretheinputandoutput,respectively,ofaninvertingampli-fierwhichcanbeconfiguredforuseasanon-chiposcillator.ProgramMemoryLockBits:On

47、thechiparethreelockbitswhichcanbeleftunprogrammed(U)orcanbepr-ogrammed(P)toobtaintheadditionalfeatureslistedinthetablebelow.ProgrammingtheFlash:TheAT89C51isnormallyshippedwiththeon-chipFlashmemoryarrayintheerasedstate(thatis,contents=FFH)andreadytobeprogrammed.DataPolling:TheAT89C51featuresDataPolli

48、ngtoindicatetheendofawritecycle.ProgramVerify:IflockbitsLB1andLB2havenotbeenprogrammed,theprogrammedcodedatacanbereadbackviatheaddressanddatalinesforverification.ChipErase:Thewholearrayandthreelock-bitPEROMelectricalerasecontrolsignalsthroughtherightcombinationandmaintainALEpinislow10mstocomplete.ST

49、C12C5A60S2的介紹描述：AT89C51是一個低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī)帶有4K字節(jié)的可反復(fù)擦寫的程序存儲器（PENROM）。和128字節(jié)的存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），這種器件采用ATMEL公司的高密度、不容易丟失存儲技術(shù)生產(chǎn)，并且能夠與MCS-51系列的單片機(jī)兼容。主要性能參數(shù)： 與MCS-51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容4K字節(jié)可重擦寫Flash閃速存儲器6個中斷源可編程串行UART通道低功耗空閑和掉電模式片振蕩器和時鐘電路全雙工UART串行中斷口線雙數(shù)據(jù)寄存器指針引腳功能說明：VCC：電源電壓GND：地P0口：P0口是一組8位漏極開路型雙向I/O口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。P1口：P

50、1是一個帶有部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。P2口：P2是一個帶有部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。P3口：P3口是一組帶有部電阻的8位雙向I/O口，P3口輸出緩沖故可驅(qū)動4個TTL電路。 RET：復(fù)位輸入。 ALE/PROG：對Flash存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG）。即使不訪問外部存儲器，ALE仍以時鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的正脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。PSEN：程序儲存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號。 EA/VPP：外部訪問允許。XTAL1：振蕩器反相放大器與部時鐘發(fā)生器的輸入端。XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。Ready/BUSY：字節(jié)編程的進(jìn)度可通過RDY/BSY輸出信號監(jiān)測.主要功能：振蕩器特性：XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片振蕩器。時鐘振蕩器：AT89C51中有一個用于構(gòu)成部振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。程序存儲器的加密：AT8