密碼鎖設(shè)計(jì)論文

千里之行，始于足下。第2頁(yè)/共2頁(yè)精品文檔推薦密碼鎖設(shè)計(jì)論文湄洲灣職業(yè)技術(shù)學(xué)院

密碼鎖設(shè)計(jì)論文

系不：自動(dòng)化工程系年級(jí)：10級(jí)專業(yè)：電氣自動(dòng)化技術(shù)

姓名：小鋒學(xué)號(hào)：1001020252導(dǎo)師姓名：李清生職稱：教授

20XX年5月29日

名目

1.前言-1-

2.系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)要求-3-

3.系統(tǒng)設(shè)計(jì)-4-3.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)總框圖.(4)

3.2各模塊原理講明(4)

3.3系統(tǒng)總原理圖講明(4)

3.4系統(tǒng)印刷電路板制作圖(9)

3.5系統(tǒng)的操作講明(10)

3.6系統(tǒng)操作注意事項(xiàng)(10)

參考文獻(xiàn)-11-致謝語(yǔ)-12-附錄-13-附錄1.電路總原理圖..(13)

附錄2.電路板制作圖(14)

附錄3.電路元件清單(15)

附錄4.源程系(15)

1.前言

隨著電子技術(shù)的進(jìn)展，電子鎖的設(shè)計(jì)也在別斷的進(jìn)展。目前，市場(chǎng)上浮現(xiàn)的電子鎖有鍵盤(pán)式電子密碼鎖、遙控式電子防盜鎖、卡式電子防盜鎖、生物特征防盜鎖等。

從目前的技術(shù)水平和市場(chǎng)認(rèn)可程度看，使用最為廣泛的是鍵盤(pán)式電子密碼鎖，該產(chǎn)品要緊應(yīng)用于保險(xiǎn)箱、保險(xiǎn)柜和金庫(kù)，還有一部分應(yīng)用于保管箱和運(yùn)鈔車。鍵盤(pán)式電子密碼鎖在鍵盤(pán)上輸入，操作簡(jiǎn)單，因而易于掌握，其突出優(yōu)點(diǎn)是“密碼”是存儲(chǔ)在被授權(quán)人腦子里的數(shù)字和字符，既準(zhǔn)確又可靠，不可能丟失，難以被竊。然而密碼別能太簡(jiǎn)單，太簡(jiǎn)單了就容易被他人在鍵盤(pán)上試探出來(lái)，或者也許被旁觀者窺測(cè)出來(lái)，造成保密性別腳。固然，密碼又別能太復(fù)雜，太復(fù)雜了也許自個(gè)兒都糊涂了，或者輸入密碼操作成功率低，造成使用別便。

遙控式電子防盜鎖要緊有光遙控和無(wú)線電遙控兩類。光遙控又分為紅外線遙控和可見(jiàn)光遙控，光遙控利用窄角度的光傳輸密碼，優(yōu)點(diǎn)是傳輸信息量能夠非常大、速度極快、人眼識(shí)不別出來(lái)，又無(wú)法在光路徑上以儀器捕獲信號(hào)試圖復(fù)制，所以保密性極高。無(wú)線電遙控的優(yōu)點(diǎn)也是傳輸信息量能夠非常大、速度快、人眼識(shí)不別出來(lái)，但發(fā)射的信號(hào)彌散空間，容易被儀器捕獲，所以適合采納變化的密碼，如所謂的“跳碼”、“滾碼”(均是隨機(jī)變化而無(wú)明顯規(guī)律)，如此即使捕獲了當(dāng)時(shí)的信號(hào)也無(wú)利用、復(fù)制的價(jià)值。使用遙控式電子防盜鎖，需要認(rèn)真保管遙控器(即鑰匙)，而且對(duì)某些應(yīng)用而言，這種鑰匙大了一點(diǎn)，也許還要使用特定的電池。

