基于51单片机的数字密码锁设计与制作.pdf

湖南商务职业技术学院毕业设计

目录

1产品功能分析1

2设计方案遴选1

2.1单片机的选择1

2.2人机交互输入器件的选择1

2.3数字储存芯片的选择1

2.4显示器件的选择2

2.5系统框图设计2

3产品硬件设计3

3.1STC89C51单片机核心电路设计3

3.2STC89C51单片机最小系统5

3.3按键电路设计5

3.4蜂鸣器电路设计6

3.5继电器驱动电路设计7

3.6LCD1602液晶显示模块电路8

4产品软件设计10

4.1主程序流程图10

4.2LCD1602液晶显示程序设计11

4.3产品程序清单11

5产品使用说明12

5.1产品装配图12

5.2产品调试13

5.3产品使用说明13

6产品设计技术标准14

参考资料15

附录16

附录1元器件清单16

附录2电路原理图17

I

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附录3PCB设计图18

附录4产品实物图19

附录5主程序代码21

II

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基于51单片机数字密码锁设计与制作

1产品功能分析

该密码锁利用51单片机的高性能和低成本，结合矩阵键盘、液晶显示器、

继电器等外围电路，实现了密码输入、显示、验证、开关门锁和报警等功能。

2设计方案遴选

通过老师的指导和自己探究电路设计中硬件模块的选择问题，分析了不同模

块的特点和优缺点，提出了一些选择原则和建议。我认为，合适的硬件模块是电

路设计的前提，它决定了电路的性能、稳定性和可靠性。因此，电路设计者应该

根据自己的需求和条件，综合考虑各种因素，选择最适合的硬件模块，以实现高

效、高质量的电路设计。

2.1单片机的选择

为了实现本次的设计目标，我选择了STC89C51单片机作为主控芯片。

STC89C51单片机是一款基于MCS-51内核的八位CMOS微处理器，它不仅保留了

MCS-51的指令集和寄存器结构，还增加了一些新的功能和特性。首先，它具有8k

在线编程Flash存储器，可以方便地对程序进行修改和更新，无需拆卸芯片。其

次，它还具有4k的EEPROM存储器，可以实现掉电数据保护，无需外接存储器。

再次，它的工作电压范围为2.7V~5.5V，功耗低，适合用于便携式设备。最后，

它的价格低廉，性价比高，易于采购和使用。综上所述，STC89C51单片机是一

款适合本次设计需求的主控芯片。

2.2人机交互输入器件的选择

采用矩阵键盘作为输入设备。矩阵键盘通过将按键的两端分别接到行线和列

线上，然后将每一条行线和列线连接到单片机上，通过程序算法进行读取按下的

是哪一个按键。这样做虽然增加了程序算法的难度，但是节约了单片机I/O口的

使用。

2.3数字储存芯片的选择

在本次设计中，我选择了一种基于AT24C02的数据存储方案，该方案能够有

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效地解决单片机内部EEPROM的局限性。AT24C02是一种2K位的串行电可擦可编

程只读存储器，它具有以下几个优点：首先，它的功耗很低，只需要0.1mA的工

作电流和1uA的待机电流，这对于节省电池寿命和降低成本非常有利；其次，它

的接口简单，只需要两根信号线就可以与单片机通信，无需额外的硬件支持；第

三，它具有写保护功能，可以通过引脚控制是否允许