电子密码锁的设计
单片机原理及接口技术课程设计报告课题名称课题22电子密码锁的设计学院自动控制与机械工程学院专业机械设计制造及其自动化班级2009级机制3班姓名学号时 间2011年1月9日电子密码锁的设计报告摘要围绕电子密码锁系统的设计与开发工作进行研究和实践,详细介绍了电子密码锁系统的整体结构、 硬件设计、 软件设计， 系统方案以及其的开发和具体实现。介绍一种基于在系统可编程技术和 AT89C51 编译器配有集成开发的新型电子密码锁的设计方法，阐述了其工作原理和软硬件设计。在硬件上，用 KEIL 公司的C51 大规模集成芯片对其外围电路进行集成，用 1 片 8051 实现了几十片分离元件才能实现的功能， 几乎将整个系统下载于同一芯片中， 实现了所谓的片上系统，从而大大简化了系统结构， 增强了系统的可靠性和性价比。 该密码锁特别适用于宾馆、办公大楼、公寓等场所。关键词 密码锁；单片机；硬件设计；软件设计ABSTRACTAround the electronic code lock system design and development of the study and practice, details the electroniccode lock system overall, hardware design, software design, system solutions as well as the development and implementation. Introduction of a newtechnology based on in-system programming and C51 compiler equipped with an integrated development of new electronic locks design method, explains how it works and software and hardware design. In the hardware companies with KEIL C51 large-scale integrated circuit chip on its surrounding, to integrate 1 tablet 8051 implementation of scores of tablets separation components to implement functionality, almost the entire system for download on the same chip, implementation of the so-called SOC, thereby greatly simplifiessystem structure, enhances system reliability and high performance/price ratio. The password lock is particularly relevant for hotels, office buildings and apartment, etc.Key words combination lock; single-chip; hardware; software design目录一.内容提要(1)设计任务(2)设计要求二.电子密码锁系统设计(1)设计原理(2)系统设计框图(3)系统protus仿真图三.设计电路元器件的介绍(1) 4*4键盘电路的设计说明(2) 复位电路的设计说明(3) 晶振电路的设计说明(4) LCD1602显示电路的设计说明(5) LED灯和蜂鸣器的设计说明(6) AT24C04掉电存储单元的设计说明(7) 主程序流程图(8) 子程序流程图四 .程序调试(1) KEILV4 调试proteus调试五 .仿真结果六 .参考文献七 .源程序代码一.内容提要(1)设计任务基于MCS-51系列单片机AT89C51设计一个通过按键输入开锁的电子密 码锁。(2)设计要求通过4X4的矩阵键盘输入或设定开锁密码；可以通过LCDS看已输入白字符个数显示为*;使用串行EEROM24C02A#用户设置的密码；使用LED和蜂鸣器指示密码锁的状态；刨以通过特殊的按键方法消除用户密码如同时按下特定的多个键;*其他功能二.电子密码锁系统设计(1) 设计原理本设计主要由单片机、矩阵键盘、液晶显示器等部分组成。其中矩阵键盘用 于输入数字密码和进行各种功能的实现。由用户通过连接单片机的矩阵键盘输入 密码，后经过单片机对用户输入的密码与自己保存的密码进行对比，从而判断密码是否正确，然后控制引脚的高低电平传到开锁电路或者报警电路控制开锁还是报警。