单片机课程设计基于C5的电子密码锁设计
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目录摘要----------------------------------------------------------- 3 关键字------------------------------------------------------------------------------------- 3 第一章前言----------------------------------------------------------------------------- 3 第二章基本功能设计--------------------------------------------------------------- 4⏹ 2.1 实验任务----------------------------------------------------------------- 4⏹ 2.2基本设计------------------------------------------------------------------ 4⏹ 2.3 系统框图-------------------------------------------------------------- -- 5 第三章硬件设计----------------------------------------------------------------------- 5 3.1硬件工作接线口---------------------------------------------------------------- 5 3.2 LED显示器结构与原理------------------------------------------------------- 6 3.3复位电路----------------------------------------------------------------------------- 6 3.4按键方式--------------------------------------------------------------------------- 7 3.5电路原理图------------------------------------------------------------------------- 8 3.6 元器件清单-------------------------------------------------------------------------9第四章软件设计-------------------------------------------------------------------- 10 4.1软件结构---------------------------------------------------------------------------------- 10 4.2源程序--------------------------------------------------------------------------------------12 第五章心得体会----------------------------------------------------------------------- 13 第六章参考文献----------------------------------------------------------------------- 14【摘要】电子密码锁是一种通过密码输入来控制电路或是芯片工作,从而控制机械开关的闭合,我们采取的是单片机,它具有超大规模集成电路技术,有极强的数据处理能力,I/O口多以它为核心设计的密码锁,结构小,功能强,现在很多单位甚至家里的各个家用电器,还有保险箱都需要它。
机械与电子工程学院课程设计报告课程名称单片机课程设计设计题目基于单片机的电子密码锁所学专业名称电气工程及其自动化班级学号学生姓名指导教师机电学院单片机课程设计任务书设计名称:基于单片机的电子密码锁学生姓名:指导教师:起止时间:一、课程设计目的设计一种基于基于单片机的电子密码锁。
二、课程设计任务和基本要求设计任务:当密码输入正确之后,锁就打开,如果输入的三次的密码不正确,就锁定按键3秒钟,同时发现报警声,直到没有按键按下1分钟后,才取消按键锁定功能;否则在3秒钟内仍有按键按下,就重新锁定按键3秒时间并报警基本要求:1、采用二个按键实现密码的输入功能,密码长度为3位;2、开锁信号可用发光二极管指示。
3.撰写课程设计论文符合模板相关要求,字数要求3000字以上。
