单片机原理与应用技术课程设计-基于单片机控制电子密码锁报告精选.doc

单片机原理与应用技术 课程设计报告（论文） 基于单片机控制的电子密码锁 专业班级：应用电子技术教育151班 姓　　名： 黄永进 时 间： 2017.11.06-2017.11.24 指导教师： 孔晓红 邵锋_ 张素君 2017年月日 目录 1 引言 1 2 总体设计方案 1 2.1 设计思路 1 2.1.1 方案确立 1 2.2 设计方框图 1 3 设计原理分析 1 3.1 单片机最小系统的设计 2 3.1.1 复位电路 2 3.1.2 晶振电路 2 3.2 显示电路的设计 2 3.3 矩阵按键的设计 3 3.3.1矩阵按键电路图 3 3.3.2矩阵按键说明 3 3.3.3矩阵按键原理 3 3.4 I2C电路的设计 3 4 结束语 4 参考文献 4 附录1电路原理图 5 附录2电路PCB图 6 附录3程序代码 7  基于单片机控制的电子密码锁 应教151班 黄永进 摘要：设计是采用STC89C52芯片控制一个三位一体的数码管，通过4x4矩阵按键来控制密码输入以及不同的系统指令来完成密码锁的密码输入和修改等，同时使用AT24C04芯片来实现掉电密码数据存储的功能。系统的核心控制主要是通过编写C语言来控制单片机实现。 关键词：单片机 矩阵 I2C 蜂鸣器 数码管 1 引言 随着科技的进步和社会的发展，安全隐患层出不穷，人们的安全意识逐渐提高，对锁的要求也随之提高。电子密码锁采用键盘输入密码，在具备传统锁的基础作用的同时，有更方便更安全的作用。本文对基于单片机的电子密码锁进行具体的介绍。该电子密码锁包含显示模块、按键举证、采用1到16位数密码，正确输入密码开锁，三次输错密码报警，修改密码这些功能。该设计具有成本低、易操作、功耗低、效率高等优点。 2 总体设计方案 2.1 设计思路 2.1.1 方案确立 （1）方案内容 该设计方案采用STC89C52芯片作为核心，配合数码管、矩阵按键、蜂鸣器等外围电路进行组合，组成电子密码锁系统。其中矩阵按键用来设置系统的密码和输入密码，数码管用于显示开锁状态和成功开锁的次数，最后用C语言程序控制其逻辑功能。 2.2 设计方框图 （1）设计框图如图1.1 图1 设计框图 3 设计原理分析 3.1 单片机最小系统的设计 3.1.1 复位电路 单片机复位电路就好比电脑的重启部分，当电脑在使用中出现死机，按下重启按钮电脑内部的程序从头开始执行。单片机也一样，当单片机系统在运行中，受到环境干扰出现程序跑飞的时候，按下复位按钮内部的程序自动从头开始执行。在本设计中也不例外，如图1.2中复位电路由电容串联电阻构成，并结合“电容电压不能突变”的性质，可以知道，当系统一上电，RST脚将会出现高电平，并且这个高电平持续的时间由电路的RC值来决定。典型的51单片机当RST脚的高电平持续两个机器周期以上就将复位，所以适当组合RC的取值就可以保证可靠的复位。 3.1.2 晶振电路 每个单片机系统里都有晶振（如图1.2中器件Y1），全称是叫晶体震荡器，在单片机系统里晶振的作用非常大，他结合单片机内部的电路，产生单片机所必须的时钟频率，单片机的一切指令的执行都是建立在这个基础上的，晶振的提供的时钟频率越高，那单片机的运行速度也就越快。本设计中晶振取12MHz，因为可以准确地得到9600波特率和19200波特率，用于有串口通讯的场合，12MHz产生精确的uS级时歇，方便定时操作。 图2 最小系统 3.2 显示电路的设计 本设计中的密码输入显示及系统状态的显示都是采用一个共阳极的三位一体的数码管实现。 图3 数码管 图4 三极管驱动 在电路中将三位一体数码管（如图1.3）的a b c d e f g脚通过分别串接一个电阻之后与单片机P2.0~P2.7连接，另外为了实现位选控制将三位一体数码管的DG1、DG2与DG3引脚通过三极管驱动（如图1.4）与单片机P3.1、P3.2、P3.3连接。 3.3 矩阵按键的设计 3.3.1矩阵按键电路图 图5 矩阵按键电路 3.3.2矩阵按键说明 表1 按键说明表 按键 键名 功能 0-9 数字键 密码输入 OP 开锁键 开启输入密码请求 DE 退格键 删除已输入的内容 SE 设置键 用户密码修改重置 EN 确定键 输入内容确定 AD 管理键 用于开启管理员权限 3.3.3矩阵按键原理 当无按键闭合时，P1.0~P1.3与P1.4~P1.7之间开路。当有键闭合时，与闭合键相连的两条I/O口线之间短路。判断有无按键按下的方法是：第一步，置列线P1.4~P1.7为输入状态，从行线P1.0~P1.3输出低电平，读入列线数据，若某一列线为低电平，则该列线上有键闭合。第二步，行线轮