基于單片機(jī)的智能密碼鎖的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-

1、題目基于單片機(jī)的智能密碼鎖的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 基于單片機(jī)的智能電子鎖的設(shè)計(jì)摘要在日常的生活和工作中，住宅與部門的安全防范、單位的文件檔案及一些個(gè)人資料的保存多以加鎖的方法解決。若使用傳統(tǒng)的機(jī)械鎖極不方便。隨著科技的發(fā)展，智能電子鎖應(yīng)運(yùn)而生。本系統(tǒng)由單片機(jī)系統(tǒng)AT89C51、外接矩陣鍵盤、6位LCD液晶顯示數(shù)碼管和聲光報(bào)警器系統(tǒng)組成。系統(tǒng)能完成開鎖、超時(shí)報(bào)警、超次鎖定基本的密碼鎖的功能。除了上述基本功能外，還具有聲光提示功能，依據(jù)實(shí)際的情況還可以添加遙控功能。本系統(tǒng)由于其安全性高、成本低、保密性高、使用靈活性好等優(yōu)點(diǎn)，受到了廣大用戶的青睞?？蓮V泛應(yīng)用于賓館、辦公大樓和家庭等場(chǎng)所。關(guān)鍵詞智能電子鎖/單片

2、機(jī)/矩陣鍵盤DESIGNOFTHEINTELLIGENTELECTRONICLOCKBASEDONSINGLECHIPDEVICEABSTRACTIndailylifeandwork,thesecurityofhouseanddepartment,thedocumentfilesofunitsandthesavingofsomepersonaldataaremostlysolvedbylock.Ifyouusethetraditionalmechanicallocks,itisveryinconvenient.Withthedevelopmentoftechnology,intelligent

3、electroniclockiscoming.ThesystemconsistsofSCMsystemAT89C51,matrixkeyboard,6digitalLCDliquidcrystalandsoundandlightalarmsystem.Systemcancompletebasiclockfunctions.Suchasthelock,timeoutalarm,supertimeslock.Inadditiontothesebasicfunctions,italsohassoundandlighttipsandotherfunctions.Accordingtotheactual

4、situation,itcanalsoaddaremotecontrol.Thesystemisusedbythemajorityofpeoplebecauseofitshighsafety,lowcost,highsecurity,flexibilityandgooduse.Itcanbeusedinhotels,officebuildings,homeandsoon.KEYWORDSintelligentelectroniclock,singlechipdevice,matrixkeyboard目錄TOC o 1-5 h z中文摘要I英文摘要II HYPERLINK l bookmark1

5、2 緒論1 HYPERLINK l bookmark14 引言1 HYPERLINK l bookmark16 電子鎖的背景1電子鎖的意義1 HYPERLINK l bookmark18 方案選擇與功能原理2 HYPERLINK l bookmark20 方案選擇2 HYPERLINK l bookmark22 電子鎖的系統(tǒng)功能2 HYPERLINK l bookmark24 電子鎖的工作原理2 HYPERLINK l bookmark26 硬件電路設(shè)計(jì)3 HYPERLINK l bookmark28 芯片的選取與介紹3晶振時(shí)鐘電路5 HYPERLINK l bookmark38 復(fù)位電路6

6、HYPERLINK l bookmark46 鍵盤電路6 HYPERLINK l bookmark48 顯示電路7 HYPERLINK l bookmark50 聲光報(bào)警電路8 HYPERLINK l bookmark52 電路圖繪制8 HYPERLINK l bookmark54 3.7.1電路原理圖8 HYPERLINK l bookmark56 3.7.2proteus簡(jiǎn)介8系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)11 HYPERLINK l bookmark64 主程序模塊11 HYPERLINK l bookmark68 鍵盤掃描及識(shí)別子程序設(shè)計(jì)12 HYPERLINK l bookmark70 密碼比較子程序

7、設(shè)計(jì)12 HYPERLINK l bookmark72 4.4延時(shí)子程序設(shè)計(jì)12 HYPERLINK l bookmark74 軟件測(cè)試結(jié)果12 HYPERLINK l bookmark76 程序調(diào)試用到的軟件及介紹12程序調(diào)試12 HYPERLINK l bookmark80 用proteus仿真12 HYPERLINK l bookmark82 結(jié)束語(yǔ)16致謝.17 HYPERLINK l bookmark86 參考文獻(xiàn).18 HYPERLINK l bookmark96 附錄16 緒論引言隨著人們生活水平的提高，如何實(shí)現(xiàn)家庭防盜這一問題也變得尤為重要。若使用傳統(tǒng)的機(jī)械鎖，人們需攜帶多把鑰

