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基于单片机的密码锁设计与实现.doc

发布时间：2022-06-25 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：1.35M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    摘 要
    Abstract
    目 录
    第一章 引 言
    1.1 课题背景
    1.2 课题的目的和意义
    1.3 密码锁的优点及发展趋势
    1.4 毕业设计总体结构
    第二章 设计任务与方案
    2.1 本设计完成的工作
    2.2 可实现功能
    2.1 模块方案选择
    2.1.1 显示模块
    2.1.2 电源模块
    2.1.3 警报模块
    2.1.4 芯片模块
    2.1.5 存储模块
    2.2 小结
    第三章 硬件设计与实现
    3.1 主控制模块
    3.1.1 主控制AT89C51单片机结构
    3.1.2 单片机最小系统
    3.1.3 单片机管脚说明
    3.2 外部硬件电路设计
    3.2.1 电源接口
    3.2.2 键盘电路设计
    3.2.3 液晶显示电路设计
    3.2.4 存储芯片电路设计
    3.2.5 密码锁解锁电路
    3.2.6 报警电路
    3.3 小结
    第四章 软件设计方案
    4.1 主程序流图
    4.2 开锁软件设计
    4.3 小结
    第五章 系统的安装与调试
    5.1 安装步骤
    5.1.1 检验元件的好坏
    5.1.2 单片机DIP封装芯片
    5.1.3 放置、焊接各元件
    5.2 调试
    5.2.1 电源与接地检查调试
    5.2.2 晶振电路和复位电路调试
    5.2.3 按键部件调试
    5.3 小结
    结 论
    参考文献
    致 谢
    附录1 仿真原理图
    毕业设计说明书 基于单片机的密码锁设计与实现 学 专 院： 业： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 2019 年 06 月
    摘 要 摘 要 在这个发展速度日益增加的社会，科技的力量不断变大，现代人的安全防护 意识也不断提高，对于重要的资料和私人的文件、物品都希望被保护的很完善。 但问题是，现在依旧使用传统的机械类锁具，而这种锁具的安全性非常低，因此， 为了让人们对安全锁变得放心和信任，进行了密码锁的设计与实现。 所设计的密码锁利用的 51 单片机灵敏的控制技术，通过硬件与软件两部分 系统实现对电源连通控制、按键输入控制、字符显示控制、字符存储控制、电磁 锁的开锁控制以及蜂鸣器警报控制。 大致所实现功能为键盘电路用来设置密码以及项目运行时通过键盘输入正 确的密码来打开锁。液晶显示电路则用来显示输入的密码，每当按下数字键, 相 应的字符就显示在显示屏上。警报电路功能简单，电路简单，只有一个蜂鸣器和 一个二极管构成。一旦密码输入错误的时候，芯片通过控制此电路发出警报声并 点亮发光二极管，在此期间键盘会被锁定不会被执行任何操作。存储芯片存储解 锁密码以及所修改的密码。 关键词： 密码锁；控制电路；51 单片机 I
    Abstract Abstract In this society with the increasing speed of development, the power of science and technology is increasing, and the consciousness of safety protection of modern people is also increasing. For important materials and private documents, objects want to be protected very well. However, the problem is that the traditional mechanical lock is still used, and the security of this lock is very low. Therefore, in order to make people rest assured and trust the security lock, the design and implementation of the password lock are carried out. The designed password lock makes use of the sensitive control technology of 51 single chip microcomputer to realize the control of power supply connectivity, key input control, character display control and character storage control through the hardware and software two parts of the system. The unlocking control of the electromagnetic lock and the alarm control of the buzzer. The approximate function is that the keyboard circuit is used to set the password and the project run time to enter the correct password to open the lock. The LCD circuit is used to display the input password, and whenever the digital key is pressed, the corresponding characters are displayed on the display screen. The alarm circuit is simple in function and simple in circuit. It is only composed of a buzzer and a diode. Once the password is incorrectly entered, the chip emits an alarm and lights up the LED by controlling the circuit, during which the keyboard will be locked and no operation will be performed. The memory chip stores the unlock password and the modified password. Key words: password lock; control circuit; 51 single chip microcomputer II
    目 录 目 录 摘 要.................................................................................................................... I Abstract................................................................................................................ II 目 录................................................................................................................. III 第一章 引 言..................................................................................................... 1 1.1 课题背景............................................................................................. 1 1.2 课题的目的和意义............................................................................. 1 1.3 密码锁的优点及发展趋势................................................................. 1 1.4 毕业设计总体结构............................................................................. 2 第二章 设计任务与方案..................................................................................... 4 2.1 本设计完成的工作............................................................................. 4 2.2 可实现功能......................................................................................... 5 2.1 模块方案选择..................................................................................... 