(2)系统设计框图(3)系统protus仿真图LCD1LM016LC122pFC2o XRysTatI-U21918XTAL1XTAL222pFRiRST10kC3止1uF29303TPSENALE EAP0.0/AD0P0.1/ADP0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD.3938 37, 36 35.34) 33), 32P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A1CP2.3/A1P2.4/A1P2.5/A1P2.6/A1421, 222372427P11'12开锁P10 1P16 7P17 8上锁<P11 尸 P12f<P13 4<P14 5/P15 6P2.7/A1，28输入新密码保存新密码重新输入-未定义P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7AT89C5110P3.0/RXD40P3.1/TXDEP3.27TNTo 12P3.3/INTP3.4/TP3.5/TP3.6/WFP3.7/RD1112133：17d0did5RESPACK-8d2d3 、d4d6d7RSVCCR2D1LED-YELLOWU1LS1-_6J SCKM _5J SDA A2 JWP 224C04A初始密码:123456U2XTAL1XTAL2RST:.设计电路元器件的介绍(1). 4X4键盘电路的设计说明C3PSEN ALE EAP16输入新密码保存新密码重新输入未定义P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7AT89C51P17由于本设计所用到的按键数量较多而不适合用独立按键式键盘。采用的是矩阵式按键键盘，它由行线和列线组成，也称行列式键盘，按键位于行列的交叉点 上，密码锁的密码由键盘输入完成，与独立式按键键盘相比，要节省很多I/O 口。 本设计中使用的这个4*4键盘不但能完成密码的输入还能作特别功能键使用，比 如清空显示功能等。键盘的每个按键功能在程序设计中设置。(2) .复位电路的设计说明R1 I 10kC31uF单片机复位是使CPU和系统中的其他功能部件都处在一个确定的初始状 态，并从这个状态开始工作，例如复位后 PC= 0000H，使单片机从第一个单元 取指令。无论是在单片机刚开始接上电源时，还是断电后或者发生故障后都要 复位。在复位期间(即RST为高电平期间)，P0 口为高组态，P1P3 口输出高 电平；外部程序存储器读选通信号 PSEN无效。地址锁存信号ALE也为高电平。该电路在最简单的复位电路下增加了手动复位按键，在接通电源瞬间，电容C3上的电压很小，复位下拉电阻上的电压接近电源电压，即 RST为高电平，在 电容充电的过程中RST端电压逐渐下降，当RST端的电压小于某一数值后，CPU 脱离复位状态，由于电容 C3足够大，可以保证RST高电平有效时间大于24个 振荡周期，CPU能够可靠复位。增加手动复位按键是为了避免死机时无法可靠复位。当复位按键按下后电容C3通过R2放电。当电容C3放电结束后，RST端的电位由R2与R1分压比决 定。由于R2<<R1因此RST为高电平，CPU处于复位状态，松手后，电容 C3 充电，RST端电位下降，CPU脱离复位状态。R2的作用在于限制按键按下瞬间 电容C3的放电电流，避免产生火花，以保护按键触电。(3)晶振电路的设计说明C1TI2EZ30pFII X1C2CRYSTALHI'30pFAT89C51引脚XTAL1和XTAL2与晶体振荡器及电容 C2、C1按图所示方式连接。晶振、电容C1/C2及片内与非门(作为反馈、放大元件)构成了电容三点式振荡器，振荡信号频率与晶振频率及电容 C1、C2的容量有关，但主要由 晶振频率决定，范围在033MHz之间，电容C1、C2取值范围在530pF之间c 根据实际情况，本设计中采用12MHz做系统的外部晶振，电容取值为 30pF。(4) LCD1602显示电路LCD1LM016LVour password.ERROR !2TAL1TAL2RSTSEN LEAP0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A142526271.01.11.21.31.41.51.61.789C519VCCRP1RESPACK-8VCC小SWL01234567RWEDDDDDDDD789111340ld l2ldj4ld 6Id0wiw21 RS- 22RW 23E 24 39d0 38 ：d1 37d2二36d3 35d434d5 33d6 32d7P27A1为了鹿高密码锁的密码显示效果能力。本设计的显示部分由液晶显示器P30/RXD10 .LCBD602 1取代普通的数码管来完成。当需要对密码锁进行开锁时，按下键盘上P3.2/INT012啊幅按钝后利用键盘上的数字键0-9输入密码，每按下一个数字键后在显示15潞却示3 “*”，输入多少位就显示多少个“ *