8、匙，使用極不方便，且鑰匙丟失后安全性大打折扣。為滿足人們對(duì)鎖的使用要求，增強(qiáng)其安全性，電子鎖應(yīng)運(yùn)而生。電子密碼鎖由于其安全性高、成本低、保密性高、使用靈活性好等優(yōu)點(diǎn)，受到了廣大用戶的青睞。設(shè)計(jì)通過鍵盤輸入密碼，密碼為六位。電路可實(shí)現(xiàn)密碼正確或錯(cuò)誤的提示，密碼錯(cuò)誤三次則鎖定鍵盤并報(bào)警一分鐘。用戶通過鍵盤輸入密碼后，單片機(jī)判斷密碼是否正確，如果密碼正確，則發(fā)出開鎖信號(hào)，系統(tǒng)由發(fā)光二極管點(diǎn)亮來模擬開鎖，否則提示密碼錯(cuò)誤，此時(shí)需重新輸入密碼，用戶在輸入密碼錯(cuò)誤次數(shù)超過三次時(shí)單片機(jī)就鎖定鍵盤，并發(fā)出報(bào)警音一分鐘。在這一分鐘內(nèi)，用戶不能再次輸入密碼，一分鐘后鍵盤自動(dòng)解鎖。本設(shè)計(jì)由AT89C51單片機(jī)、矩陣

9、鍵盤、LCD液晶顯示電路、聲光報(bào)警電路、晶振時(shí)鐘電路、復(fù)位電路等幾部分組成。電子鎖的背景隨著社會(huì)科技的進(jìn)步，鎖已經(jīng)發(fā)展到密碼鎖、磁性鎖、電子鎖、激光鎖、聲控鎖等等。在傳統(tǒng)的鑰匙的基礎(chǔ)上進(jìn)行改善，加上密碼，聲音等來控制鎖的開啟，從而大大提高了鎖的安全性，使不法之徒無從下手，人們也對(duì)自身的財(cái)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，特別在機(jī)密保護(hù)、維護(hù)隱私和財(cái)產(chǎn)安全方面起到重大作用，而電子鎖是其中的組成部分，因此具有重大的研究意義。1.3電子鎖的意義電子鎖可以在日常生活和現(xiàn)代辦公、住宅與辦公室的安全防范、單位的文件檔案、財(cái)務(wù)報(bào)表以及一些個(gè)人資料的保存等多種場(chǎng)合使用。大大提高了主人物資的

10、安全性，基本上可以代替老式機(jī)械鎖。目前使用的密碼鎖種類繁多，各具特色。本設(shè)計(jì)從經(jīng)濟(jì)實(shí)用角度出發(fā)，采用AT89C51單片機(jī)設(shè)計(jì)一款具有報(bào)警功能的智能電子鎖。該密碼鎖設(shè)計(jì)方法合理、簡(jiǎn)單易行、成本低，符合住宅與辦公室等的用鎖要求，具有一定的推廣價(jià)值。方案選擇與功能原理方案選擇設(shè)計(jì)時(shí)構(gòu)思了兩種方案：一種以AT89C51為核心的單片機(jī)控制方案，另一種是以74LS112雙JK觸發(fā)器構(gòu)成的數(shù)字邏輯電路控制方案。考慮到數(shù)字電路方案原理國(guó)語(yǔ)簡(jiǎn)單，而且不能滿足現(xiàn)在的安全需求，所以本設(shè)計(jì)采用第一種方案。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，不但能實(shí)現(xiàn)基本的密碼鎖功能，還能根據(jù)需要添加掉電存儲(chǔ)、

11、紅外遙控等功能。電子鎖的系統(tǒng)功能本設(shè)計(jì)采用以AT89C51單片機(jī)為主控芯片，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，不但能實(shí)現(xiàn)基本的密碼鎖功能，還能根據(jù)用戶需要增添掉電存儲(chǔ)、紅外遙控等功能。本設(shè)計(jì)具有以下功能：(1)系統(tǒng)設(shè)定六位密碼，密碼由鍵盤輸入，若密碼正確，則二極管D1亮，模擬開鎖。(2)系統(tǒng)具有聲光報(bào)警功能，密碼錯(cuò)誤時(shí)蜂鳴器發(fā)出報(bào)警進(jìn)行提示，此時(shí)需重新輸入密碼，密碼錯(cuò)誤次數(shù)超過三次，則鍵盤鎖定，二極管D2亮，并發(fā)出報(bào)警。本系統(tǒng)具有超時(shí)報(bào)警、超次鎖定的功能。(3)系統(tǒng)由八位數(shù)碼管顯示密碼。電子鎖的工作原理本系統(tǒng)采用AT89C51單片機(jī)作為控制器，用LCD液晶顯示器作為顯

