電子密碼鎖 總結(jié)報告 李超 電氣09

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基于單片機的電子密碼鎖設(shè)計

TheDesignofElectronicPassword-lockwithSCM

學生姓名所在院系所學專業(yè)所在班級學號時間指導教師：劉根鑫、王浩、許錦瑋：電氣與信息工程學院：信息工程：10-4：04101800、04101806、04101810：2023-11-13

第一章課題任務基于51單片機的簡易電子密碼鎖

一、實現(xiàn)功能：

1、設(shè)置6位密碼，密碼通過鍵盤輸入，若密碼正確，則將鎖開啟。

2、密碼可以由用戶自己修改設(shè)定（只支持6位密碼），鎖開啟后才能修改密碼。修改密碼之前必需再次輸入密碼，在輸入新密碼時候需要二次確認，以防止誤操作。

3、報警、鎖定鍵盤功能。密碼輸入錯誤顯示器會出現(xiàn)錯誤提醒，若密碼輸入錯誤次數(shù)超過3次，蜂鳴器報警并且鎖定鍵盤。4、AT24C02保存密碼，支持復位保存，掉電保存功能。

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第2章系統(tǒng)總體方案設(shè)計

方案一：采用數(shù)字電路控制。其原理方框圖如圖2－1所示。

圖2－1數(shù)字密碼鎖電路方案

采用數(shù)字密碼鎖電路的好處就是設(shè)計簡單。用以74LS112雙JK觸發(fā)器構(gòu)成的數(shù)字規(guī)律電路作為密碼鎖的核心控制，共設(shè)了9個用戶輸入鍵，其中只有4個是有效的密碼按鍵，其它的都是干擾按鍵，若按下干擾鍵，鍵盤輸入電路自動清零，原先輸入的密碼無效，需要重新輸入；假使用戶輸入密碼的時間超過40秒（一般狀況下，用戶不會超過40秒，若用戶覺得不便，還可以修改）電路將報警80秒，若電路連續(xù)報警三次，電路將鎖定鍵盤5分鐘，防止他人的非法操作。

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電源是為了防止由于停電造成的密碼鎖電路失效，使用戶免遭麻煩。

密碼鎖電路包含：鍵盤輸入、密碼修改、密碼檢測、開鎖電路、執(zhí)行電路、報警電路、鍵盤輸入次數(shù)鎖定電路。

方案二：采用一種是用以AT89S51為核心的單片機控制方案。利用單片精明活的編程設(shè)計和豐富的IO端口，及其控制的確鑿性，不但能實現(xiàn)基本的密碼鎖功能，還能添加調(diào)電存儲、聲光提醒甚至添加遙控控制功能。其原理如圖2－2所示。

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鍵盤輸入模塊復位電路密碼存儲模塊

圖2－2單片機控制方案

AT89C51顯示模塊報警電路開鎖電路通過比較以上兩種方案，單片機方案有較大的活動空間，不但能實現(xiàn)所要求的功能而且能在很大的程度上擴展功能，而且還可以便利的對系統(tǒng)進行升級，所以我們采用后一種方案。

本方案采用一種是用以89c51為核心的單片機控制方案。利用單片精明活的編程設(shè)計和豐富的I/O端口，及其控制的確鑿性，實現(xiàn)基本的密碼鎖功能。

作用說明：

開鎖：插上電源后，輸入正確密碼，然后按（確認）鍵，此時鎖會打

開，可以看到顯示open，密碼鎖開啟。

1、退出并關(guān)鎖：按下（取消）鍵，此時鎖關(guān)閉，所有輸入清除。2、修改密碼：在開鎖狀態(tài)下，再次輸入正確的密碼并按下（確認）鍵，此時聽到兩聲提醒，輸入新的六位密碼并按（重設(shè)）鍵，再重復輸入一次新密碼并按，會聽到報警并鎖定鍵盤：當輸入密碼錯誤后，報警并鎖定鍵盤3秒，如3秒內(nèi)又有按鍵，3秒再啟動。當重置新密碼時，新密碼會保存于AT24C02存儲器里。

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第3章硬件電路設(shè)計

3.1鍵盤電路設(shè)計

使用矩陣鍵盤，所以本設(shè)計就采用行列式鍵盤，同時也能減少鍵盤與單片機接口時所占用的I/O線的數(shù)目，在按鍵比較多的時候，尋常采用這樣方法。其原理如圖3.1

