基于单片机电子密码锁设计

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1、一、设计目的1.1课题简介如何实现防盗是很多人关心的问题，传统的机械锁由于其构造简单，被撬的事件屡见不鲜，使人们的人身及财产安全受到很大威胁。电子密码锁是一种依靠电子电路来控制电磁锁的开与闭的装置，开锁需要输入正确密码，若密码泄露，用户可以随时更改密码。因此其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，可以满足广大用户的需要，现在广泛使用的有红外遥控电子密码锁，声控密码锁，按键密码锁等。1.2课题研究目的本设计是一种基于单片机的密码锁方案，根据基本要求规划单片机密码锁的硬件电路和软件程序，同时对单片机的型号选择、硬件设计、软件流程图、单

2、片机存储单元的分配等都有注释。现在很多地方都需要密码锁，电子密码锁的性能和安全性大大超过了机械锁，为了提高密码的保密性，必须可以经常更改密码，以便密码被盗时可以修改密码。本次设计的密码锁具备的功能：LED数码管显示初始状态“——————”，用户通过键盘输入密码，每输入一位密码，LED数码管相应有一位变为“P”，若想重新输入密码，只需按下“CLR”键。密码输入完毕后按确认键“#”，密码锁控制芯片将输入的密码与密码锁控制芯片中存储的密码相比，若密码错误，则不开锁，会有红灯亮提示，同时显示“Error”。若正确，则开锁，会有绿灯亮提示

3、，同时显示“PASS”。用户可以根据实际情况随意改变密码值或密码长度，密码输入正确后可以按下“CHG”修改密码，输入新密码时每输入一位新密码相应有一位变为“H”，以便提示用户此时输入的是新密码，修改新密码时若想重新输入新密码只需按下“CLR”键即可。输入新密码后按确认键即修改成功，新密码写入单片机内部RAM中，以便以后用来确认密码的正确性。按下复位键，系统恢复初始状态，密码也恢复初始密码，本设计中初始密码是“096168”。本次设计中硬件主要由我完成，软件主要由张振完成。24二、硬件设计2.1概述本系统主要由单片机最小系统、电源

4、电路、输入键盘电路、输出显示电路、开锁电路等组成,系统框图如图1所示:单片机最小系统键盘电路数码管显示控制开锁电路发光二极管指示图1系统框图2.2最小系统1.单片机：单片机最小系统包括单片机、晶振电路、复位电路等,最小系统是整个系统的核心部分,也是设计中首先应该设计的部分,其中单片机的选择直接决定着之后整个设计应该如何进行,因为我们刚刚学完单片机,学习时是以MCS-51单片机为主的,对51系列单片机最熟悉,因此决定选用51系列单片机,51系列单片机中Atmel89C51应用最为广泛，且价格较低，性能完全能满足本次设计，因此决定选

5、用AT89C51芯片。AT89C51外形及引脚排列如图2所示：24图2AT89C51外形及引脚排列AT89C51主要特性：　　·与MCS-51兼容　　·4K字节可编程闪烁存储器　　·1000次写入/擦除循环　　·数据保留时间：10年　　·全静态工作：0Hz-24MHz　　·三级程序存储器锁定　　·128×8位内部RAM　　·32可编程I/O线　　·两个16位定时器/计数器　　·5个中断源　　·可编程串行通道　　·低功耗的闲置和掉电模式·片内振荡器和时钟电路2.晶振电路图3晶振电路AT89C51中有一个用于构成内部振荡器的高增益反

6、相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是该放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外石英晶体一起构成自激振荡器，晶振电路如图3所示。石英晶体振荡电路对外接电容C2和C3虽没有十分严格的要求，但电容容量的大小会轻微影响振荡频率的高低、振荡器工作的稳定性、起振的难易程度，一般电容使用30pF±10pF,这里使用30pF的独石电容。24因此晶振电路中使用12M晶振，30pF独石电容。3.复位电路如图4所示为80C51单片机复位电路。结合实际需求，本次设计加入了手动复位。RC构成微分电路，在接电瞬间，产生一个微分脉冲，其宽

7、度若大于2个机器周期，80C51型单片机将复位，为保证微分脉冲宽度足够大，这里取10μF电容、10KΩ电阻。若按下复位键，则C1被短路，R1两端电压为Vcc，产生的高电平时间足以使单片机复位图4复位电路关于复位电路的计算如下：AT89C51的最低复位电平是0.7Vcc  V1为电容最终可充到的电压值   Vt为t时刻电容上的电压值则，   Vt=V1×[1-exp(-t/RC)]即，   t=RC×Ln[V1/(V1-Vt)]在C1充电到0.7Vcc前，R1上电压均大于0.7Vcc，即为有效复位电压，因此需要求电容充电到0.3V

8、cc的时间。将V1=Vcc，Vt=0.3Vcc代入上式：0.3VCC=Vcc×[1-exp(-t/RC)]即[1-exp(-t/RC)]=0.3； ∴exp(-t/RC）=0.724   ∴-t/RC=ln(0.7)     ∴t/RC=ln(1.43)   l