机电学院单片机课程设计指导老师评价表院(部)机电学院年级专业电气工程及其自动化学生姓名学生学号题目基于单片机的电子密码锁一、指导老师评语指导老师签名:年月日二、成绩评定指导老师签名:年月日目录1前言 (3)1.1 设计背景 (3)1.2 电子密码锁发展趋势............................................................ 错误!未定义书签。
2 总体设计方案的确定......... 错误!未定义书签。
2.1 电子密码锁设计的具体要求................................................ 错误!未定义书签。
2.2 总体设计方案选定................................................................ 错误!未定义书签。
3 系统硬件设计 (5)3.1 单片机AT89S51简介 (6)3.1.1 主要特性..................................................................... 错误!未定义书签。
单片机电子密码锁课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解单片机的基本原理和功能,掌握电子密码锁的基本工作原理。
2. 使学生掌握电子密码锁设计中涉及的编程知识,如C语言基础、寄存器操作等。
3. 帮助学生了解电子密码锁电路的组成,熟悉相关电子元器件的使用。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识设计并实现一个简单的单片机电子密码锁的能力。
2. 提高学生动手实践能力,学会使用编程软件、烧录器和相关调试工具。
3. 培养学生团队协作和问题解决能力,学会分析电子密码锁故障并找出解决办法。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对电子制作的兴趣,培养创新意识和动手能力。
2. 培养学生严谨的科学态度,注重实验数据和实验结果的准确性。
3. 引导学生关注单片机技术在日常生活中的应用,提高对科技的认识和热爱。
本课程针对高年级学生,他们在之前的学习中已经具备了一定的电子和编程基础。
因此,课程设计将注重实践操作,以项目为导向,让学生在动手实践中巩固知识,提高技能。
通过本课程的学习,学生将能够独立设计并实现一个具有实用价值的单片机电子密码锁,提升解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 单片机基础原理:回顾单片机的组成、工作原理,重点讲解51单片机的内部结构、时钟电路和复位电路。
教材章节:第三章《单片机原理与接口技术》2. C语言编程基础:介绍C语言在单片机编程中的应用,讲解数据类型、运算符、控制语句等基本语法。
教材章节:第四章《单片机C语言编程》3. 电子密码锁原理:讲解电子密码锁的基本工作原理,分析锁体的电路组成和功能。
教材章节:第七章《单片机应用实例》4. 硬件设计:学习并设计电子密码锁的硬件电路,包括键盘输入、显示模块、锁驱动电路等。
教材章节:第五章《单片机接口技术》5. 软件设计:编写电子密码锁的控制程序,实现密码输入、校验、开锁等功能。
教材章节:第四章《单片机C语言编程》6. 系统调试与优化:学习使用调试工具,对电子密码锁系统进行调试和优化。
前言随着电子技术的进展,具有防盗报警等功能的电子密码锁代替密码量少、平安性差的机械式密码锁已是必然趋势。
电子密码锁与一般机械锁相较,具有许多独特的优点:保密性好,防盗性强,能够不用钥匙,记住密码即可开锁等。
目前利用的电子密码锁大部份是基于单片机技术,以单片机为要紧器件,其编码器与解码器的生成为软件方式。
下面确实是此刻主流电子密码锁:目前常见的遥控式电子防盗锁要紧有光遥控和无线电遥控两类。
键盘式电子密码锁从目前的技术水平和市场认可程度看,利用最为普遍的是键盘式电子密码锁,该产品要紧应用于保险箱、保险柜和金库,还有一部份应用于保管箱和运钞车。
卡式电子防盗锁利用各类“卡”作为钥匙的电子防盗锁是当前最为活跃的产品,不管卡的种类如何多种多样,依照输入卡的操作方式,都可分为接触式卡和非接触式卡两大类。
生物特点防盗锁人的某些与生俱来的个性特点(如手、眼睛、声音的特点)几乎不可重复,作为“钥匙”确实是唯一的(除非被强逼或损害)。
因此,利用生物特点做密码的电子防盗锁,也专门适合金融业注重“验明正身”的行业特点。
人们生活水平的提高和平安意识的增强,对平安的要求也就愈来愈高。
锁自古以来确实是把守护门的铁将军,人们对它要求甚高,既要平安靠得住的防盗,又要利用方便,这也是制锁者长期以来研制的主题。
随着电子技术的进展,各类电子产品应运而生,电子密码锁确实是其中之一。
据有关资料介绍,电子密码锁的研究从20世纪30年代就开始了,在一些特殊场所早就有所应用。
这种锁是通过键盘输入一组密码完成开锁进程。
研究这种锁的初衷,确实是为提高锁的平安性。
由于电子锁的密钥量(密码量)极大,能够与机械锁配合利用,而且能够幸免因钥匙被仿造而留下平安隐患。
