电子密码锁毕业设计.docVIP

目录 1 引言 2 系统总体设计 2.1 方案 2.2 方案的比较 3 主要元器件介绍 3.1 MCS-51 单片机结构 3.2 单片机的构成 4 系统硬件构成 4.1 设计原理 4.2 控制器 4.3 矩阵键盘输入控制电路 4.4 按键电路设计部分 4.5 密码存储部分 4.6 显示部分 4.7 开锁部分 5 系统软件设计 结论 致谢 参考文献 图五 行列式键盘原理电路图 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。 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。 按键的操作面板如图所示。共计数字键10个，功能键6个。键盘上还有3个指示灯和一个蜂鸣器。 图六 按键操作面板示意图 10个数字键用来输入密码，另外6个功能键分别是：CLR、EN、F1、F2、F3、F4。其中CLR键的功能是当输入密码错误的时候，清除前面已经输入的数据，重新输入。EN键的功能是确认输入的密码。F1是管理模式切换键，当用户不小心三次输入密码都没有正确，键盘被锁定，这个时候就可以启动管理模式，使用管理员的密码来开门。F2是用来进入修改密码的状态。F3用来关闭显示器，一来可以节省电量，另外也可以防止不法分子偷窥密码。F4用来作电铃。 上面的3个指示灯L1、L2、L3是用来指示操作的状态：L1锁定及输入指示状态灯，正常的情况下显示红色，当键盘动作的时候，L1灯开始闪动，当键盘处于锁定状态时，指示灯也显示红色。L2开门指示灯，当用户在规定的时间内正确的输入了密码，此灯转变为绿色，表示开门，否则不显示。L3是管理员状态指示灯，当按下F1后，指示灯自动点亮。 面板上还有一个蜂鸣器，其中一个功能是用来指示操作的按键是否在成功的按下；另外一个功能是当用户输入密码错误的次数超过了3次，鸣笛以示报警。 4.5 密码存储部分 单片机在存储器的设计上，与共同特点是将程序存储器与数据存储器分开，他们有各自的寻址方式。51单片机内具有数据存储器，同时具有强大的外部存储扩展功能，存储器是单片机系统中的重要组成部分。在一片芯片内除了许多基本的记忆单元构成的存储矩阵外，还包括译码驱动电路，读写电路等。 图七 半导体存储器芯片的基本结构框图 4.6 显示部分 本系统设计的显示电路是为了给使用者以提示而设置的。考虑到为了节约单片机的口资源，本系统的显示采用串行显示的方式，只使用单片机的两个串行口，就可以完成单片机的显示功能，显示电路的电路原理图 图八 显示器原理图 显示器主显几个字符，给用户提供指示见图所示： O F F -- -- 2 图九 关闭状态 4.7 开锁部分 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。其原理结构如图所示： 图十 密码锁开锁结构示意图 当用户输入的密码正确而且是在规定的时间及次数输入之内，单片机便输出线号，送到开锁驱动电路，然后驱动电磁锁，到达开门的目的。 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、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。 图十一 密码锁开锁机构电路图 5 系统软件设计 5.1 软件设计 一个应用系统要完成各种功能，首先必须有较完善的硬件保证，同时必须得到相应合理的软件支持，许多由硬件完成的工作都可通过软件编程而代替。 因此 充分利用其内部丰富的硬件和软件资源，采用51系列单片机相对应的51汇编语言和结构化程序设计方法进行软件