密码锁总体设计文档

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1、总体设计分析一、系统结构总体设计本设计以AT89C51单片机为核心，由单片机系统、电子时钟系统、键盘矩阵、LCD显示和报警系统。系统能完成开锁、报警、密码重设等多种功能。系统总体结构如下图所示：AT89C51单片机矩阵键盘控制电路输入错误延时报警控制电路开锁控制电路串口显示电路指示电路24C04A掉电存储电路密码锁总体结构图1、单片机模块设计采用以AT89C51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，进行电子密码锁的设计。不但能实现基本的密码锁功能，还能添加声或光提示，以及掉电存储功能，

2、甚至添加遥控控制功能。1.1主要特性AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压、高性能CMOS8位微处理器。它与MCS-51兼容，寿命：1000写/擦循环，数据保留时间为10年。全静态工作：0Hz-24Hz三级程序存储器锁定，128*8位内部RAM32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。下图所示为AT89C51单片机图例：AT89C51单片机1.2主要管脚说明VCC：供电电压。　　GND：接地。　　P0口：P0口为一个8位漏级开路双向

3、I/O口，能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。　　P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读

4、写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流。此外，P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，例如串行输入输出口、外部中断01、记时器0外部输入、外部数据存储器读写选通。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。　　ALE/PROG：可用作对外部输

5、出的脉冲或用于定时目的。当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。　　/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器，不管是否有内部程序存储器。当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。　　XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。其中，在

6、该系统设计中，单片机主要硬件资源的分配如为：P0.0～P0.7用于LCD液晶显示作用；P2.6、P2.7用于蜂鸣器和报警灯的控制；P2.0用于开锁电路的控制；P1.0～P1.7用于键盘电路的控制；P3.3～P3.5用于LCD显示模块的控制端口的控制。2、键盘矩阵模块本设计就采用行列式键盘，同时也能减少键盘与单片机接口时所占用的I/O线的数目，在按键比较多的时候，通常采用这样方法。通常将按键排列成矩阵形式。在矩阵式键盘中，每条水平线和垂直线在交叉处不直接连通，而是通过一个按键加以连接。这样，一个端口（如P1口）就可以构成4*4=16个

7、按键，比之直接将端口线用于键盘多出了一倍，而且线数越多，区别越明显。由此可见，在需要的键数比较多时，采用矩阵法来做键盘是合理的。本次设计的密码锁系统设计采用4*4矩阵键盘，与P1口相连，采用扫描法。设有0到9十个数字密码，一个开锁键、上锁键，以及用于修改密码的两个修改键还有一个用于重新输入密码的重新输入键。键盘矩阵电路如下图所示：键盘矩阵3、显示模块此密码锁设计6位密码，按键后动态显示。开机显示“YourPassword...”，等待密码输入，输入6位密码，按开始键后，密码比较。根据按键次数，第一位显示器显示第一次按的密码，第二位显

8、示器显示第二次按的密码，第三位显示器显示第三次按的密码，依此第六位显示器显示第六次按的密码。每次输入密码后，都会有提示音，提示输入动作被接受。按键完成后按开锁键后，密码对则执行相关动作，并且显示器显示“Unlockok!”,并且会看到