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智能门锁控制电路_单片机.doc

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信息光电子科技学院 微机原理课程 综合设计 设计说明书 ——智能门锁控制电路
一、 设计概述 在日常的生活和工作中,家居住宅的安全防范、单位中文件档案、财务报表等资料保存, 多以上锁的方法予以解决。如果使用传统的机械式锁,人们需要多条钥匙,携带极不方便, 且存在钥匙丢失后安全性隐患。相对与传统机械式锁,密码锁以密码代替钥匙,且具有成本 低、安全性高、操作方便等特点。 本设计从经济实用的角度出发,采用 51 单片机和不易失存储器,以及外围电路,用汇 编语言编写主控芯片的控制程序,设计一款可多次修改密码且具有报警功能的智能门锁控制 器。本设计具有成本低,功耗低、简单易用、安全性强等特点,符合家居住宅,单位用锁的 要求,具有一定的推广价值。 二、 设计特点 本设计为基于 51 单片机的智能门锁控制电路,其设计特点如下: 1) 成本低,经济性好。只需一块 LCD 显示屏,一块微控制器及一些简单外围电路设备就 构成了一个人机界面友好的门锁控制系统。 2) 安全性高。密码可任意设定 1~15 位可变长度密码,当连续输入 3 次错误密码,键盘将 自锁一段时间并报警,以防恶意破解。 3) 按键功能完善。有输入清除键,退出,确定等完整按键。采用了常规的手机字母按键编 码方式,在主客人间互动留言时,可以输入英文,拼音的信息留言。 4) 实用性强。在实际应用时,可把 LED 换掉,加三极管驱动继电器控制电磁门锁即可。 三、 总体设计 本设计所要实现的功能: 1) 通过 4X4 矩阵键盘进行相关操作。 4X4 矩阵键盘按键功能排列如下所示: 1(: ! /) 2(ABC) 3(DEF) 修改密码 4(GHI) 5(JKL) 6(MNO) 留言 7(PQRS) 8(TUV) 9(WXYZ) 门铃
←退格 0(, . ') 确定(#) 退出 按键的排布采用常规的手机按键编码,便于用户输入。在密码输入状态下,键盘按键输 入为数字;在文字输入状态下,按键输入依次为上表所示,按确定进行下一个字符的输入。 2) 操作信息显示在液晶屏幕上,密码采用“ * ”代替,按“退出”键退出当前操作并返 回到主界面。 3) 密码可修改,且可设置为 1~15 位可变长度密码,掉电不失。 相对于一般密码锁的固定密码长度,长度可变大大增强其安全性。且按算法检测密码的 强弱程度,提高密码安全性。掉电后密码不会改变。 4) 输入三次错误密码自锁,且蜂鸣器报警鸣声。有效防止恶意套取密码。 5) 客人留言功能。客人可输入留言供主人查看,输入留言后,在主界面有相关提示。 6) 门铃功能。按下门铃后,蜂鸣器发声,且显示主人设定的留言供客人查看。 四、 硬件设计 硬件系统的总体设计图 输入模块 矩阵键盘 显示模块 LCD1602 储存模块 AT24C02 微处理模块 AT89C51 门锁驱动电路 报警电路 振荡、复位电路 硬件的组成 如图所示,本设计由微处理模块、输入模块、显示模块、储存模块、驱动和报警电路构 成。
微处理模块:采用 AT89C51 单片机,有 32 个 IO 口可供使用,满足本设计要求,且成本地、 运行功耗低,使用可靠。 显示模块:LCD1602 具有体积轻巧、功耗低、显示内容丰富等特点,可提供更好的人机操 作界面。 储存模块:AT24C02 具有掉电后数据不丢失的特点,用于储存本设计的用户设置密码,且 功耗低。 驱动和报警模块:由发光二极管和蜂鸣器组成。发光二极管亮即代表密码输入正确,驱动开 锁电路。输入密码错误,蜂鸣器鸣声报警。 五、 软件设计 程序流程图
开始 初始化变量,LCD 并进入主循环 N 按键? Y 0~9 数字键? N 向前清除键? Y Y N 退出键? N 留言键? N Y Y 密码达最大长度? Y N 提示并记录 返回 Y 返回 全部清除完? N 清除前一位密码 返回主界面 有无客人留言? N Y 留言按键选择 显示客人的留言信息 N 1? Y N 2? Y N 3 或退出? 返回 Y 主人输入留言 客人输入留言 退出? N 退出? Y N Y 保存信息并返回
Y 显示主人留言 信息,响铃 返回 门铃? N 确定键? Y 检查密码,正确? N N 密码错误 3 次? N Y 提示并开门 Y 提示密码错误,并等待退出 键盘自锁 30 分钟 循环 修改密码? Y 返回 N 旧密码输入正确? Y 输入新密码并再输入一次确定 两次密码一致? Y N 修改成功,等待退出 提示错误 保存并退出 返回
六、 界面功能说明 人机界面说明 开机界面。 在此界面输入正确密码,可打开门锁,提示如上所示 若输入错误密码,提示如上。连续输入三次次错误密码,将自锁一段时间。 上面为自锁时间的倒计时。在倒计时未到之前,按下矩阵键盘任何键都不能操作。 在主界面按下修改密码键可重新设置密码,先输入旧密码,再输入新密码。
再输入两次新密码且两次输入都相同的情况下,提示修改成功,并根据输入密码的信息,根 据自定义算法算出密码的强度。(当输入密码为 123 时,强度检测为 weak 弱) 当输入两次密码不相同时,提示如上,要再重新执行修改密码步骤。 在主界面下按下留言键,进入用户选择界面,可选择 Master (主人)或 Guest(来宾)。 选择 Guest(来宾)后,你可以输入留言以供主人查看。输入留言后,在主界面显示“¥” 以作提示,此情况下按留言键进行查看。 按下门铃键,显示主人设置好的留言,该留言在主界面进入留言功能后修改。
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