當(dāng)前最為活躍的產(chǎn)品則是使用各種“卡”作為鑰匙的電子防盜鎖，不管卡的種類怎么多種多樣，按照輸入卡的操作方式，都可分為接觸式卡和非接觸式卡兩大類。值得注意的是，由于某些行業(yè)的安全要求較高，通常別得使用可靠性差、易被仿制的磁卡。目前接觸式卡的技術(shù)成熟、價(jià)格較低，應(yīng)用也較為廣泛；非接觸式卡使用隱蔽、方便，大有后來(lái)居上之勢(shì)。儲(chǔ)存信息量大是卡的優(yōu)勢(shì)，它別僅作為鑰匙，還可載入多項(xiàng)個(gè)人信息，特殊適合金融業(yè)注重“驗(yàn)明正身”的行業(yè)特點(diǎn)，而且一卡多用(如入門、開(kāi)鎖、存儲(chǔ)、付費(fèi)等)帶來(lái)持卡人的便利。使用這類電子防盜鎖，需要認(rèn)真保管卡(即鑰匙)，尤其丟失了必須盡快取消該卡的授權(quán)。

利用生物特征做密碼的電子防盜鎖，由于人的某些與生俱來(lái)的個(gè)性特征(如手、雙眼、聲音的特征)幾乎別可重復(fù)，可作為唯一的“鑰匙”同時(shí)能夠“隨身攜帶”別怕丟失，所以受到人們的普遍歡迎?，F(xiàn)今，生物特征技術(shù)進(jìn)展迅速，除了價(jià)格因素和尺寸體積因素對(duì)普及尚有所限制外，生物特征電子防盜鎖

在金融業(yè)的前景被人們普遍看好。只是，在要求保密性極高的事情下，還別宜單獨(dú)使用生物特征電子防盜鎖，最好是組合其他電子信息作為密碼。由于數(shù)字、字符、圖形圖像、人體生物特征和時(shí)刻等要素均可成為鑰匙的電子信息，組合使用這些信息可以使電子防盜鎖獲得高度的保密性，如防范森嚴(yán)的金庫(kù)，需要使用復(fù)合信息密碼的電子防盜鎖，如此對(duì)盜賊而言是望塵莫及的。組合使用信息也可以使電子防盜鎖獲得無(wú)窮擴(kuò)展的也許，使產(chǎn)品多樣化，對(duì)用戶而言是千挑百選、自得其所。

2.系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)要求

系統(tǒng)設(shè)計(jì)的參數(shù)要求：

（1）鍵盤(pán)掃描，檢測(cè)用戶輸入的密碼是否與存儲(chǔ)的密碼一樣，如果一樣的話則驅(qū)動(dòng)繼電器把門打開(kāi)，別一樣則在液晶屏幕上顯示錯(cuò)誤。

（2）用戶成功輸入密碼之后能夠修改密碼，密碼能夠存儲(chǔ)在AT24C02上面，掉電保存。

（3）用戶成功輸入密碼之后能夠設(shè)置最多允許輸入密碼的錯(cuò)誤次數(shù)，那個(gè)次數(shù)掉電能保存。

3.系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)總框圖

3.1.1本系統(tǒng)以STC89C52單片機(jī)為操縱核心，對(duì)系統(tǒng)舉行初始化，要緊完成對(duì)鍵盤(pán)的響應(yīng)、液晶顯示等功能的操縱，起到總控和協(xié)調(diào)各模塊之間工作的作用。

主控模塊STC89C52液晶顯示模塊LCD1602

矩陣鍵盤(pán)模塊

繼電器模塊

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊

圖2-1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2-1所示，本設(shè)計(jì)可分為以下模塊：?jiǎn)纹瑱C(jī)主控模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、液晶顯示模塊、矩陣鍵盤(pán)模塊。下面對(duì)各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)方案逐一舉行論證分析3.2各模塊原理講明

3.2.1主控模塊

STC89C52單片機(jī)最初是由Intel公司開(kāi)辟設(shè)計(jì)的，但后來(lái)Intel公司把51核的設(shè)計(jì)方案賣給了幾家大的電子設(shè)計(jì)生產(chǎn)商，譬如SST、Philip、Atmel等大公司。如是市面上浮現(xiàn)了各式各樣的但均以51為內(nèi)核的單片機(jī)，倒是Intel公司自個(gè)兒的單片機(jī)卻顯得遜XXX了。這些各大電子生產(chǎn)商推出的單片機(jī)都兼容51指令、并在51的基礎(chǔ)上擴(kuò)展一些功能而內(nèi)部結(jié)構(gòu)是與51一致的。