电子锁只需记住一组密码,无需携带金属钥匙,免去人们携带金属钥匙的苦恼,而被愈来愈多的人所欣赏。
电子锁的种类繁多,例如数码锁,指纹锁,磁卡锁,IC 卡锁,生物锁等。
但较有效的仍是按键式电子密码锁。
20世纪80年代后,随着电子锁专用集成电路的显现,电子锁的体积缩小,靠得住性提高,本钱较高,是适合利用在平安性要求较高的场合,且需要有电源提供能量,利用还局限在必然范围,难以普及,因此对它的研究一直没有明显进展。
单片机课程设计题目基于单片机的电子密码锁设计郑州科技学院单片机课程设计任务书一、设计题目基于单片机的电子密码锁设计二、设计任务与要求(1)本设计为防止密码被窃取在输入密码时屏幕上显示8。
(2)设计开锁密码位为六位密码的电子密码锁。
(3)能够在密码正确时显示“1HELLO”,密码错误时显示“2ERROR”,输入密码的位数时显示为8的个数。
(4)4×4的矩阵键盘中包括0-9的数字键确认键和消除键的功能键。
(5)本产品具备报警功能,当输入密码错误时蜂鸣器响(6)在密码输入过程中,若输入错误,可以利用“C”键删除刚才输入的错误的数字。
在输入密码的过程中可以随时对输入的密码进行修改。
三、主要参考文献[1] 何宏主编.单片机原理与接口技术.[M]北京:国防工业出版社. 2006.07[2] 赵益、徐晓林、周振峰. 电子密码锁的系统原理. [M]北京:清华大学出版社. 2003.[3] 张培仁.基于C语言编程MCS- 51单片机原理与应用.北京:清华大学出版社. 2002. 12四、设计时间2015 年01月16日至2015 年01月16 日指导教师签名:年月日目录1 电子密码锁的背景 (1)2 总体设计方案的确定 (2)2.1 电子密码锁设计要求 (2)2.2 总体设计方案选定 (2)3 系统硬件设计 (3)3.1 设计原理 (3)3.2 单片机STC89C52简介 (3)3.4七段数码管显示器部分 (7)3.5 键盘设计 (8)3.6 蜂鸣器模块 (8)4 系统软件设计 (9)4.1 主程序模块 (9)5 系统制作及调试 (11)5.1 焊接注意事项 (11)5.2 硬件调试问题及解决方法 (11)6 结论 (12)参考文献 (13)附录1:实物图 (14)附录2:元件清单 (15)附录3:电路原理图 (16)附录4:程序 (17)1 电子密码锁的背景随着社会物质财富的日益增长,如何实现家庭防盗这一问题也变的尤其的突出,而锁自古以来就是把守门户的铁将军,人们对它要求甚高,即要安全可靠地防盗,又要使用方便。
10/11学年第二学期《单片机控制系统设计和调试》课程设计任务书指导教师:班级:地点:机房、单片机实验室课程设计题目:密码锁的设计一、课程设计目的1.灵活运用单片机的基础知识,依据课程设计内容,能够完成从硬件电路图设计,到PCB制版,再到软件编程及系统调试实现系统功能,完成课程设计,加深对单片机基础知识的理解,并灵活运用,将各门知识综合使用。
2.能够上网查询器件资料,培养对新知识新技术的独立的学习能力和使用能力。
3.独立完成一个小的系统设计,从硬件设计到软件设计,增强分析问题、解决问题的能力,为日后的毕业设计及科研工作奠定良好的基础。
二、课程设计内容(包括技术指标)1. 主要设计内容:使用数码管显示器来显示密码输入的相关信息,通过10位数字按键(0~9)设置4位数字(0~9)密码,2位功能按键A(输入校验密码并验证密码)和B (设置新密码),利用继电器模拟电子门锁作出是否开门以及报警等反应。
2. 具体设计内容:上电时内定初始密码为“0000”,红色发光二极管点亮,绿色发光二极管熄灭,数码管显示器显示“初始状态”,“初始状态”由设计者自行设计,但不可省略。
功能按键A:实现设置新密码功能,存储新密码并显示,一旦设定新密码,则初始密码失效。
功能按键B:实现输入校验密码并验证密码功能,显示校验密码并进行密码比较。
密码输入正确则继电器启动,并使红色发光二极管熄灭,绿色发光二极管点亮,数码管显示器提示“密码正确”,“密码正确”状态的显示内容由设计者自行设计,但不可省略,持续2~5S后继电器关闭,绿色发光二极管熄灭,红色发光二极管点亮;●密码输入错误则持续红色发光二极管点亮,绿色发光二极管熄灭状态,蜂鸣器报警,数码管显示器提示“密码错误”,“密码错误”状态的显示内容由设计者自行设计,但不可省略,持续2~5S后蜂鸣器停止报警;●校验密码连续输入错误3次,则持续红色发光二极管点亮,绿色发光二极管熄灭状态,蜂鸣器报警,数码管显示器提示“密码连续错误3次”,“密码连续错误3次”状态的显示内容由设计者自行设计,但不可省略,持续2~5S后蜂鸣器停止报警,新密码失效,恢复初始密码使用。
基于单片机的电子密码锁设计基于单片机的电子密码锁设计在日常生活中,密码锁是一种常见的安全设备,被广泛应用于家庭、办公室等场所。
随着科技的发展,传统的机械密码锁已经不能完全满足人们对安全性和便捷性的需求。
为了提高密码锁的安全性和实用性,许多基于单片机的电子密码锁被设计出来。
本文将介绍一种基于单片机的电子密码锁设计,并详细说明其工作原理和实现过程。
