毕业设计（论文）基于at89c51单片机的多功能防试探型电子密码锁设计

1、摘要AT89C51单片机是一款八位单片机，它的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评。本文介绍了如何利用AT89C51单片机设计多功能防试探型电子密码锁。本系统采用AT89C51单片机为控制核心，以24LC02存储器、矩阵键盘、LED显示器、报警系统和UPS电源为外围硬件设备。系统能完成开锁、超时报警、超次锁定、管理员解密、修改用户密码的密码锁的功能。整个系统的结构简单，可靠性能强，成本低廉，功能实用。如果需要的话，还可以将矩阵键盘模块改为指纹识别模块, 增强密码锁的安全性。关键词：AT89C51；24LC02；矩阵键盘；LCD显示器；系统电源IAbstractAT89C51 SCM is an eight-bit SCM, its popular with many users of its usability and multi functionality. This text is about how to design an multifunctional Anti-try Password Lock with AT89C51 SCM. This system uses AT8

2、9C51 as the control code and uses 24LC02 ROM、matrix keyboard、LED Display、alarm System 、UPS Electric Source as Peripheral. This system has the function of unlocking、overtime alarm、overnumber lock、 manager decryption、 modifying users password. It has the advantage of simple structure、outstanding reliability、low-cost、utilitarian function. You can change the matrix keyboard with fingerprint identification membrane, enhancing the security of Password Lock.Keywords:AT89C51; 24LC02; Matrix keyboard; LC

3、D display; System electric sourceII目录第1章 引言11.1 概述11.2 理论基础2第2章 系统设计32.1 工作任务及指标32.2 系统原理3本章小结第3章 硬件设计53.1 单片机AT89C51硬件构 5 最小应用系统设计63.3 报警电路83.4 系统电源设计93.5 矩阵键盘103.6 LCD点阵显示器123.7 24LC02存储器及I2C总线 14本章小结第4章 软件设计 18 主程序模块 184.2 调电存储服务程序 184.3 键盘扫描及识别子程序 20 显示子程序 20本章小结 22第5章 系统仿真 2351 软件仿真设计23I52 仿真结果23II第6章 结束语 27致谢28参考文献29附录A 硬件电路图30附录B 程序程序图31II第一章附录C 源程序33第一章 引言随着人们生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一问题也变的尤其的突出，传统的机械锁由于其构造的简单，被撬的事件屡见不鲜，电子锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的青睐。从目前的技术水平和市场认可程度看，使用最为广泛的是键盘式电子密码锁。键盘式电子密码

4、在键盘上输入，与打 差不多，因而易于掌握，其突出优点是“密码”是记在被授权人脑子里的数字和字符，既准确又可靠。但是密码不能太简单，太简单了可能被旁观者窥测出来，造成保密性不足。当然，密码又不能太复杂，太复杂了可能自己都糊涂了，或者输入密码操作成功率低，造成使用不便。因此，键盘式电子密码锁也在不断发展，如“任意设定密码”技术使得管理员可以根据自己的需要或喜好设定密码，常用常新；而“自动更改密码”技术使得本次输入的密码将自动更改成下次应输入的密码，更改的规律不为他人所知，因而不怕旁观者窥测；独出心裁的“键盘乱序显示”技术使得键盘上的固定键位每次显示出的字符不固定，并且显示的窄小角度只能由操作者正面看得到，因而即使旁观者看见操作动作也难以窥测出密码；“多重密码设定”技术使得单组密码不一定有效，适合多人分权使用，需要输入两组以上的密码才被认可，大大提高了保密性，如果限定输入这些密码的先后顺序或时间区段，则保密性还可提高。在输入密码的过程中，为了限制试探密码的企图，通常输入错误码若干次或若干时间内输入不正确，即“封锁”键盘，不再接受输入操作。总之，尽管新式电子防盗锁层出不穷，但键盘式电子密码防盗