STC89C52有40個(gè)引足，4個(gè)8位并行I/O口，1個(gè)全雙工異步串行口，并且內(nèi)含5

個(gè)中斷源，2個(gè)優(yōu)先級(jí)，2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器。STC89C52的存儲(chǔ)器系統(tǒng)由4K的程序存儲(chǔ)器(掩膜ROM)，和128B的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)組成。

STC89C52單片機(jī)的基本組成框圖見(jiàn)圖2-2。

時(shí)鐘電路ROM/EPROM/Flash4KB

RAM128B

SFR21個(gè)

定時(shí)個(gè)/計(jì)數(shù)器2

CPU

總線操縱中斷系統(tǒng)

5個(gè)中斷源

2個(gè)優(yōu)先級(jí)

串行口

全雙工1個(gè)

4個(gè)并行口

XTAL2XTAL1

RSTEA

ALE

PSEN

P0P1P2P3

VssVcc

圖2-2STC89C52單片機(jī)結(jié)

3.2.2液晶原理介紹和模塊簡(jiǎn)介

顯示器是人與機(jī)器溝通的重要界面，早期以顯像管(CRT/CathodeRayTube)顯示器為主，但隨著科技別斷進(jìn)步，各種顯示技術(shù)如雨后春筍般誕生，近來(lái)由于液晶(LCD)顯示器具有輕薄短小、耗電量低、無(wú)輻射驚險(xiǎn)，平面直角顯示以及影像穩(wěn)定別閃耀等優(yōu)勢(shì)，在

近年來(lái)價(jià)格別斷下跌的吸引下，逐漸取代CRT之主流地位，顯示器明日之星架勢(shì)十腳。

液晶是一種既具有液體的流淌性又具有光學(xué)特性的有機(jī)化合物，它的透明程度和呈現(xiàn)的顏群受外加電場(chǎng)的妨礙，利用這特點(diǎn)便可做成字符顯示器。

液晶顯示器(LCD)英文全稱為L(zhǎng)iquidCrystalDisplay，它一種是采納了液晶操縱透光度技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)XXX彩的顯示器。和CRT顯示器相比，LCD的優(yōu)點(diǎn)是非常明顯的。由于經(jīng)過(guò)操縱是否透光來(lái)操縱亮和暗，當(dāng)群彩別變時(shí)，液晶也保持別變，如此就無(wú)須思考刷新率的咨詢題。

顯示接口用來(lái)顯示系統(tǒng)的狀態(tài)，命令或采集的電壓數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)顯示部分用的是LCD液晶模塊，采納一具16×1的字符型液晶顯示模塊。

點(diǎn)陣圖形式液晶由M行×N列個(gè)顯示單元組成，假設(shè)LCD顯示屏有64行，每行有128列，每8列對(duì)應(yīng)1個(gè)字節(jié)的8個(gè)位，即每行由16字節(jié)，共16×8=128個(gè)點(diǎn)組成，屏上64×16個(gè)顯示單元和顯示RAM區(qū)1024個(gè)字節(jié)相對(duì)應(yīng)，每一字節(jié)的內(nèi)容和屏上相應(yīng)位置的亮暗對(duì)應(yīng)。一具字符由6×8或8×8點(diǎn)陣組成，即要找到和屏上某幾個(gè)位置對(duì)應(yīng)的顯示RAM區(qū)的8個(gè)字節(jié)，同時(shí)要使每個(gè)字節(jié)的別同的位為‘1’，其它的為‘0’，為‘1’的點(diǎn)亮，為‘0’的點(diǎn)暗，如此一來(lái)就組成某個(gè)字符。但關(guān)于內(nèi)帶字符發(fā)生器的操縱器來(lái)講，顯示字符就比較簡(jiǎn)單了，可讓操縱器工作在文本方式，依照在LCD上開(kāi)始顯示的行列號(hào)及每行的列數(shù)找出顯示RAM對(duì)應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，在此送上該字符對(duì)應(yīng)的代碼即可.