12、示模塊，用矩陣鍵盤作為輸入模塊。系統(tǒng)工作時(shí)，根據(jù)顯示器上的提示輸入6位密碼，按下ENTER鍵后，單片機(jī)將輸入密碼與原始設(shè)定的密碼進(jìn)行比較，若密碼正確，則相應(yīng)二極管亮，模擬開鎖，系統(tǒng)不報(bào)警。若密碼錯(cuò)誤，則發(fā)出蜂鳴聲報(bào)警，要求重新輸入密碼。輸入的密碼次數(shù)不能超過三次，若三次都不正確，則由蜂鳴器發(fā)出報(bào)警，鎖定鍵盤。硬件電路設(shè)計(jì)電子鎖設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題是實(shí)現(xiàn)密碼的輸入、顯示以及開鎖等功能。設(shè)計(jì)使用ATMEL公司的AT89C51實(shí)現(xiàn)智能電子鎖的功能。硬件電路主要由矩陣鍵盤電路、LCD液晶顯示電路、晶振時(shí)鐘電路、復(fù)位電路及聲報(bào)警電路等部分組成。芯片的選取與介紹單片機(jī)亦稱單片機(jī)微電腦或單片微型計(jì)算機(jī)。它是把中央

13、處理器、隨機(jī)存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器、輸入/輸出端口等主要計(jì)算機(jī)功能部件都集成在一塊集成電路芯片上的微型計(jì)算機(jī)。本設(shè)計(jì)使用的就是單片機(jī)AT89C51。單片機(jī)AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓、高性能CMOS8位微處理器，該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，并和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，AT89C51是一種高效微處理器。在AT89C51芯片內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，其輸入端為芯片引腳XTAL1，其輸出端為XTAL2。而在芯片內(nèi)部，XTAL1和XTAL2之間跨接了晶體振蕩器和微調(diào)電容，從

14、而構(gòu)成了一個(gè)穩(wěn)定的自激震蕩器。這就是單片機(jī)的時(shí)鐘電路。管腳說明：VCC：供電電壓。GND:接地。P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P0口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)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，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLAS

15、H編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)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(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì),當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P3口:P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4

16、個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流，這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管腳備選功能P3.0RXD（串行輸入口）P3.1TXD（串行輸出口）P3.2/INTO（外部中斷0）P3.3/INT1（外部中斷1）P3.4T0（記時(shí)器0外部輸入）P3.5T1（記時(shí)器1外部輸入）P3.6/WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）P3.7/RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。RST:復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間

17、。ALE/PROG:當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。PSEN:外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN有效。但在訪問

18、外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。EA/VPP:當(dāng)EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器(OOOOH-FFFFH)，不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源(VPP)。XTAL1:反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2:來自反向振蕩器的輸出。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內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)

19、要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。AT89C51圖形如下:Pl.TiP.D圖3-1-1P口Dh.D口PD.1/AD1PD2iADZPDaH.EQP.4/AD*PDADSPDJ9ADSPn.7/AD7P2.1/A9P22/MUPZ3fA11PZ.4/A1ZPZSTA13PZAAUPZ.T/A15P3IVRXDP3.1HXDPZ33IHTDP3aIMT1P3.4ZTT3.2晶振時(shí)鐘電路單片機(jī)的XTAL1和XTAL2之間分別接一個(gè)電容，中間再并一個(gè)12MHZ的晶振，形成單片機(jī)的晶振電路。圖形如下：圖3-2-1復(fù)位電路復(fù)位電路由電阻、電容和

20、開關(guān)組成。接到單片機(jī)的RST引腳。電路圖如下R110k圖3-3-1鍵盤電路本設(shè)計(jì)采用行列式矩陣鍵盤，這樣能減少鍵盤與單片機(jī)接口時(shí)所占的I/O線的數(shù)目，在按鍵比較多的時(shí)候，通常采用這樣的方法。每一條水平線（行線）與垂直線（列線）的交叉處不相通，而是通過一個(gè)按鍵來連通，利用這種行列式矩陣結(jié)構(gòu)只需要N條行線和M條列線即可組成具有NXM個(gè)按鍵的鍵盤。在這種行列式矩陣鍵盤的單片機(jī)系統(tǒng)中，鍵盤處理程序首先執(zhí)行等待按鍵并確認(rèn)有無按鍵按下的程序段。當(dāng)確認(rèn)有按鍵按下后，下一步就要識(shí)別哪一個(gè)按鍵按下。對(duì)鍵的識(shí)別通常有兩種方法：一種是常用的逐行掃描查詢法；另一種是速度較快的線反轉(zhuǎn)法。下面說明線反轉(zhuǎn)法的工作原理。首先