1. 设计思路基于单片机的电子密码锁的设计目标是提高安全性和便捷性。
传统的机械密码锁容易被暴力破解,而且如果密码被泄露,需要更换整个锁体。
因此,采用电子密码锁可以提供更高的安全性和方便的密码管理功能。
2. 系统组成基于单片机的电子密码锁主要由以下几个部分组成:(1)输入模块:用于输入密码的设备,可以是键盘、触摸屏等。
(2)单片机控制模块:使用单片机作为核心控制器,接收输入密码并进行验证。
(3)驱动模块:通过驱动模块对电子锁进行控制开关。
(4)显示模块:以LED或LCD等形式显示相关信息。
(5)电源模块:为电子密码锁系统提供电能供应。
3. 工作原理基于单片机的电子密码锁的工作原理如下:(1)初始状态下,用户可以通过输入密码进行解锁或锁定。
输入模块接收用户输入的密码。
(2)输入模块将密码发送给单片机控制模块。
(3)单片机控制模块使用事先设定的密码进行比对。
如果密码匹配,单片机控制模块将发出控制信号给驱动模块。
(4)驱动模块接收到控制信号后,将根据信号的指示打开或关闭电子锁。
(5)同时,单片机控制模块会发出指令给显示模块,将结果显示给用户。
4. 实现过程基于单片机的电子密码锁的实现过程如下:(1)选择合适的单片机,如AT89C51。
(2)设计电路板,将输入模块、单片机控制模块、驱动模块、显示模块和电源模块连接在一起。
(3)编写单片机的控制程序,实现密码验证和控制信号的生成。
(4)制作密码锁外壳,将电子密码锁系统组装在一起。
(5)测试电子密码锁的各个功能是否正常。
基于单片机电子密码锁的课程设计本文将介绍基于单片机电子密码锁的课程设计,包括设计目的、设计理念、硬件设计、软件实现和实验结果。
通过这篇文档,读者可以了解到使用单片机进行电子密码锁设计的方法和步骤,并了解到电子密码锁在现代生活中的应用。
一、设计目的本次课程设计的主要目的是为了加深学生对单片机的理解和应用,同时锻炼学生的设计能力和实践能力。
通过电子密码锁的设计,可以培养学生的系统思维和解决问题的能力,同时也可以让学生了解到电子密码锁在现代生活中的应用。
二、设计理念电子密码锁是一种智能化的安全设备,其设计理念是通过输入密码来进行开锁,实现门禁控制和安全防护的功能。
本次课程设计的设计理念是通过单片机控制电子密码锁的开关,实现对门禁的控制和管理。
同时,本次设计还考虑到了密码的安全性和可靠性,确保用户信息的安全和可靠性。
三、硬件设计1、硬件模块本次课程设计的硬件模块主要包括单片机模块、显示屏模块、键盘模块、电子锁模块和电源模块。
2、模块连接单片机模块、显示屏模块、键盘模块、电子锁模块和电源模块之间通过连线进行连接。
其中,单片机模块和显示屏模块之间通过串口进行通讯,单片机模块和键盘模块之间通过IO 口进行通讯,单片机模块和电子锁模块之间通过IO口进行通讯,电源模块则为整个系统提供电源供应。
四、软件实现1、程序流程本次课程设计的程序流程主要包括初始化、密码输入、密码验证、开锁和关闭等步骤。
其中,初始化主要是对各个模块进行初始化和设置,包括显示屏、键盘、电子锁等模块的初始化和设置;密码输入是通过键盘输入密码,将密码存储在单片机中;密码验证是对密码进行比对,如果密码正确,则开锁,否则显示密码错误的提示信息;开锁则是对电子锁进行控制,将开关状态进行切换;关闭则是对电子锁进行控制,将开关状态进行切换。
2、代码实现本次课程设计的代码实现主要采用C语言进行编写,并通过Keil C IDE进行编辑和调试。
具体代码可以参照下面的代码:int main(void){ //初始化模块Init_LCD(); Init_Keypad(); Init_Lock(); while (1) { //获取用户输入的密码Get_Password(); //判断密码是否正确if(Check_Password()) { //解锁Unlock_Lock();//显示解锁成功信息Display_LCD("UnlockSuccessed"); } else { //显示解锁失败信息Display_LCD("Unlock Failed"); } }}五、实验结果通过本次课程设计,设计并制作出了一款基于单片机电子密码锁。
基于单片机的智能远程控制电子锁设计与实现一、设计方案1.1 系统结构设计基于单片机的智能远程控制电子锁系统由主控制模块、无线通信模块、电子锁模块和电源模块组成。
主控制模块采用STC12C5A60S2单片机,具备了性能稳定、资源丰富等特点。
无线通信模块采用Wi-Fi模块,用于实现远程控制功能。
电子锁模块采用电磁锁,具备了稳定、安全、可靠的特点。
电源模块采用稳压电源模块,用于为整个系统提供稳定的工作电压。
本系统的主要功能包括密码开锁、指纹识别开锁、远程控制开锁和实时监控等功能。
密码开锁通过键盘输入密码,系统进行匹配验证后实现开锁。
指纹识别开锁通过指纹传感器采集指纹信息,系统进行指纹识别后实现开锁。
远程控制开锁通过手机App发送开锁指令,系统通过Wi-Fi模块接收指令并实现开锁。
