毕业设计-基于单片机的密码锁设计.docVIP

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 目 录 1 概述 1 1.1背景 1 1.2设计要求 2 2 总体设计 2 2.1方案的论证与比较 2 3硬件设计 4 3.1电路的功能单元设计 4 3.1.1开锁机构 4 3.2按键电路设计 5 3.2.1矩阵键盘电路 5 3.3显示电路设计 8 3.4AT24C02掉电存储单元的设计 9 3.5密码锁的电源电路设计 10 3.6设计总框图 11 3.7设计总体电路图 11 4软件设计 12 4.1模块介绍 12 4.1.1主程序模块 12 4.1.2键盘扫描及识别子程序 12 4.1.3调电存储服务程序 12 4.2程序流程图 13 附录：主程序 15 总结 21 致谢 21 主要参考文献 22 1 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。 有效按键提示。 90秒定时中断，输出控制信号，防止长时间无效操作。 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。 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。 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。 图3－1密码锁开锁机构示意图 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