LCD1602液晶模塊采納HD44780操縱器，hd44780具有簡(jiǎn)單而功能較強(qiáng)的指令集，能夠?qū)崿F(xiàn)字符挪移，閃耀等功能，LM016L與單片機(jī)MCU通訊可采納8位或4位并行傳輸兩種方式，hd44780操縱器由兩個(gè)8位寄存器，指令寄存器（IR）和數(shù)據(jù)寄存器（DR）忙

標(biāo)志（BF），顯示數(shù)RAM（DDRAM），字符發(fā)生器ROMA（CGOROM）字符發(fā)生器RAM（CGRAM），地址計(jì)數(shù)器RAM(AC)。IR用于寄存指令碼，只能寫(xiě)入別能讀出，DR用于寄存數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)由內(nèi)部操作自動(dòng)寫(xiě)入DDRAM和CGRAM,或者暫存從DDRAM和CGRAM讀出的數(shù)據(jù)，BF為1時(shí)，液晶模塊處于內(nèi)部模式，別響應(yīng)外部操作指令和同意數(shù)據(jù)，DDTAM用來(lái)存儲(chǔ)顯示的字符，能存儲(chǔ)80個(gè)字符碼，CGROM由8位字符碼生成5*7點(diǎn)陣字符160中和5*10點(diǎn)陣字符32種.8位字符編碼和字符的對(duì)應(yīng)關(guān)系，能夠查看參考文獻(xiàn)（30）中的表4.CGRAM是為用戶編寫(xiě)特別字符留用的，它的容量?jī)H64字節(jié)，能夠自定義8個(gè)5*7點(diǎn)陣字符或者4個(gè)5*10點(diǎn)陣字符，AC能夠存儲(chǔ)DDRAM和CGRAM的地址，假如地址碼隨指令寫(xiě)入IR,則IR自動(dòng)把地址碼裝入AC，并且挑選DDRAM或CGRAM但愿，LCD1602液晶模塊的引足圖如圖2-5所示。

圖2-4LCD1601引足圖

LCD1602引足介紹：

Vss（1足）：普通接地。

Vdd（2足）：接電源。

Vee（3足）：液晶顯示器對(duì)照度調(diào)整端，接電源時(shí)對(duì)照度最弱，接地時(shí)對(duì)照度最高（對(duì)照度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)能夠經(jīng)過(guò)一具10K的電位器調(diào)整對(duì)照度）。

RS（4足）：RS為寄存器挑選，高電平1時(shí)挑選數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時(shí)挑選指令寄存器。

R/W（5足）：R/W為讀寫(xiě)信號(hào)線，高電平(1)時(shí)舉行讀操作，低電平(0)時(shí)舉行寫(xiě)操作。

E（6足）：E(或EN)端為使能(enable)端，下落沿使能。

DB0（7足）：底4位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線0位（最低位）。

DB1（8足）：底4位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線1位。

DB2（9足）：底4位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線2位。

DB3（10足）：底4位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線3位。

DB4（11足）：高4位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線4位。

DB5（12足）：高4位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線5位。

DB6（13足）：高4位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線6位。

DB7（14足）：高4位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線7位（最高位）（也是busyflang）。

寄存器挑選操縱如表2-1。

表2-1寄存器挑選操縱

RSR/W操作講明

00寫(xiě)入指令寄存器（清除屏等）

01讀busyflag（DB7），以及讀取位址計(jì)數(shù)器（DB0~DB6）值

10寫(xiě)入數(shù)據(jù)寄存器（顯示各字型等）

11從數(shù)據(jù)寄存器讀取數(shù)據(jù)

3.2.3矩陣鍵盤(pán)模塊設(shè)計(jì)

圖2-6矩陣鍵盤(pán)模塊電路圖

硬件電路設(shè)計(jì)圖如上圖所示。把單片機(jī)的P2.0－P2.7端口經(jīng)過(guò)8聯(lián)撥動(dòng)撥碼開(kāi)關(guān)連接到“4*4行列式鍵盤(pán)”，其中P2.0-P2.3作為列線，P2.4-P2.7作為行線，系統(tǒng)首先經(jīng)過(guò)CPU對(duì)全部鍵盤(pán)舉行掃描，即把第一根行線置為“0”狀態(tài)，其余行線置于“1”狀態(tài)，讀入輸入緩沖器的狀態(tài)，若其狀態(tài)全為“1”表明該行無(wú)鍵按下，再將第二根行線置為“0”狀態(tài)，同樣讀入輸入緩沖器的狀態(tài)，如其狀態(tài)也全為“1”，則置第一根行線置為“0”狀態(tài)，以此類推。如讀入輸入緩沖器的狀態(tài)別全為“1”，確定哪一根列線為“0”狀態(tài)，當(dāng)某個(gè)鍵的行線和列線都為“0”狀態(tài)時(shí)，表明該鍵按下。

