電子密碼鎖總體施工設(shè)計(jì)方案及對(duì)策

1、-. z.電子密碼鎖設(shè)計(jì)一、目標(biāo)1、任務(wù)和目標(biāo)本項(xiàng)目設(shè)計(jì)一種基于AT89C51單片機(jī)控制的電子密碼鎖，要求達(dá)到以下任務(wù)目標(biāo)：（1）可通過(guò)鍵盤(pán)輸入密碼控制開(kāi)關(guān)的開(kāi)鎖和閉鎖；（2）可通過(guò)擴(kuò)展的LCD顯示器顯示輸入的密碼；（3）密碼可以多次改寫(xiě)和重置；（4）連續(xù)三次輸入密碼錯(cuò)誤，報(bào)警裝置開(kāi)始工作，密碼鎖進(jìn)入鎖機(jī)狀態(tài)。2、功能需求簡(jiǎn)述功能具體闡述1、密碼輸入及核對(duì)功能系統(tǒng)啟動(dòng)后，通過(guò)鍵盤(pán)輸入初始密碼111111”，按下密碼輸入鍵進(jìn)行確認(rèn)，密碼鎖開(kāi)鎖，之后通過(guò)點(diǎn)擊輸入新密碼鍵，輸入6位新密碼，點(diǎn)擊新密碼保存鍵，新密碼保存；電子密碼鎖具有多組密碼和管理員超級(jí)密碼功能；如果密碼正確，可進(jìn)行開(kāi)鎖動(dòng)作。若密碼不

2、正確，系統(tǒng)將給出提示告知用戶(hù)已經(jīng)輸入的次數(shù)，若三次錯(cuò)誤輸入后，系統(tǒng)自動(dòng)鎖定鍵盤(pán)，屏蔽所有操作，并顯示waiting.”；系統(tǒng)自動(dòng)鎖定時(shí)間為五分鐘，鎖定時(shí)間過(guò)后，系統(tǒng)提示in put again”，此時(shí)可重新輸入密碼，進(jìn)行開(kāi)鎖操作；功能：每次輸入的密碼數(shù)字，顯示的均是*”符號(hào)；當(dāng)按下開(kāi)鎖鍵，系統(tǒng)將輸入與密碼進(jìn)行檢查核對(duì)，如果正確鎖打開(kāi)，否則不打開(kāi)，并發(fā)出報(bào)警提示。2、多組密碼設(shè)置功能在用戶(hù)設(shè)置了一組常用密碼基礎(chǔ)之上，可以另外在設(shè)置2組備用密碼，以增加多用戶(hù)使用功能，滿(mǎn)足用戶(hù)的基本需求；在用戶(hù)丟失或遺忘一組密碼后，可以通過(guò)另外的幾組備用密碼進(jìn)行開(kāi)鎖并并對(duì)密碼進(jìn)行再次修改和設(shè)定，增加了密碼鎖使用的靈

3、活性；可以設(shè)置一組超級(jí)密碼999999”，在任何情況下，憑借超級(jí)密碼都可以開(kāi)鎖和修改密碼。3、報(bào)警功能設(shè)置密碼鎖開(kāi)鎖次數(shù)為3次，當(dāng)輸入超過(guò)三次還未開(kāi)鎖成功時(shí)，蜂鳴器報(bào)警30秒，并且鎖定鍵盤(pán)。十分鐘不能進(jìn)行任何操作，等待鎖定時(shí)間過(guò)后，解除警報(bào)，密碼鎖恢復(fù)輸入功能，提示in put again”；在每一次輸入密碼后，系統(tǒng)都會(huì)以英文字符的形式給出輸入密碼正確與否，若是錯(cuò)誤系統(tǒng)會(huì)給予警告。4、個(gè)人密碼更改功能密碼可以由用戶(hù)自己修改設(shè)定，鎖打開(kāi)后才能修改密碼，修改密碼之前必須再次輸入密碼；先用初始密碼開(kāi)鎖，在開(kāi)鎖成功后點(diǎn)擊輸入新密碼”使系統(tǒng)進(jìn)入修改個(gè)人密碼狀態(tài)；個(gè)人可以隨設(shè)置新的密碼，設(shè)置完成后點(diǎn)擊保存

4、新密碼”按鍵，新密碼設(shè)置成功；此該新密碼和以前的密碼都可以進(jìn)行開(kāi)鎖操作；此時(shí)可輸入6位新的個(gè)人密碼，點(diǎn)擊新密碼保存，密碼更改成功。5、時(shí)間顯示和計(jì)時(shí)功能系統(tǒng)啟動(dòng)后會(huì)自動(dòng)顯示當(dāng)?shù)氐募磿r(shí)時(shí)間，顯示方式為：時(shí)-分-秒在輸入密碼時(shí)軟前后相鄰的兩個(gè)密碼符輸入時(shí)間間隔超過(guò)10分鐘，則系統(tǒng)自動(dòng)放棄本次操作，返回到重新輸入密碼階段二、詳細(xì)設(shè)計(jì)方案的選擇及設(shè)計(jì)思路概述1、設(shè)計(jì)方案的選擇本次設(shè)計(jì)的密碼鎖在理論上可以利用多種設(shè)計(jì)方法及原理進(jìn)行設(shè)計(jì)，依據(jù)設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單、高效、易于實(shí)現(xiàn)等原則，主要有兩種設(shè)計(jì)方案可供選擇，即：數(shù)字電路控制和以AT89C51為核心的單片機(jī)控制兩種方案。現(xiàn)在對(duì)其兩種方案進(jìn)行可行性對(duì)比分析。方案一