21、，辨別鍵盤中有無鍵按下，由單片機(jī)I/O口向鍵盤送全掃描字00H,把全部列線置為低電平，然后將列線的電平狀態(tài)讀入累加器A中。如果有按鍵按下，總會(huì)有一根行線電平被拉直至低電平從而使行線不全為1。判斷鍵盤中哪一個(gè)鍵被按下是通過將列線逐列置低電平后，檢查行狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)的。方法是：依次給列線送低電平，然后檢查所有行線狀態(tài)，如果全為1，則所按下的鍵不在此列；如果不全為1，則所按下的鍵必在此列，而且是在與零電平行線相交的交點(diǎn)上的那個(gè)鍵。鍵盤上共有0-9十個(gè)數(shù)字鍵，還有一個(gè)ENTER鍵。當(dāng)輸入完成后按下ENTER鍵確認(rèn)輸入。鍵盤電路接單片機(jī)的P1口。電路圖如下：圖3-4-1顯示電路數(shù)碼管顯示器具有功耗低、體積小

22、、質(zhì)量輕的特點(diǎn)。該字符型LCD具有字符發(fā)生器ROM，可顯示192種字符（160個(gè)5x7點(diǎn)陣字符和32個(gè)5x11點(diǎn)陣字符），具有64個(gè)字節(jié)的自定義字符RAM,可自定義8個(gè)5X8點(diǎn)陣字符或4個(gè)5X11點(diǎn)陣字符，且具有80個(gè)字節(jié)的RAM?？梢苑殖蓛尚?，每一行顯示16個(gè)ASCII字符，主要由數(shù)字和英文字母組成。LCD在此系統(tǒng)中作為單片機(jī)的輸出設(shè)備，主要用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)參數(shù)的顯示。聲報(bào)警電路聲報(bào)警電路由蜂鳴器組成，接AT89C51的P3.6和P3.7。當(dāng)密碼輸入錯(cuò)誤或是錯(cuò)誤次數(shù)超過三次時(shí)，蜂鳴器報(bào)警。電路圖繪制電路原理圖本設(shè)計(jì)采用proteus軟件進(jìn)行原理圖的繪制與仿真。電路圖見附錄一。proteus簡(jiǎn)介

23、Proteus軟件是英國(guó)Labcenterelectronics公司出版的EDA工具軟件。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。在國(guó)內(nèi)受到單片機(jī)愛好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。Proteus是世界上著名的EDA工具，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)，其處理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC

24、33、AVR、ARM、8086和MSP430等。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器。具有4大功能模塊（1）智能原理圖設(shè)計(jì)（ISIS）豐富的器件庫(kù)：超過27000種元器件，可方便地創(chuàng)建新元件。智能的器件搜索：通過模糊搜索可以快速定位所需要的器件。智能化的連線功能：自動(dòng)連線功能使連接導(dǎo)線簡(jiǎn)單快捷，大大縮短了繪圖時(shí)間。支持總線結(jié)構(gòu)：使用總線器件和總線布線使電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明清晰。可輸出高質(zhì)量圖紙：通過個(gè)性化設(shè)置，可以生成印刷質(zhì)量的BMP圖紙，可以方便地供WORD、POWERPOINT等多種文檔使用。（2）完善的電路仿真功能（Prospice）Prospice混合仿真：基于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

25、SPICE3F5,實(shí)現(xiàn)數(shù)字/模擬電路的混合仿真。超過27000個(gè)仿真器件：可以通過內(nèi)部原型或使用廠家的SPICE文件自行設(shè)計(jì)仿真器件。多樣的激勵(lì)源：包括直流、正弦、脈沖、分段線性脈沖、音頻（使用wav文件）、指數(shù)信號(hào)、單頻FM、數(shù)字時(shí)鐘和碼流，還支持文件形式的信號(hào)輸入。豐富的虛擬儀器：13種虛擬儀器，面板操作逼真，如示波器、邏輯分析儀、信號(hào)發(fā)生器、直流電壓/電流表、交流電壓/電流表、數(shù)字圖案發(fā)生器、頻率計(jì)/計(jì)數(shù)器、邏輯探頭、虛擬終端、SPI調(diào)試器、I2C調(diào)試器等。生動(dòng)的仿真顯示：用色點(diǎn)顯示引腳的數(shù)字電平，導(dǎo)線以不同顏色表示其對(duì)地電壓大小，結(jié)合動(dòng)態(tài)器件（如電機(jī)、顯示器件、按鈕）的使用可以使仿真更

