基于单片机的密码锁设计本科毕业论文.doc

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1、唐山工业职业技术学院毕业设计说明书设计题目：基于单片机的密码锁设计学生姓名：邸金业班级09机电12专业：机电一体技术设计指导教师____于东东_____________设计辅导教师____于东东______________（完成日期）2012年3月8日24目录1概述11.1背景11.2设计要求22总体设计22.1方案的论证与比较23硬件设计43.1电路的功能单元设计43.1.1开锁机构43.2按键电路设计53.2.1矩阵键盘电路53.3显示电路设计83.4AT24C02掉电存储单元的设计93.5密码锁的电源电路设计103.6设计总框图1

2、13.7设计总体电路图114软件设计124.1模块介绍124.1.1主程序模块124.1.2键盘扫描及识别子程序124.1.3调电存储服务程序124.2程序流程图13附录：主程序15总结21致谢21主要参考文献22241概述1.1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

3、安全性，用密码代替钥匙的密码锁应运而生。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。1.2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

4、盘输入，若密码正确，则将锁打开。（2）密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2.1方案的论证与比较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2－1所示。24图2－1数字密码锁电路方案采用数字密码锁电路的好处就是设

5、计简单。用以74LS112双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

6、入、密码修改、密码检测、开锁电路、执行电路、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2－2所示。24图2－2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硬件设计3.1电路的功能单元设计3.1.1开锁机构通过单片机送

7、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3－1所示。单片机微控制器开锁驱动电路电磁锁密码正确？Y返回N图3－1密码锁开锁机构示意图24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内输入正确的密码，管理员要求在5s输入正确的密码）输入的话，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。其实际电路如图3－2所示。电路驱动和开锁两级组成。由D5、R1、T10组成驱动电路，其中T10可以选择普通的小功率三极管如9014、9018都可以满足要求。D5作为开锁的提示；由D6、C24

8、、T11组成。其中D6、C24是为了消除电磁锁可能产生的反向高电压以及可能产生的电磁干扰。T11可选用中功率的三极管如8050，电磁锁的选用要视情况而定，但是吸合力要足够且由一定的余量。在本次设计中，基于节