。

圖3.1矩陣鍵盤

每一條水平（行線）與垂直線（列線）的交織處不相通，而是通過一個按鍵來連通，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N×M個按鍵的鍵盤。

在這種行列式矩陣鍵盤非鍵盤編碼的單片機系統(tǒng)中，鍵盤處理程序首先執(zhí)行等待按鍵并確認有無按鍵按下的程序段。

當確認有按鍵按下后，下一步就要識別哪一個按鍵按下。對鍵的識別尋常有兩種方法：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。

對照圖3.1所示的4×4鍵盤，說明線反轉(zhuǎn)個工作原理。

首先分辯鍵盤中有無鍵按下，有單片機I/O口向鍵盤送全掃描字，然后讀入行線狀態(tài)來判斷。方法是：向行線輸出全掃描字00H，把全部列線置為低電平，然后將列線的電平狀態(tài)讀入

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開鎖程序流程圖如圖5-3所示。

輸入密碼

圖5-3開鎖流程圖

Y返回開鎖成功N輸入密碼正確？報警程序確認程序按開鎖鍵LCD初始化開鎖

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第五章系統(tǒng)調(diào)試

先在proteus中仿真出來結(jié)果，能夠達到預期目標。通過自己的焊接，使得實物的密碼鎖也成功滿足要求。當輸入正確密碼時，液晶顯示屏上顯示open，且綠燈亮。當輸入密碼錯誤時，屏上顯示error，且發(fā)出滴滴滴的報警聲。

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第六章總結(jié)

作為一名電氣專業(yè)的大三學生，我覺得做利用單片機做電子綜合設(shè)計設(shè)計是十分有意義的，而且是十分必要的。在已度過的大學時間里，我們大多數(shù)接觸的是專業(yè)基礎(chǔ)課。我們在課堂上把握的僅僅是專業(yè)課的理論知識，如何去鍛煉我們的實踐能力？如何把我們所學的專業(yè)基礎(chǔ)課理論知識運用到實踐中去呢？我想做類似的電子綜合設(shè)計就為我們提供了良好的實踐平臺。

在做本次課程設(shè)計的過程中，我感想最深的當屬查閱大量的設(shè)計資料了。為了讓自己的設(shè)計更加完善，查閱這方面的設(shè)計資料是十分必要的，同時也是必不可少的。我們是在做電子綜合設(shè)計，但我們不是藝術(shù)家，他們可以拋開實際盡情在空想的世界里飛行，而我們一切都要有據(jù)可依，有理可尋，不切實際的設(shè)想永遠只能是設(shè)想，永遠無法升級為設(shè)計。

其次，在這次課程設(shè)計中，我們運用到了以前所學的專業(yè)課知識，如：protel99制圖、匯編語言、c語言等。雖然過去從未獨立應用過它們，但在學習的過程中帶著問題去學我發(fā)現(xiàn)效率很高，這是我做這次課程設(shè)計的又一收獲。

最終，要做好一個電子綜合設(shè)計，就必需做到：在設(shè)計程序之前，對所用單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有一個系統(tǒng)的了解，知道該單片機內(nèi)有哪些資源；要有一個明了的思路和一個完整的的軟件流程圖；在設(shè)計程序時，不能妄想一次就將整個程序設(shè)計好，反復修改、不斷改進是程序設(shè)計的必經(jīng)之路；要養(yǎng)成解釋程序的好習慣，一個程序的完美與否不僅僅是實現(xiàn)功能，而應當讓人一看就能明白你的思路，這樣也為資料的保存和交流提供了便利；在設(shè)計過程中遇到問題是很正常的，但我們應當將每次遇到的問題記錄下來，并分析明白，以免下次再碰見同樣的問題。在焊接完成了調(diào)試的過程中，也出現(xiàn)了一些問題，一開始，液晶屏不亮，則根據(jù)狀況找出原因是沒有調(diào)理滑動變阻器改變灰度。當屏幕有顯示之后，發(fā)現(xiàn)密碼總是存不進去，則進一步找出是AT24c02連接有問題，經(jīng)過反復的檢查電路，發(fā)現(xiàn)其正極沒有連接，經(jīng)過連接之后，終究實現(xiàn)了理想的功能。在整個電子設(shè)計的過程當中，發(fā)現(xiàn)問題，并解決問題，才是我們急需鍛煉的能力。

另外，這次課程設(shè)計讓我感到了團隊合作的重要性。在團隊中，我們互幫互助，對整個課程設(shè)計來說，這是至關(guān)重要的，缺少每一個人都會對我