1、 毕业设计说明书毕业设计说明书 设计题目设计题目： 基于单片机的密码锁 （完成日期） 2012 年 3 月 8 日 1 目目 录录 1 概述 2 1.1 背景 2 1.2 设计要求 2 2 总体设计 . 2 2.1 方案的论证与比较 2 3 硬件设计 4 3.1 电路的功能单元设计 4 3.1.1 开锁机构 . 4 3.2 按键电路设计 5 3.2.1 矩阵键盘电路 . 5 3.3 显示电路设计 8 3.4AT24C02 掉电存储单元的设计 . 9 3.5 密码锁的电源电路设计 . 10 3.6 设计总框图 . 11 3.7 设计总体电路图 . 11 4 软件设计 . 12 4.1 模块介绍
2、. 12 4.1.1 主程序模块 12 4.1.2 键盘扫描及识别子程序 12 4.1.3 调电存储服务程序 12 4.2 程序流程图 . 13 附录：主程序 15 总结 21 致谢 21 主要参考文献 22 2 1 概述概述 1.11.1 背景背景 在日常的生活和工作中, 住宅与部门的安全防范、单位的文件档案、财务报表以及 一些个人资料的保存多以加锁的办法来解决。若使用传统的机械式钥匙开锁，人们常需 携带多把钥匙, 使用极不方便, 且钥匙丢失后安全性即大打折扣。随着科学技术的不断 发展， 人们对日常生活中的安全保险器件的要求越来越高。 为满足人们对锁的使用要求， 增加其安全性，用密码代替钥匙
3、的密码锁应运而生。密码锁具有安全性高、成本低、功 耗低、易操作等优点。 在安全技术防范领域，具有防盗报警功能的电子密码锁逐渐代替传统的机械式密 码锁，克服了机械式密码锁密码量少、安全性能差的缺点，使密码锁无论在技术上还是 在性能上都大大提高一步。随着大规模集成电路技术的发展，特别是单片机的问世，出 现了带微处理器的智能密码锁，它除具有电子密码锁的功能外，还引入了智能化管理、 专家分析系统等功能，从而使密码锁具有很高的安全性、可靠性，应用日益广泛。 1.21.2 设计要求设计要求 本次密码锁的设计，其主要具有如下功能： （1）设置 6 位密码，密码通过键盘输入，若密码正确，则将锁打开。 （2）密
4、码可以由用户自己修改设定（6 位密码） ，密码输入正确才能修改密码。修改密 码之前必须再次输入密码，在输入新密码时候需要二次确认，以防止误操作。 （3）报警、锁定键盘功能。密码输入错误会发出警告音。若密码输入错误次数超过 3 次，蜂鸣器报警并且锁定键盘。 （4）有效按键提示。 （5）90 秒定时中断，输出控制信号，防止长时间无效操作。 （6）其他扩展功能。 2 总体设计总体设计 2.1 方案的论方案的论证与比较证与比较 1、方案论证与比较 方案一：采用数字电路控制。其原理方框图如图 21 所示。 3 图 21 数字密码锁电路方案 采用数字密码锁电路的好处就是设计简单。用以 74LS112 双
5、JK 触发器构成的数字 逻辑电路作为密码锁的核心控制，共设了 9 个用户输入键，其中只有 4 个是有效的密码 按键，其它的都是干扰按键，若按下干扰键，键盘输入电路自动清零，原先输入的密码 无效，需要重新输入；如果用户输入密码的时间超过 40 秒（一般情况下，用户不会超 过 40 秒，若用户觉得不便，还可以修改）电路将报警 80 秒，若电路连续报警三次，电 路将锁定键盘 5 分钟，防止他人的非法操作。 电路由两大部分组成：密码锁电路和备用电源(UPS)，其中设置 UPS 电源是为了防 止因为停电造成的密码锁电路失效，使用户免遭麻烦。 密码锁电路包含：键盘输入、密码修改、密码检测、开锁电路、执行电
6、路、报警电 路、键盘输入次数锁定电路。 方案二：采用一种是用以 AT89S51 为核心的单片机控制方案。利用单片机灵活的编程设 计和丰富的 IO 端口，及其控制的准确性，不但能实现基本的密码锁功能，还能添加调 电存储、声光提示甚至添加遥控控制功能。其原理如图 22 所示。 4 图 22 单片机控制方案 通过比较以上两种方案，单片机方案有较大的活动空间，不但能实现所要求的功能而 且能在很大的程度上扩展功能，而且还可以方便的对系统进行升级，所以我们采用后一 种方案。 3 3 硬件设计硬件设计 3.13.1 电路的功能单元设计电路的功能单元设计 3.1.13.1.1 开锁机构开锁机构 通过单片机送给开锁执行机构，电路驱动电磁锁吸合，从而达到开锁的目的。其原 理如图 31 所示。 图 31 密码锁开锁机构示意图 当用户输入的密码正确而且是在规定的时间（普通用户要求在 12s 内输入正确的密 单片机微控单片机微控 制器制器 开锁驱动电路开锁驱动电路 电 磁 锁 电 磁 锁 密码正密码正 确？确？ Y 返回返回 N 5 码，管理员要求在 5s 输入正确的