5、：采用數(shù)字電路控制。其原理圖下圖1所示。圖1 數(shù)字密碼鎖電路方案電路由兩大部分組成：密碼鎖電路和備用電源(UPS)，其中設(shè)置UPS電源是為了防止因?yàn)橥ｋ娫斐傻拿艽a鎖電路失效，使用戶(hù)免遭麻煩。采用數(shù)字密碼鎖電路的好處就是設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。用以74LS112雙JK觸發(fā)器構(gòu)成的數(shù)字邏輯電路作為密碼鎖的核心控制，共設(shè)了9個(gè)用戶(hù)輸入鍵，其中只有4個(gè)是有效的密碼按鍵，其它的都是干擾按鍵，若按下干擾鍵，鍵盤(pán)輸入電路自動(dòng)清零，原先輸入的密碼無(wú)效，需要重新輸入。密碼鎖電路包含：鍵盤(pán)輸入、密碼修改、密碼檢測(cè)、開(kāi)鎖電路、執(zhí)行電路、報(bào)警電路、鍵盤(pán)輸入次數(shù)鎖定電路。方案二：采用一種是用以AT89C51為核心的單片機(jī)控制方案。利

6、用單片機(jī)靈活的編程設(shè)計(jì)和豐富的I/O端口，及其控制的準(zhǔn)確性，不但能實(shí)現(xiàn)基本的密碼鎖功能，還能添加多組密碼設(shè)置、報(bào)警提示等控制功能。其原理如下圖2所示。圖2 單片機(jī)控制方案 密碼鎖電路包含：鍵盤(pán)輸入、密碼修改、密碼檢測(cè)、開(kāi)鎖電路、執(zhí)行電路、報(bào)警電路。通過(guò)比較以上兩種方案，單片機(jī)方案有較大的活動(dòng)空間，不但能實(shí)現(xiàn)所要求的功能而且能在很大的程度上擴(kuò)展功能，而且還可以方便的對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)，所以我們采用一種以89C51為核心的單片機(jī)控制方案。利用單片機(jī)靈活的編程設(shè)計(jì)和豐富的I/O端口，及其控制的準(zhǔn)確性，進(jìn)行密碼鎖的設(shè)計(jì)工作以實(shí)現(xiàn)基本的密碼鎖功能。2、初步設(shè)計(jì)思路概述對(duì)于本次密碼鎖的初步設(shè)計(jì)，首先是要有一定

7、的大概思路。如下圖3所示，本次設(shè)計(jì)選用單片機(jī)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，以AT89C51單片機(jī)為核心，輔以擴(kuò)展的鍵盤(pán)以及LCD顯示模塊組成完整的系統(tǒng)。通過(guò)鍵盤(pán)采集輸入的信息，與單片機(jī)的儲(chǔ)存值比較，如果密碼正確，則開(kāi)鎖電路打開(kāi)；如果密碼錯(cuò)誤，給出錯(cuò)誤提示。若連續(xù)三次輸入密碼錯(cuò)誤，蜂鳴器產(chǎn)生蜂鳴音，并且系統(tǒng)自動(dòng)鎖定鍵盤(pán)；在以上工作的同時(shí)顯示電路工作，同步顯示符號(hào)*”代替輸入的數(shù)值。圖3 最初設(shè)計(jì)思路框圖二、設(shè)計(jì)方法和技術(shù)條件1、設(shè)計(jì)原則系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)原則如下分析，應(yīng)該盡可能的滿(mǎn)足密碼鎖的功能要求，包括程序啟動(dòng)功能、鎖的基本功能、個(gè)人密碼更改功能、多組密碼設(shè)置、報(bào)警功能。首先，通過(guò)鍵盤(pán)采集輸入的信息，與單片機(jī)的儲(chǔ)存值比

8、較，如果密碼正確，則開(kāi)鎖電路運(yùn)行，鎖被成功打開(kāi)；如果三次密碼錯(cuò)誤，則報(bào)警系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行提示，蜂鳴器產(chǎn)生蜂鳴音；在以上工作的同時(shí)顯示電路工作，同步顯示輸入數(shù)值。在輸入正確密碼后，密碼鎖開(kāi)鎖，按輸入新密碼鍵，輸入新密碼，按下新密碼保存鍵，則修改密碼成功。要再次開(kāi)鎖則需要輸入正確的密碼。2、應(yīng)用的技術(shù)分析本次密碼鎖功能的實(shí)現(xiàn)，需要使用到以下關(guān)鍵技術(shù)：（1）基于AT89C51單片機(jī)簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)及外圍擴(kuò)展電路；（2）鍵盤(pán)輸入及單片機(jī)間的數(shù)據(jù)傳輸；（3）LCD顯示技術(shù)、動(dòng)態(tài)輸出及單片機(jī)間的數(shù)據(jù)傳輸。（4）通信傳輸協(xié)議3、設(shè)計(jì)者當(dāng)前已具備的技術(shù)條件在設(shè)計(jì)密碼鎖之前，本組三位成員基本上已經(jīng)掌握了以下技術(shù)：(1)課題組成員都參閱過(guò)相關(guān)的51單片機(jī)開(kāi)發(fā)方面的書(shū)籍，熟悉Altim Designer電路設(shè)計(jì)，有一定的電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)；(2)課題組成員鵬飛對(duì)C語(yǔ)言函數(shù)庫(kù)的調(diào)用有一定的了解，具備C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)；(3)課題組成員俊龍熟悉PCB板的制作過(guò)程及protuse繪圖，課題組成員茂有一定的文學(xué)功底，有一定的能力撰寫(xiě)課題報(bào)告；(4)各個(gè)成員都可以熟練的運(yùn)用仿真軟件proteus以及編譯軟件keil進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)和調(diào)試。(5)對(duì)通信協(xié)議和傳輸有一定的了解4、