实时监控通过摄像头模块实时监测门锁状态,并将监控画面传输到手机App上,实现远程监控。
为了保障系统的安全性,本系统采用了多种安全措施。
密码开锁和指纹识别开锁需要经过严格的验证流程,确保只有授权用户才能开锁。
远程控制开锁需要通过手机App登录后方可发送开锁指令,防止未授权用户发送开锁指令。
系统还具备了防撬、防破坏等功能,确保门锁的安全性。
二、实现方案2.1 单片机程序设计主控制模块采用STC12C5A60S2单片机,使用C语言进行程序设计。
程序主要包括密码验证、指纹识别、远程控制、实时监控等功能的实现。
通过编写优质的程序代码,实现系统的各种功能,并确保系统的稳定性和可靠性。
2.2 无线通信模块设计无线通信模块采用Wi-Fi模块,通过与手机App通信,实现了远程控制开锁和实时监控功能。
通过编写手机App程序,与无线通信模块进行数据交互,实现了安全可靠的远程控制功能。
电子锁模块采用电磁锁,通过与主控制模块的连接,实现了对门锁的控制。
通过合理的驱动电路设计,确保电子锁的稳定性和可靠性。
电源模块采用稳压电源模块,为整个系统提供稳定的工作电压。
基于单片机的电子密码锁设计一、电子密码锁的工作原理电子密码锁主要由输入模块、控制模块、存储模块和执行模块组成。
用户通过输入模块(如键盘)输入密码,控制模块(单片机)对输入的密码进行处理和判断,并与存储模块中预先设定的密码进行比对。
如果输入密码正确,控制模块将向执行模块发送开锁指令,实现开锁;如果输入密码错误,则执行相应的错误处理操作,如报警、锁定等。
二、硬件设计(一)单片机的选择在本设计中,选用了_____型号的单片机。
该单片机具有性能稳定、功耗低、接口丰富等优点,能够满足电子密码锁的控制需求。
(二)输入模块输入模块采用了矩阵键盘,通过行列扫描的方式获取用户输入的密码。
矩阵键盘具有按键数量多、占用端口少的特点,能够有效节省单片机的资源。
(三)存储模块为了存储预设的密码,选用了_____型号的EEPROM芯片。
EEPROM具有掉电不丢失数据的特性,能够保证密码的安全性和可靠性。
(四)显示模块为了给用户提供反馈信息,使用了_____型号的液晶显示屏。
可以显示开锁状态、输入错误提示等信息。
(五)执行模块执行模块包括电磁锁和报警装置。
当输入密码正确时,单片机控制电磁锁打开;当输入密码错误次数超过设定值时,启动报警装置。
三、软件设计(一)主程序流程系统上电后,首先进行初始化操作,包括单片机端口初始化、EEPROM读取预设密码等。
然后进入密码输入等待状态,当检测到有按键输入时,进行密码处理和判断,并根据判断结果执行相应的操作。
(二)密码输入处理在密码输入过程中,对输入的按键进行去抖处理,防止误判。
同时,对输入的密码进行加密处理,提高密码的安全性。
(三)密码比对将输入的密码与存储在EEPROM中的预设密码进行比对。
比对过程中,采用逐位比较的方式,确保密码的准确性。
(四)错误处理当输入密码错误时,记录错误次数。
如果错误次数超过设定值,则启动报警装置,并锁定键盘一段时间,防止暴力破解。
四、系统调试与测试(一)硬件调试首先检查电路连接是否正确,有无短路、断路等情况。
基于单片机的数字密码锁毕业设计简介本文档介绍了基于单片机的数字密码锁的毕业设计。
数字密码锁是一种常见的电子锁,由一组数字按钮和控制电路组成,用户可以使用预设的数字密码来解锁。
本毕业设计通过使用单片机控制电路,实现了一个简单而可靠的数字密码锁系统。
设计目标本毕业设计的目标是设计并实现一个基于单片机的数字密码锁系统,具体要求如下:1.可以设置和修改数字密码。
2.包含输入数字密码、解锁成功和解锁失败等状态指示。
3.具备密码保护功能,连续3次错误输入将触发报警。
4.低功耗设计,使用电池供电。
系统组成基于单片机的数字密码锁系统由以下几个主要部分组成:1.单片机控制电路:负责控制整个系统的工作。
2.数字按钮组:用于输入密码。
3.显示屏:用于显示状态指示和密码输入。
4.报警器:在密码错误次数达到一定次数后触发警报。
下面将逐一介绍这几个部分的原理和设计。
单片机控制电路本设计中选择了常用的ATmega328P单片机作为控制核心。
ATmega328P是一款功能强大的8位微控制器,具备多个GPIO引脚、I2C接口和EEPROM存储器,适合应用在本数字密码锁系统中。
控制电路主要负责以下几个任务:1.按钮输入检测:通过GPIO引脚读取用户输入的密码。
2.软件逻辑控制:根据用户的输入和预设密码,判断是否解锁成功。
3.状态指示:通过GPIO引脚控制显示屏上的状态指示灯。
数字按钮组数字按钮组由多个数字按钮组成,每个按钮分别对应数字0-9。
用户通过按下不同的按钮来输入密码。
按钮组的原理比较简单,每个按钮与GPIO引脚相连,按下按钮时,相应的GPIO引脚会变为低电平。
显示屏显示屏用于显示数字密码的输入状态和解锁结果。
对于本设计,可以选择使用数码管或者液晶显示屏。
数码管相对简单,通过GPIO引脚控制不同段来显示数字或字符。
而液晶显示屏则需要驱动芯片来实现显示。
报警器报警器用于报警功能。