矩陣式鍵盤(pán)模式以N個(gè)端口連接操縱N*N個(gè)按鍵，實(shí)時(shí)在LED數(shù)碼管上顯示按鍵信息。顯示按鍵信息，省下了非常多的I/O端口為他用，相反，獨(dú)立式按鍵雖編程簡(jiǎn)單，但占用I/O口資源較多，別適合在按鍵較多的場(chǎng)合應(yīng)用。同時(shí)在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常要用到輸入數(shù)字、字母、符號(hào)等操作功能，如電子密碼鎖、電話機(jī)鍵盤(pán)、計(jì)算器按鍵等，至少都需要12到16個(gè)按鍵。矩陣式鍵盤(pán)簡(jiǎn)介：矩陣式鍵盤(pán)又稱行列鍵盤(pán)，它是用N條I/O線作為行線，N條I/O線作為列線組成的鍵盤(pán)。在行線和列線的每個(gè)交叉點(diǎn)上設(shè)置一具按鍵。如此鍵盤(pán)上按鍵的個(gè)數(shù)就為N*N個(gè)。這種行列式鍵盤(pán)結(jié)構(gòu)能有效地提高單片機(jī)系統(tǒng)中I/O口的利用率。

最常見(jiàn)的鍵盤(pán)布局如圖1所示。普通由16個(gè)按鍵組成，在單片機(jī)中正好能夠用一具P口實(shí)現(xiàn)16個(gè)按鍵功能，這也是在單片機(jī)系統(tǒng)中最常用的形式，本設(shè)計(jì)就采納那個(gè)鍵盤(pán)模式。

圖2-7鍵盤(pán)布局

矩陣式鍵盤(pán)提高效率舉行按鍵操作治理有效辦法，它能夠提高系統(tǒng)準(zhǔn)確性，有利于資源的節(jié)省，落低對(duì)操作者本身素養(yǎng)的要求。

3.2.4繼電器模塊設(shè)計(jì)

電磁繼電器是有觸點(diǎn)電繼電器的一種。它是利用電磁效應(yīng)實(shí)現(xiàn)電路開(kāi)、關(guān)操縱作用的元件，廣泛應(yīng)用在電子設(shè)備、儀器儀表及自動(dòng)化設(shè)備中。在各種自動(dòng)操縱設(shè)備中，都要求用一具低壓電路提操縱一具高壓的電氣電路。如此別僅能夠?yàn)殡娮泳€路和電氣電路提供良好的電隔離，還能夠愛(ài)護(hù)電子電路和人員安全。

本設(shè)計(jì)用一具LED的亮滅模擬密碼鎖的開(kāi)關(guān)。

圖2-8繼電器模塊電路圖

3.2.5數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊設(shè)計(jì)

3.2.5.1AT24C02功能描述管足定義

AT24C02是一具2K位串行CMOSE2PROM，內(nèi)部含有256個(gè)8位字節(jié)，CATALYST公司的先進(jìn)CMOS技術(shù)實(shí)質(zhì)上減少了器件的功耗。AT24C02有一具16字節(jié)頁(yè)寫(xiě)緩沖器。該器件經(jīng)過(guò)IC總線接口舉行操作，有一具特意的寫(xiě)愛(ài)護(hù)功能。AT24C02支持IC，總線數(shù)據(jù)傳送協(xié)議IC，總線協(xié)議規(guī)定任何將

數(shù)據(jù)傳送到總線的器件作為發(fā)送器。任何從總線接收數(shù)據(jù)的器件為接收器。數(shù)據(jù)傳送是由產(chǎn)生串行時(shí)鐘和所有起始停止信號(hào)的主器件操縱的。主器件和從器件都能夠作為發(fā)送器或接收器，但由主器件操縱傳送數(shù)據(jù)（發(fā)送或接收）的模式，經(jīng)過(guò)器件地址輸入端A0、A1和A2能夠?qū)崿F(xiàn)將最多8個(gè)AT24C02器件連接到總線上。