基于单片机的电子密码锁课程设计

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1、1前言在日常生活和工作中，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。目前门锁主要用弹子锁，其钥匙容易丢失；保险箱主要用机械密码锁，其结构较为复杂，制造精度要求高，成本高，且易出现故障，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。针对这些锁具给人们带来的不便，为满足人们对锁的使用要求，增加其安全性，用密码代替钥匙的密码锁应运而生。它的出现为人们的生活带来了很大的方便，有很广阔的市场前景。1.1电子密码锁的发展趋势由于电子器件所限，以前开发的电子密码锁，其种类不多，保密性差，最基本的就是只依靠最简单的模拟电子开关来实现的，制

2、作简单但很不安全，在后为多是基于EDA来实现的，其电路结构复杂，电子元件繁多，也有使用早先的20引角的2051系列单片机来实现的，但密码简单，易破解。随着电子元件的进一步发展，电子密码锁也出现了很多的种类，功能日益强大，使用更加方便，安全保密性更强，由以前的单密码输入发展到现在的，密码加感应元件，实现了真真的电子加密，用户只有密码或电子钥匙中的一样，是打不开锁的，随着电子元件的发展及人们对保密性需求的提高出现了越来越多的电子密码锁。出于安全、方便等方面的需要许多电子密码锁已相继问世。但这类产品的特点是针对特定有效卡、指纹或声音有效，且不能实现远程控制，只能适用于保密要求高且供个人使用的箱、

3、柜、房间等。由于数字、字符、图形图像、人体生物特征和时间等要素均可成为钥匙的电子信息，组合使用这些信息能够使电子防盗锁获得高度的保密性，如防范森严的金库，需要使用复合信息密码的电子防盗锁，这样对盗贼而言是“道高一尺、魔高一丈”。组合使用信息也能够使电子防盗锁获得无穷扩展的可能，使产品多样化，对用户而言是“千挑百选、自得其所”。可以看出组合使用电子信息是电子密码锁以后发展的趋势。1.2本设计所要实现的目标本设计采用单片机为主控芯片，结合外围电路，组成电子密码锁，用户想要打开锁，必先通过提供的键盘输入正确的密码才能将锁打开，密码输入错误有提示，为了提高安全性，当密码输入错误三次将报警。密码可以

4、由用户自己修改设定，锁打开后才能修改密码。在输入新密码时候需要二次确认，以防止误操作。2总体方案设计2.1方案比较方案一：采用数字电路实现。其原理方框图如图2.1所示。键盘输入密码校验电路NY报警开锁电路执行电路图2.1数字密码锁电路框图方案二：采用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，还能添加温度显示、时间显示甚至添加遥控控制功能。单片机电源输入电路开锁电路晶振电路显示电路报警电路键盘输入电路图2.2单片机设计框图2.2方案论证方案一用双JK触发器74LS112组成的数字逻辑电路来作为密码锁的核心控

5、制器件，共设置了9个用户输入按键，其中有4个是有效的密码按键，其余的都是干扰按键，如果按下干扰键，键盘输入电路就自动清零，起先输入的密码无效，用户需要重新输入；若用户输入的密码时间超过40秒（一般用户输入不会超过40秒，如果用户觉得不便，可以修改）电路会报警80秒，如果电路连续报警三次，该电路将锁键盘6分钟，以防止他人非法操作。采用数字电路设计的方案好处在于其设计简单，但控制的准确性和灵活性差，故不采用。电路由两大部分构成：密码锁电路和备用电源(UPS)，设置UPS电源是为了防止停电造成密码锁电路失效，使用户免遭麻烦。密码锁电路包含：键盘输入电路、密码修改电路、执行电路、开锁电路、报警电路

6、、键盘输入次数锁定电路。但是此方案的密码修改不容易，一旦被别人知道其所采用的电路，很容易被不法分子破解密码。对于方案二，由于单片机种类繁多，各种型号都有其一定的应用环境，因此在选用时要多加比较，合理选择，以期获得最佳的性价比。一般来说在选取单片机时从下面几个方面考虑：性能、存储器、运行速度、I/O口、定时/计数器、串行接口、模拟电路功能、工作电压、功耗、封装形式、抗干扰性、保密性，除了以上的一些的还有一些最基本的比如：中断源的数量和优先级、工作温度范围、有没有低电压检测功能、单片机内有无时钟振荡器、有无上电复位功能等。在开发过程中单片机还受到：开发工具、编程器、开发成本、开发人员的适应性、

7、技术支持和服务等等因素。2.3方案选择采用数字电路设计的方案好处就是设计简单易懂；但控制的准确性和灵活性差，同时不容易修改密码，一旦被别人知道其所采用的电路，很容易被不法分子破解密码。故不采用方案一。通过比较以上两种方案，方案二控制灵活准确性好、保密性强，并且有较大的活动空间，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，根据现实生活需要本次设计采用方案二。基于以上因素本设计选用单片