在用户连续3次输入错误密码后,控制电路会触发报警器,发出声音或者闪烁指示灯来提示用户。
基于单片机的电子密码锁的课程设计随着科技的发展,电子密码锁在日常生活中得到越来越广泛的应用。
电子密码锁具有安全性高、易于操作、使用方便等优点,受到了广泛的欢迎。
因此,在大学的课程设计中,基于单片机的电子密码锁也成为了一个热门的课程设计课题。
本文将介绍这个课程设计的步骤、具体内容和实现方法。
一、课程设计的步骤课程设计步骤主要包括需求分析、电路设计、程序设计和实验验证。
在需求分析阶段,需要明确电子密码锁的基本功能与操作流程,包括输入密码、判断密码正确性、开关门等。
在电路设计阶段,需要考虑到电路的可靠性、安全性以及实现的复杂度等因素。
在程序设计阶段,需要编写代码和测试程序。
在实验验证阶段,需要将课程设计投入实际应用,并测试其功能、稳定性等指标。
二、课程设计的具体内容1.硬件设计硬件设计主要包括电路设计和元器件选择两个部分。
电路设计主要包括输入密码电路、密码储存电路、密码判断电路和驱动开锁电路等。
元器件选择主要包括单片机、键盘、LCD屏幕和驱动芯片等。
2.软件设计软件设计主要包括系统流程设计、密码的输入和储存、密码的判断和开锁等功能的编写和测试。
3.系统整合系统整合是将硬件和软件组合到一起,实现功能的完整性并检测系统的稳定性和实用价值。
三、实现方法1.铁电非易失存储器电子密码锁需要存储用户密码信息,可以使用铁电非易失存储器来实现密码数据的存储和读取,铁电非易失存储器比普通存储器更加安全和稳定。
2.芯片加密在硬件电路的设计中,可以使用芯片加密的技术来提高电子密码锁的安全性。
通过软件和加密芯片相结合,可以防止非法破解和恶意攻击。
3.矩阵键盘在电子密码锁输入密码时,可以使用矩阵键盘来实现。
矩阵键盘的输入方式相比普通电子锁更加安全和方便。
综上所述,基于单片机的电子密码锁的课程设计不仅可以提高学生的电子技术和程序设计能力,还可以实现实用价值,为社会贡献力量。
目录设计总说明································································I Introduction······························································I第一章绪论 (1)1.1 设计背景 (1)1.2 电子密码控制简介 (1)1.3 电子密码控制的发展趋势 (2)1.4 本设计所要实现目标的简述 (2)第二章控制方案的设计、挑选 (3)2.1 采用数字电路控制 (3)2.2 采用以单片机为核心的控制方案 (4)第三章主要元器件介绍及I2C总线与串行通信说明 (5)3.1 主控芯片AT89C51 (5)3.1.1 AT89C51性能简介 (5)3.1.2 AT89C51引脚功能简介 (5)3.2 LCD1602显示器 (8)3.2.1 LCD结构及引脚功能 (8)3.2.2 LCD显示指令系统 (9)3.3 晶体振荡器 (9)3.4 I2C总线说明及M24C01串行EEPROM (10)3.4.1 I2C总线的硬件结构 (10)3.4.2 I2C总线工作原理: (11)3.4.3 储备器24C01 (13)3.5 串口通信 (14)第四章系统硬件构成 (16)4.1 设计原理 (16)4.2 键盘输入部分 (17)4.2.1 矩阵式键盘的结构与工作原理 (18)4.3 复位部分 (19)4.4 晶振部分 (20)4.5 显示部分 (20)4.6 开锁部分和报警部分 (21)第五章系统软件构成 (22)5.1 系统软件流程图的设计 (22)5.1.1 主程序流程图 (22)5.1.2 按键功能流程图 (24)5.1.3 设置密码流程图 (24)5.1.4 开锁流程图 (25)5.2 Proteus和keil开发软件的功能介绍 (28)5.2.1 Proteus的简介 (28)5.2.2 Proteus的实用功能 (29)5.2.3 Keil的简介 (31)5.2.4 Keil软件的使用方法 (32)5.2.5 系统的仿真运行 (33)第六章结论 (36)参考文献 (37)致谢 (38)附录A (39)附录 B (40)第一章绪论1.1 设计背景安全问题是现代社会各界普遍关注的焦点之一。
单片机系统课程设计成绩评定表设计课题基于89C51的电子密码锁设计学院名称:电气工程学院专业班级:学生姓名:学号:指导教师:设计地点:设计时间:指导教师意见:成绩:签名:年月日单片机系统课程设计课程设计名称:基于89C51的电子密码锁设计专业班级:学生姓名:学号:指导教师:课程设计地点:课程设计时间:单片机系统课程设计任务书学生姓名专业班级学号题目课题性质工程设计课题来源自拟指导教师主要内容(参数)利用89C51设计电子密码锁,实现以下功能:1.使用LED显示密码输入的相关信息;2.通过键盘0~9设置4位数字的密码;3.实现密码的输入、清除、更改、开锁、报警等功能。
任务要求(进度)第1-2天:熟悉课程设计任务及要求,查阅技术资料,确定设计方案。
