数字密码锁单片机课程大学本科毕业论文.doc

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1、湖南大学电气与信息工程学院课程设计课程名称：单片机原理与应用课题名称：数字密码锁设计所在学院名称：湖南大学电气与信息工程学院设计人员：宁枫根宋浩冉目录一、前言-2-第-32-页湖南大学电气与信息工程学院二、总体方案设计-3-2.1方案论证与比较-3-2.2方案选择-4-三、单元模块设计-4-3.1硬件支持-4-3.2功能单元模块设计-4-3.2.1开锁机构-4-3.2.2矩阵键盘设计电路-5-3.2.3声音提示电路设计-5-3.2.4显示模块设计-6-四、程序设计与系统仿真-7-4.1模块介绍-7-4.1.1主程序模块-9-4.1.2密码比较判断模块-9-4.1.3键盘

2、扫描模块-9-4.1.4修改密码模块-10-五、系统功能-12-六．设计总结-12-七、附录：源程序-12-一、前言第-32-页湖南大学电气与信息工程学院随着社会物质财富的日益增长和人们生活水平的提高，安全成为现代居民最关心的问题之一。而锁自古以来就是把守门的铁将军，人们对它要求甚高，即要求可靠地防盗，又要使用方便。传统的门锁既要备有大量的钥匙，又要担心钥匙丢失后的麻烦。随着单片机的问世，出现了数字密码锁，其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，故受到广大用户的青睐。数字密码锁通常使用ARM和单片机控制，单片机相对ARM实现较为简单，功能较为完善，因此使用单片机控制较多。

3、用单片机控制的密码锁常使用汇编语言编写程序，数码管做显示器。但本设计使用移植性及可读性强的C语言编写；同时采用显示清楚、功率消耗小而且寿命长的1602A液晶显示器。从经济实用的角度出发，采用ADUC848单片机设计出一种具有密码设置、报警等功能的数字密码锁，并通过Proteus软件成功地进行了仿真。任务及设计要求1.设计一多位电子密码锁,输入密码用“F”表示,输入密码正确,绿灯亮（或显示其它标志、蜂鸣器替代）,输入密码错误,红灯亮（或显示其它标志、蜂鸣器替代）.2.具有确定键和取消键,在未确定之前可以取消,重新输入.3.连续输入三次错误密码,红灯闪烁,报警电路动作,键盘

4、锁定.4.具有密码重置、修改功能.5.具有密码输入等待操作时间限制功能,超过限定时间报警.6.显示北京时间,时间可调整.7.可利用蜂鸣器添加提示音.二、总体方案设计2.1方案论证与比较方案一：以ADUC848单片机为数字密码锁系统核心，使用4*4矩阵键盘作为数据输入方式，驱动1602A显示器提示程序运行过程和开锁的步骤，利用AT24C02芯片实现掉电存储。图1为单片机控制密码锁的系统原理框图。第-32-页湖南大学电气与信息工程学院ADUC848单片机AT24C02存储芯片矩阵键盘控制LCD1602A蜂鸣器提示电路电源模块LED密码校验提示图1单片机控制密码锁的系统原理框

5、图方案二：以74LS112双JK触发器构成的数字逻辑电路控制方案，如图2。输入按扭开关组输入锁存电路密码存储电路开锁控制电路机械动作构件5秒定时电路20秒定时电路声光指示电路图2数字逻辑控制方案数字密码锁原理框图2.2方案选择由于利用单片机灵活的编程设计和强大的I/O端口，及其控制的准确性，不但能实现基本的密码锁功能，还可以增添掉电存储、声光提示等功能，故选用方案一。第-32-页湖南大学电气与信息工程学院三、单元模块设计3.1硬件支持使用的元器件有：核心芯片ADUC848、存储芯片AT24C02、液晶显示1602A、4×4矩阵键盘、报警蜂鸣器、发光二极管和三极管。3.2

6、功能单元模块设计3.2.1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。如图3所示，为密码锁开锁电路原理图。当用户输入的密码正确时，单片机便输出开门信号，送到开锁驱动电路，然后驱动电磁锁，达到开门的目的。本次设计中，基于节省成本考虑，用发光二极管代替电磁锁，信息通过LCD显示，并利用蜂鸣器和二极管声光指示。其中，绿发光二极管亮，表示开锁；否则，表示密码输入错误并开启报警电路。开锁驱动电路STC89C52单片机密码正确超次锁定电磁锁是否图3密码锁开锁电路原理图3.2.2矩阵键盘设计电路每一条水平（行线）与垂直线（列线）的交叉处不相通，而是通过

7、一个按键来连通，利用这种行列式矩阵结构只需要M条行线和N条列线，即可组成具有M×N个按键的键盘。由于本设计中要求使用16个按键输入，为减少键盘与单片机接口时所占用的I/O线的数目，故使用矩阵键盘。本设计中，矩阵键盘行线和单片机P1.0-P1.3相连，列线与单片机P1.4-P1.7相连。矩阵键盘设计电路图，如图4所示。第-32-页湖南大学电气与信息工程学院键盘扫描采用行扫描法，即依次置行线中的每一行为低电平，其余均为高电平，扫描列线电平状态，为低电平即表示该键按下。1234567890退位确认设置时间*关闭图4矩阵键盘设计电路图3.2.3声