5、锁仍然在市场上居于主流地位，而且，还经常作为其他类型电子防盗锁的辅助输入手段。当然，以上所说的性能再高超，都必须由精良的“锁具”担当承载结构部件，实现开启、闭锁的功能，而且承担实体防护作用，抵抗住或尽量延迟破坏行为，让电子防盗锁“软、硬不吃”。一般情况下，锁具防盗的关键是锁身外壳、闭锁的部件的强度（应有足够的机械强度和刚度，能够承受一定数值、一定方向的静压力和冲击力以及力矩）、锁上型式（能承受某些方式和工具的作用）、配合间隙（防止采用机械的、电子1硬件设计的方法探入锁具内部而被开启）和布局（将薄弱的、与锁的开启直接相关的零部2引言件和电路置于壳体保护之下，并且不易被识别出来）。提高电子防盗锁之防护能力的必然途径是报警，在金融业的许多场所有人值守、有电视监控，具有报警功能，可以综合物理防范和人力防范两种作用。报警的前提是具备探测功能，根据电子防盗锁的使用场所和防护要求，可选择多种多样的探测手段。在中国的城市金融业中，实现联网报警已经成为对各金融网点的基本要求。理论基础单片原理及应用是一门技术性、应用性很强的学科，实践教学是它的一个极为重要的环节。不论是硬件扩展、接口应用还是编程方法和程序

6、调试，都离不开实验教学。如果不在切实认真地抓好学生的实践技能的锻炼上下功夫，单凭课堂理论课学习，势必出现理论与实践脱节的局面。任随书本上把单片机技术介绍得多么重要、多么实用多么好用，同学们仍然会感到那只是空中楼阁，离自己十分遥远，或者会感到对它失去兴趣，或者会感到它高深莫测无从下手，这些情况都会令课堂教学的效果大打折扣。本次设计的目的就是在AT89C51学习的基础上，通过开发一个以AT89C51单片机为主控的项目，使自己学到的理论知识与实际应用结合起来，而且能够对电子电路、电子元器件、印制电路板等方面的知识进一步加深认识，同时在软件编程、排版调试、焊接技术、相关仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高。本文就来叙述一下如何采用以AT89C51为控制核心，配之于相应的外围设备，设计一款多功能的电子密码锁。所以本设计与实际相结合，现实意义很强，可作为电子设计爱好者的参考资料。2第二章第二章 系统设计21 工作任务及指标利用AT89C51单片机作为控制器设计防试探型密码锁，具体实现功能如下：1. 密码长度为6位,每位取值09;2. 用户可以自行设定和修改密码,每按一个密码键都有声光提示

7、;3. 若输入6位密码不正确,则报警5秒钟,以提醒注意,连续开锁密确超过3次要报警60秒,报警时输入密码无效,以防窃贼多次试探密码;4. 键入的6位密码完全正确才能开锁,且有1秒的提示音;5. 电磁锁型号自选,并配置相应的供电源,最好选用脉冲驱动的电磁锁;6. 密码输入键盘有16个按键和一个指示灯；7. 锁内有备用电池,只有内部上电复位时才能设置或修改密码;8. 密码设定完后要有2秒的提示音;9. 单片机采用AT89C51,内部电源采用5V;本论文的密码锁用信号灯来代替，信号灯亮代表锁开。手动复位键电源4*4键盘24LC02存储器总体框图AT89C51LCD显示器报警器22系统原理系统由AT89C51、UPS电源、24LC02存储器、LCD显示器、报警器、矩阵键盘组成。3系统设计利用AT89C51单片机作为本系统的中控模块。单片机把从键盘读来的数据利用软件来进行处理，从而把数据传输到显示模块，实现密码锁功能的显示。点阵LCD电子显示屏显示器为主要的显示模块，把单片机传来的数据显示出来,根据需要改变显示模式。24LC02主要用来储存管理员和用户的密码。报警装置主要用来防止非法用户的操作。正确密码修改电路键盘输入密码校验电路开锁电路执行电路开锁记录错误次数锁 定报 警管理员解密计时图3小结:本章主要介绍了本论文主要讨论和设计的项目的指标和系统原理。4第三章第三章 硬件设计一个单片机应用系统的硬件电路设计包含有两部分内容：一是系统扩展，即单片机内部的功能单元，如ROMRAMI/O口定时/记数器中断系统等能量不能满足应用系统的要求时，必须在片外进行扩展，选择适当的芯片，设计相应的电路。二是系统配置，既按照系统功能要求配置外围设备，如键盘显示器打印机A/DD/A转换器等，要设计合适的接口电路。以下主要介绍AT89C51单片机、报警电路、系统电源、键盘模块、LCD点阵显示器、24LC02存储器及I2C总线。3.1 AT89C51单片机硬件结构AT89C51是一款低电压，高性能的CMOS8位单片机，器件采用高密度、非易失存储技术生产，兼容标准MCS-5

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