26、加直觀、生動(dòng)。高級(jí)圖形仿真功能（ASF）：基于圖標(biāo)的分析可以精確分析電路的多項(xiàng)指標(biāo)，包括工作點(diǎn)、瞬態(tài)特性、頻率特性、傳輸特性、噪聲、失真、傅立葉頻譜分析等，還可以進(jìn)行一致性分析。（3）獨(dú)特的單片機(jī)協(xié)同仿真功能（VSM）支持主流的CPU類型：如ARM7、8051/52、AVR、PIC10/12、PIC16、PIC18、PIC24、dsPIC33、HC11、8086、MSP430等。支持通用外設(shè)模型：如字符LCD模塊、圖形LCD模塊、LED點(diǎn)陣、LED七段顯示模塊、鍵盤/按鍵、RS232虛擬終端、電子溫度計(jì)等等，其COMPIM（COM口物理接口模型）還可以使仿真電路通過PC機(jī)串口和外部電路實(shí)現(xiàn)雙向

27、異步串行通信。實(shí)時(shí)仿真：支持UART/USART/EUSARTs仿真、中斷仿真、SPI/I2C仿真、MSSP仿真、PSP仿真、RTC仿真、ADC仿真、CCP/ECCP仿真。編譯及調(diào)試：支持單片機(jī)匯編語(yǔ)言的編輯/編譯/源碼級(jí)仿真，內(nèi)帶8051、AVR、PIC的匯編編譯器，也可以與第三方集成編譯環(huán)境（如IAR、Keil和Hitech）結(jié)合，進(jìn)行高級(jí)語(yǔ)言的源碼級(jí)仿真和調(diào)試。（4）實(shí)用的PCB設(shè)計(jì)平臺(tái)原理圖到PCB的快速通道：原理圖設(shè)計(jì)完成后，一鍵便可進(jìn)入ARES的PCB設(shè)計(jì)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。先進(jìn)的自動(dòng)布局/布線功能：支持器件的自動(dòng)/人工布局，支持無網(wǎng)格自動(dòng)布線或人工布線，支持引腳交換

28、/門交換功能，使PCB設(shè)計(jì)更為合理。完整的PCB設(shè)計(jì)功能：最多可設(shè)計(jì)16個(gè)銅箔層，2個(gè)絲印層，4個(gè)機(jī)械層，靈活的布線策略供用戶設(shè)置，自動(dòng)設(shè)計(jì)規(guī)則檢查，3D可視化預(yù)覽。多種輸出格式的支持：可以輸出多種格式文件，包括Gerber文件的導(dǎo)入或?qū)С?，便于與其它PCB設(shè)計(jì)工具的互轉(zhuǎn)（如protel）和PCB板的實(shí)際和加工。Proteus提供了豐富的資源（1）Proteus可提供的仿真元器件資源：仿真數(shù)字和模擬、交流和直流等數(shù)千種元器件，有30多個(gè)元件庫(kù)。（2）Proteus可提供的仿真儀表資源：示波器、邏輯分析儀、虛擬終端、SPI調(diào)試器、I2C調(diào)試器、信號(hào)發(fā)生器、模式發(fā)生器、交直流電壓表、交直流電流表。

29、理論上同一種儀器可以在一個(gè)電路中隨意的調(diào)用。（3）除了現(xiàn)實(shí)存在的儀器外，Proteus還提供了一個(gè)圖形顯示功能，可以將線路上變化的信號(hào)，以圖形的方式實(shí)時(shí)地顯示出來，其作用與示波器相似，但功能更多。這些虛擬儀器儀表具有理想的參數(shù)指標(biāo)，例如極高的輸入阻抗、極低的輸出阻抗。（4）Proteus可提供的調(diào)試手段Proteus提供了比較豐富的測(cè)試信號(hào)用于電路的測(cè)試。這些測(cè)試信號(hào)包括模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。電路功能仿真在proteus繪制好原理圖后，調(diào)入已編譯好的目標(biāo)代碼文件:*.HEX，可以在proteus的原理圖中看到模擬的實(shí)物運(yùn)行狀態(tài)和過程。proteus不僅可將許多單片機(jī)實(shí)例功能形象化，也可將許多單片

30、機(jī)實(shí)例運(yùn)行過程形象化。前者可在相當(dāng)程度上得到實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)的效果，后者則是實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)難以達(dá)到的效果。它的元器件、連接線路等卻和傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)硬件高度對(duì)應(yīng)。這在相當(dāng)程度上替代了傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的功能，例：元器件選擇、電路連接、電路檢測(cè)、電路修改、軟件調(diào)試、運(yùn)行結(jié)果等。課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生走向就業(yè)的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。由于proteus提供了實(shí)驗(yàn)室無法相比的大量的元器件庫(kù)，提供了修改電路設(shè)計(jì)的靈活性、提供了實(shí)驗(yàn)室在數(shù)量、質(zhì)量上難以相比的虛擬儀器、儀表，因而也提供了培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐精神、創(chuàng)造精神的平臺(tái)。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與流程圖該智能電子鎖系統(tǒng)采用C語(yǔ)言進(jìn)行程編程，系統(tǒng)程序主要包括主程序、鍵盤掃描子程序、