第3-4天:按照确定的方案设计单元电路。
要求画出单元电路图,元件及元件参数选择要有依据,各单元电路的设计要有详细论述。
第5-6天:软件设计,编写程序。
第7-8天:实验室调试。
第9-10天:撰写课程设计报告。
要求内容完整、图表清晰、文理流畅、格式规范、方案合理、设计正确,篇幅不少于6000字。
主要参考资料[1]王迎旭.《单片机原理及及应用》,机械工业出版社,2001[2]周航慈.《单片机应用程序设计技术》,北京航空航天大学出版社[3]张洪润. 《单片机应用技术教程》.北京:清华大学出版社,1997[4]宋彩利.《单片机原理与C51接口编程》,西安交通大学出版社,2008.6 [1]夏继强,沈德金等.《单片机实验与实践教程》,北京航天大学出版社,2004年1月出版审查意见系(教研室)主任签字:年月日目录1 概述 (4)2 系统总体方案设计 (6)2.1 任务分析 (6)2.2 方案设计 (6)3 硬件电路设计 (7)3.1 键盘电路设计 (7)3.2 LED显示电路 (8)3.3 开锁电路 (10)3.4 报警电路 (10)4 软件设计 (11)4.1 软件设计思路 (11)4.1 键盘扫描子程序 (11)4.2 LED显示子程序 (13)4.3 密码比较和报警程序 (14)5 系统调试 (16)6 总结 (17)参考文献 (17)附录 (18)附录A 硬件原理图 (18)附录B 源程序清单 (19)1 概述随着科技的发展,单片机已不是一个陌生的名词,它的出现是近代计算机技术发展史上的一个重要里程碑,因为单片机的诞生标志着计算机正式形成了通用计算机系统和嵌入式计算机系统两大分支。
单片机单芯片的微小体积和低的成本,可广泛地嵌入到如玩具、家用电器、机器人、仪器仪表、汽车电子系统、工业控制单元、办公自动化设备、金融电子系统、舰船、个人信息终端及通讯产品中,成为现代电子系统中最重要的智能化工具。
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。
随着人们对安全的重视和科技的发展,许多电子智能锁(指纹识别、IC卡辨认)已在国内外相继面世。
但是这些产品的特点是针对特定的指纹和有效卡,只能适用于保密要求的箱、柜、门等。
而且指纹识识别器若在公共场所使用存在容易机械损坏,IC卡还存在容易丢失、损坏等特点。
加上其成本较高,一定程度上限制了这类产品的普及和推广。
鉴于目前的技术水平与市场的接收程度,电子密码锁是这类电子防盗产品的主流。
本文所涉及的是市场占有率最高的是MCS—51系列,因为世界上很多知名的IC生产厂家都生产51兼容的芯片。
到目前为止,MCS—51单片机已有数百个品种,还在不断推出功能更强的新产品。
本设计是基于单片机的密码锁设计方案,根据要求,给出了该单片机密码锁的硬件电路和软件程序,同时给出了单片机型号的选择、硬件设计、软件流程图、单片机存储单元的分配、汇编语言源程序及详细注释等内容。
基于以上思路,本次设计使用 ATMEL公司的 AT89C51 实现一基于单片机的电子密码锁的设计,其主要具有如下功能:(1)密码通过键盘输入,若密码正确,则将锁打开。
(2)报警、锁定键盘功能。
密码输入错误数码显示器会出现错误提示,若密码输入错误次数超过 3 次,蜂鸣器报警并且锁定键盘。
电子密码锁的设计主要由三部分组成:4×4 矩阵键盘接口电路、密码锁的控制电路、输出八段显示电路。
另外系统还有 LED 提示灯,报警蜂鸣器等。
密码锁设计的关键问题是实现密码的输入、清除、更改、开锁等功能:(1)密码输入功能:按下一个数字键,一个“-”就显示在最右边的数码管上,同时将先前输入的所有“-”向左移动一位。
(2)密码清除功能:当按下清除键时,清除前面输入的所有值,并清除所有显示。
(3)开锁功能:当按下开锁键,系统将输入与密码进行检查核对,如果正确锁打开,否则不打开。
主要的设计实施过程:首先,选用 ATMEL公司的单片机 AT89C51,以及选购其他电子元器件。
第二步,使用 DXP 2004设计硬件电路原理图,并设计 PCB 图完成人工布线(后因 PCB 板损坏决定采用万能板焊接的方法)。
第三步,使用Keil uVision3 软件编写单片机的 C 语言程序、仿真、软件调试。
第四部,使用 PROTEUS 软件进行模拟软、硬件调试。
最后,联合软、硬件调试电路板,完成本次课程设计。
2 系统总体方案设计2.1 任务分析根据设计要求,电子密码锁可以有数字电路控制完成,还可以由采用一种是用以AT89S51为核心的单片机控制方案。
相比之下,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。
2.2 方案设计采用一种是用以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,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2-1所示。