31、密碼比較子程序、聲報(bào)警程序和延時(shí)子程序等。源程序見附錄二。主程序模塊主程序主要完成初始化、初始密碼設(shè)定、檢查有無鍵按下、密碼比較以及調(diào)用顯示等等。主程序流程圖如下：有鍵按下?YN全部按完?YYNNY密碼正確?3次?超時(shí)?N開門調(diào)用顯示初始化啟動(dòng)定時(shí)比較密碼鎖定識(shí)別按鍵自動(dòng)清除開始圖4-1-1鍵盤掃描及識(shí)別子程序設(shè)計(jì)對(duì)鍵盤的掃描采用調(diào)用方式，放在主程序中，當(dāng)沒有鍵按下的時(shí)候，單片機(jī)循環(huán)主程序，一旦有鍵按下，便轉(zhuǎn)向相應(yīng)的子程序處理，處理完再返回主程序。密碼比較子程序設(shè)計(jì)程序?qū)⑤斎氲拿艽a與設(shè)定的原始密碼進(jìn)行比較，如果一致，則顯示open提示開鎖，如果不一致，則由數(shù)碼管顯示器顯示Err并發(fā)出報(bào)警，用戶

32、需重新輸入密碼。錯(cuò)誤次數(shù)多于三次則鍵盤鎖定。延時(shí)子程序設(shè)計(jì)由于系統(tǒng)在開鎖、報(bào)警及鎖定狀態(tài)需要不同的時(shí)間間隔，所以系統(tǒng)內(nèi)設(shè)定了不同的延時(shí)子程序。延時(shí)完成后再返回主程序。測(cè)試結(jié)果程序調(diào)試用到的軟件及介紹程序使用Keil軟件進(jìn)行編譯。Keil是美國(guó)KeilSoftware公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開發(fā)系統(tǒng)，Keil軟件提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)測(cè)試工具，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個(gè)開發(fā)流程。軟件調(diào)試本設(shè)計(jì)的程序是用C語(yǔ)言編寫的，用Keil編譯軟件進(jìn)行編譯。將源文件：基于單片機(jī)的智能電子鎖的設(shè)計(jì)進(jìn)行編譯，如果編譯有錯(cuò)誤，根據(jù)提示進(jìn)行修改，直至編譯完全通過，編譯通過，

33、沒有錯(cuò)誤，產(chǎn)生如下文件：基于單片機(jī)的電子密碼鎖的設(shè)計(jì).uv2、基于單片機(jī)的智能電子鎖的設(shè)計(jì).lnp、基于單片機(jī)的智能電子鎖的設(shè)計(jì).hex。其中，基于單片機(jī)的智能電子鎖的設(shè)計(jì).hex就是要產(chǎn)生的文件。用proteus仿真將文件基于單片機(jī)的智能電子鎖的設(shè)計(jì)hex加載到AT89C51中進(jìn)行功能調(diào)試。在proteusISIS中，選中AT89C51并單擊鼠標(biāo)左鍵對(duì)AT89C51進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置時(shí)鐘頻率為12MHZ，并按正確路徑加載基于單片機(jī)的智能電子鎖的設(shè)計(jì)hex文件。對(duì)單片機(jī)設(shè)置完畢后，就可以進(jìn)行仿真了。仿真過程中，若有軟件問題，可在Keil中直接修改，通過proteus和keil的結(jié)合可以得到滿意的結(jié)

34、果。首先進(jìn)入調(diào)試頁(yè)面，根據(jù)液晶提示：Inputcipher輸入6位密碼，界面如下圖:XTAL1PDnH.DDPCI.1i.hi1PDih.DZXTAL2pn3.hi3PO.AD*PDADSPD.&H.DhF.3TPn.T/ADTPZDhSPZ.IihAP22JMUPE：EMpmALEPZ.h.12EAPZAOPZ.&H.UPZ.TihJSpinnrP3IVRXDPl.liTTE：P3.1iTXDP12P321-INTOP13P33INT1P1.+P1SPl.TDP3STP1.6PlJSftAJRP1.TP3.T/RD圖5-3-1若密碼正確則顯示open提示開鎖，對(duì)應(yīng)開鎖燈D1亮。界面如下:XT

35、AL1Pn*AD口PCI.1l.Hl1PD2iADZXTALZpnaH.EGPPCJSfi.USpn.aH.DSP.E：Tp.T/ADTpzo-heP2.1i.hBpzih.idPSEMpzjh.hALEPZ.h.12EAPZSih.HPZjffAUPZ.TihJSpinnrP3IVRXDP1.1fTZBP3.1fTXDP1P32iIMTnP13P33INT1P15P3fiT1P1.6puawRP1.7P3.7/RDP3.7iP.i圖5-3-2若密碼錯(cuò)誤，蜂鳴器發(fā)出報(bào)警提示，并在數(shù)碼管顯示器上顯示Error,此時(shí)需重新輸入密碼。界面如下：P口Dh.D口PD.1/AD1PD2iADZPDaH.E

36、QP.4/AD*PDADSPDja*AD6Pn.7/AD7P2.1/A9P22/MUPZ3TA11PZ.4/A1ZPZSA13PZAAUPZ.T/A15P3IVRXDP3.1fTXDPZ33IHTDP3aIMT1P3.TT圖5-3-3錯(cuò)誤次數(shù)超過三次，鍵盤鎖定，D2燈亮。界面如下:P口Dh.D口PD.1/AD1PD2iADZPDaH.EQP.4/AD*PDADSPDja*AD6Pn.7/AD7PZ2/MUP23A11PZ.4/A1ZP25A13PZAAUPZ.T/AISP3IVRXDP3.1fTXDPZ33IHTDP3aIMT1P3.TT圖5-3-4結(jié)束語(yǔ)在安全技術(shù)防范領(lǐng)域，具有防盜報(bào)警功能的

37、電子密碼鎖代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械鎖，克服了機(jī)械式鎖安全性能差的缺點(diǎn)，使密碼鎖無論在技術(shù)還是性能上都大大的提高了一止步。系統(tǒng)充分利用了51單片機(jī)系統(tǒng)，主要通過軟件程序來控制硬件電路實(shí)現(xiàn)一些基本的電子密碼鎖的功能，具有軟硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，易于開發(fā)，成本較低，安全可靠，操作方便等特點(diǎn)，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性和安全性，可應(yīng)用于住宅、辦公室的保險(xiǎn)箱及檔案柜等需要防盜的場(chǎng)所，有較強(qiáng)的實(shí)用性。在金融、保險(xiǎn)、軍事重地及其它安全防范領(lǐng)域具有廣泛的前景。畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決實(shí)際問題，鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)，是對(duì)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力的具體訓(xùn)練和考察過程。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(jì)

38、算機(jī)應(yīng)用中空前活躍的領(lǐng)域，在生活中可以說是無處不在。因此作為一名大學(xué)生來說掌握單片機(jī)的開發(fā)技術(shù)是十分重要的。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，無論從選題到定稿，從理論到實(shí)踐都使我學(xué)到了很多東西，它不僅可以鞏固以前所學(xué)的知識(shí)，而且學(xué)到了許多書本上沒有的知識(shí)。同時(shí)也明白了理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要性。致謝彈指一揮間，我已經(jīng)在鄭州大學(xué)西亞斯國(guó)際學(xué)院度過了一生中最為寶貴且難忘的四年時(shí)間。在這四年里，有老師的幫助，同學(xué)的關(guān)心，父母姐妹的鼓勵(lì)，是他們的理解和支持讓我最終能完成我的本科學(xué)位，讓我更有信心邁向未來。通過四年大學(xué)生活的學(xué)習(xí)，我變得更加獨(dú)立與自信。在論文的構(gòu)思和寫作過程中，王霞老師給予了悉心的指導(dǎo)，尤其在我遇到困難時(shí)

39、，王老師更是在精神上給了我極大的鼓勵(lì)和支持。王老師嚴(yán)謹(jǐn)耐心的指導(dǎo)讓我終身難忘，在此向老師表示誠(chéng)摯的敬意和由衷的感謝。老師嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度、高度的敬業(yè)精神、兢兢業(yè)業(yè)的工作作風(fēng)，將是伴隨我人生旅程的一筆無價(jià)的財(cái)富。四年來，我得到了鄭州大學(xué)西亞斯國(guó)際學(xué)院眾多領(lǐng)導(dǎo)和任課老師的多方指導(dǎo)和幫助，在此深表謝意。同時(shí)非常感謝2007級(jí)通信工程1班的所有同學(xué)，感謝大家在學(xué)習(xí)和生活上對(duì)我的幫助，并且對(duì)我這篇論文的完成給予了無私的支持與幫助。最后由衷地感謝所有在我人生道路上給予我無私幫助和支持的老師、同學(xué)、親屬及朋友，祝你們心想事成!參考文獻(xiàn)葉啟明單片機(jī)制作的新型安全密碼鎖J.家庭電子，2000,（6）：24-2

40、7.郭海英基于單片機(jī)的電子安全密碼鎖的設(shè)計(jì)J.現(xiàn)代電子技術(shù)，2005,（3）：57-58.李明喜新型電子密碼鎖的設(shè)計(jì)J.機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2004，（8）：77-79.周荷琴，吳秀清微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù).合肥：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社,2004.12，339-342.瞿貴榮實(shí)用電子密碼鎖J.家庭電子，2000，（3）：77-82.董繼成一種新型安全的單片機(jī)密碼鎖J.電子技術(shù)，2005，（3）：55-60.肖洪兵跟我學(xué)用單片機(jī)M.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2002，66-77.代啟化基于proteus的電路設(shè)計(jì)與仿真J.自動(dòng)化技術(shù)，2006,（19）：82-84.RichardPark.