89C51单片机矩阵键盘控制AT24C02掉电存储串口显示电路输入错误锁定键盘延时报警控制电路开锁控制电路指示电路图2.1 单片机控制方案本方案采用一种是用以89C51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,实现基本的密码锁功能。
初步设计思路如下:输入密码用矩形键盘,包括数字键和功能键。
LED 数码管显示输入密码,用74JS247驱动数码管发光显示数码,用74LS138控制各位显示器分时进行显示。
用发光二极管代替开锁的电路,发光表示开锁。
输入密码错误次数超过3次,系统报警。
打开电源后,显示器显示“000000”,设原始密码为“123456”,只要输入此密码便了开门。
这样可预防停电后再来电时无密码可用。
按“C”键,清除显示器为“000000”。
欲重新设定密码,先输入密码在案“*”。
输入密码,再按“D”键。
若密码与设定密码相同,则开门。
否则显示器清为“000000”。
软件的设计主要包括键值的读取,LED显示程序,密码比较程序和报警程序。
3 硬件电路设计3.1 键盘电路设计使用矩阵键盘,所以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。
其原理如图3.1图3.1 矩阵键盘每一条水平(行线)与垂直线(列线)的交叉处不相通,而是通过一个按键来连通,利用这种行列式矩阵结构只需要N条行线和M条列线,即可组成具有N ×M个按键的键盘。
在这种行列式矩阵键盘非键盘编码的单片机系统中,键盘处理程序首先执行等待按键并确认有无按键按下的程序段。
当确认有按键按下后,下一步就要识别哪一个按键按下。
对键的识别通常有两种方法:一种是常用的逐行扫描查询法;另一种是速度较快的线反转法。
对照图3.1所示的4×4键盘,说明线反转个工作原理。
首先辨别键盘中有无键按下,有单片机I/O口向键盘送全扫描字,然后读入行线状态来判断。
方法是:向行线输出全扫描字00H,把全部列线置为低电平,然后将列线的电平状态读入累加器A中。
如果有按键按下,总会有一根行线电平被拉至低电平从而使行线不全为1。
判断键盘中哪一个键被按下使通过将列线逐列置低电平后,检查行输入状态来实现的。
方法是:依次给列线送低电平,然后查所有行线状态,如果全为1,则所按下的键不在此列;如果不全为1,则所按下的键必在此列,而且是在与零电平行线相交的交点上的那个键。
具体的功能设计如表3.1:表3.1 按键功能按键键名功能说明1-9键数字键输入密码* 键重设密码键设定新密码D键确定键比较密码# 键清除键使显示器清零3.2 LED显示电路本系统设计的显示电路是为了给使用者以提示而设置的。
本系统的显示采用串行显示的方式,只使用单片机的一个串行口,利用74LS247驱动数码管发光显示数码和74LS138控制位选信号,就可以完成单片机的显示功能,显示电路的电路原理图如图3.2所示。
用P0.0—P0.3接74LS247的A,B,C,D四端口,74LS247的输出口接LED 的七段显示;而P0.4—P0.6接74LS138的A,B,C三个输入口,74LS138的输出口接LED 的位显示。
通过软件实现数字和位控制。
图3.2 LED 显示电路用74LS247可以控制输出什么字型。
74LS247的逻辑功能表如表3.2:表3.2 74LS247的逻辑功能表十进制数 输入输出 字 型 A3 A2 A1 A0 QA QB QC QD QE QF QG 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 2 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 2 3 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 3 4 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 4 5 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 5 6 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 6 7 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 7 8 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 8 9 1119用74LS138控制位循环显示,其逻辑功能表如表3.3:表3.3 74LS138逻辑功能表C B A Y1 Y2 Y0 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1111111111 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 11111111113.3 开锁电路在本次设计中,基于节省材料的原则,暂时用发光二极管代替电磁锁,发光管亮,表示开锁;灭,表示没有开锁。