41、ElectronicPassword-lockDesignDB/OL.P,2006EDLOGUE.MCUbullishongrowthJTheDailyTelegraph,2007:63-72 附錄附錄源代碼程序（主要）/*名稱：矩陣鍵盤模擬密碼鎖編寫：羅勇闖日期：2012-4-16內(nèi)容：模擬密碼鎖，密碼固化到ROM不能通過按鍵輸入更改，需在程序中更改*/#include/包含頭文件，一般情況不需要改動(dòng)，頭文件包含特殊功能寄存器的定義#defineDataPortP0/定義數(shù)據(jù)端口程序中遇到DataPort則用P0替換#defineKeyPortP1sbitLATCH1二P2Y;/定義鎖存使能

42、端口段鎖存sbitLATCH2二P2八3;/位鎖存Unsignedcharcodedofly_DuanMa=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f,0 x77,0 x7c,0 x39,0 x5e,0 x79,0 x71;/顯示段碼值0FUnsignedcharcodedofly_WeiMa=0 xfe,0 xfd,0 xfb,0 xf7,0 xef,0 xdf,0 xbf,0 x7f;/分別對(duì)應(yīng)相應(yīng)的數(shù)碼管點(diǎn)亮,即位碼unsignedcharTempData8;/存儲(chǔ)顯示值的全局變量unsignedcharcode

43、password8=1,2,3,4,5,6,7,8;/可以更改此密碼做多組測(cè)試voidDelayUs2x(unsignedchart);/us級(jí)延時(shí)函數(shù)聲明voidDelayMs(unsignedchart);/ms級(jí)延時(shí)voidDisplay(unsignedcharFirstBit,unsignedcharNum);/數(shù)碼管顯示函數(shù)unsignedcharKeyScan(void);/鍵盤掃扌苗unsignedcharKeyPro(void);voidlnit_TimerO(void);/定時(shí)器初始化/*主函數(shù)*/voidmain(void)unsignedcharnum,i,j;unsi

44、gnedchartemp8;bitFlag;lnit_Timer0();while(1)/主循環(huán)num=KeyPro();if(num!=0 xff)if(i=0)for(j=0;j8;j+)/清屏TempDataj=0;if(i8)tempi=dofly_DuanManum;/把按鍵值輸入到臨時(shí)數(shù)組中for(j=0;j=i;j+)/通過一定順序把臨時(shí)數(shù)組中/的值賦值到顯示緩沖區(qū)，從右往左輸入TempData7-i+j=tempj;i+;/輸入數(shù)值累加if(i=9)/正常等于8即可，由于我們需要空一個(gè)用于清屏，/清屏?xí)r的按鍵不做輸入值i=0;Flag=1;/先把比較位置1for(j=0;j8;

45、j+)/循環(huán)比較8個(gè)數(shù)值，/如果有一個(gè)不等則最終Flag值為0Flag=Flag&(tempj=dofly_DuanMapasswordj);/比較輸入值和已有密碼for(j=0;j8;j+)/清屏TempDataj=0;if(Flag)/如果比較全部相同，標(biāo)志位置1TempData0=0 x3f;/oTempData1=0 x73;/pTempData2=0 x79;/ETempData3=0 x54;/n/說明密碼正確，輸入對(duì)應(yīng)操作顯示open elseTempData0=0 x79;/ETempData1=0 x50;/rTempData2=0 x50;/r/否則顯示Err/*uS延時(shí)函數(shù)，含有輸入?yún)?shù)unsignedchart，無返回值unsignedchar是定義無符號(hào)字符變量，其值的范圍是0255這里使用晶振12M,精確延時(shí)請(qǐng)使用匯編，大致延時(shí)長(zhǎng)度如下T=tx2+5uS*/voidDelayUs2x(unsignedchart)while(-t);/*mS延時(shí)函數(shù)，含有輸入?yún)?shù)unsignedchart,無返回值unsignedchar是定義無符號(hào)字符變量,其值的范圍是0255這里使用晶振12M，精確延時(shí)請(qǐng)使用匯編*/voidDelayMs(unsignedchart)while(t-)/大致延時(shí)1