5 2.1.1 显示模块................................................................................. 5 2.1.2 电源模块................................................................................. 6 2.1.3 警报模块................................................................................. 6 2.1.4 芯片模块................................................................................. 6 2.1.5 存储模块................................................................................. 7 2.2 小结..................................................................................................... 7 第三章 硬件设计与实现..................................................................................... 8 3.1 主控制模块......................................................................................... 8 3.1.1 主控制 AT89C51 单片机结构................................................. 8 3.1.2 单片机最小系统..................................................................... 8 3.1.3 单片机管脚说明....................................................................11 3.2 外部硬件电路设计........................................................................... 12 3.2.1 电源接口............................................................................... 13 3.2.2 键盘电路设计....................................................................... 14 3.2.3 液晶显示电路设计............................................................... 16 3.2.4 存储芯片电路设计............................................................... 18 3.2.5 密码锁解锁电路................................................................... 19 3.2.6 报警电路............................................................................... 20 3.3 小结................................................................................................... 20 第四章 软件设计方案....................................................................................... 21 III
    目 录 4.1 主程序流图....................................................................................... 21 4.2 开锁软件设计................................................................................... 22 4.3 小结................................................................................................... 22 第五章 系统的安装与调试............................................................................... 23 5.1 安装步骤........................................................................................... 23 5.1.1 检验元件的好坏..................................................................... 23 5.1.2 单片机 DIP 封装芯片.............................................................24 5.1.3 放置、焊接各元件................................................................. 24 5.2 调试................................................................................................... 24 5.2.1 电源与接地检查调试............................................................. 24 5.2.2 晶振电路和复位电路调试..................................................... 25 5.2.3 按键部件调试......................................................................... 25 5.3 小结................................................................................................... 25 结 论................................................................................................................. 27 参考文献............................................................................................................. 28 致 谢................................................................................................................. 29 附录 1 仿真原理图.......................................................................................... 30 IV
    第一章 引 言 第一章 引 言 1.1 课题背景 在这个发展速度日益增加的社会，科技的力量不断变大，现代人的安全防护 意识的不断提高，在日常生活和工作中，一些重要的资料和私人的文件、物品都 希望通过锁被保护的很完善。如今锁对于现代人有很多意义，它能保护贵重的物 品甚至是人身的生命安全。因此一个安全锁的质量好不好将会直接关系到我们的 财产安全甚至是人身的安全。但问题是，现在大部分住宅依旧使用的传统的机械 类锁具，这种锁具的安全性非常低，因此，为了让人们对安全锁变得放心和信任， 市场上开始出现了电子数字密码锁。 根据课题的要求，利用 51 单片机芯片并通过输入密码来使密码锁实现开锁、 闭锁的任务。在现在，电子数字密码锁的类型有很多，它们所具有功能也比较齐 全。而且还在不断的完善。在一般情况下，除了简单的电路产品，现在流行的受 客户满意的还是基于单芯片具有成本效益的芯片数字密码锁。而这种芯片为中 心，基于程序的密码锁，它的功能和安全的，笨重的钥匙锁具已经远远赶超不过 了。这就是事实。 1.2 课题的目的和意义 在这个智能化高度发展的时代，越来越多的人适应并依赖于智能设备，它对 于我们的社会带来了可靠与便捷。智能的高端技术所带来的安全性是无所比拟 的。当然对于我国的电子密码锁技术或许能达到这种水平。但是能想象出几年后 随着性能和技术日趋完善，我们每个用户都可熟练应用智能化设备进行控制，而 这则需要我们不断地去学习更多的理论知识，不断去摸索检验所实现的。 现在我们和别的国家在这方面还有很大的差距，我们国家在这方面的技术还 不完善，在欧洲的一些发达国家，他们对于安全的重视提前了我们好几年，因此 在他们的市场上出现的电子数字密码锁的产品不仅技术性高而且样式种类也比 较繁多。但是还是因为当前各种密码锁的性价比不是那么使人满意，制作成本也 比较高。所以市场上主流的仍然是数字键盘式电子密码锁，期望以后通过我们的 不懈的探索与努力，让电子数字密码锁在我们国家广泛的普及。 1.3 密码锁的优点及发展趋势 (1) 安全性高。用电子数字功能来控制开关锁，有较高的智能性和稳定性。 1
    第一章 引 言 密码输入不匹配或输入次数过多都会引起警报，同时为了防止密码被盗的可能 性，用户可随时更换密码 (2) 成本低。市场上的电子密码锁大多是 200 到 1000 元不等，当然一个以芯 片为核心、价格比较低廉的密码锁安全性同千元的没有差别，只是在功能的差异 和锁具外观材料上有所不同而已。 (3) 功耗低。不管什么价格的数字密码锁，它所使用的电压多为 5v~12v，可 用干电池或蓄电池供电。 (4) 易操作。运行操作过程简略便易，只需输入正确的密码即可，而带有指 纹识别功能的操作更加便利。 发展趋势： 电子密码锁的产生打破了人们对于传统锁的依赖，由于电子密码锁的优越 性，现在不断被人所接受。并且随着科学技术的发展，让密码锁的功效和制作工 艺都上升更高的等级，尤其是能效更加完善的智能单片机的涌现。当单片机聚集 了多处优点的时候，市场上开始涌现了以微处理器芯片为智能核心的密码锁。这 种密码锁在原有的电子密码锁的基础上添加了智能化[15]的功能，让这种密码锁具 备了可靠的安全能力，从而使密码锁的应用前景变得更广泛，更大众化。应用在 教育、医疗、通讯、航空航天、导航装置、智能家居、娱乐等等各种领域。 市场上常见的密码锁： （1）红外遥控电子锁：使用 VS1838B 红外接收头来接收信号。利用遥控器上的 0 到 9 号数字键的密码输入。接受红外遥控信号开锁。 （2）指纹识别电子锁：1.采用指纹模块设计。2.开锁模式：实现指纹开锁和输入 密码开锁。3.可以添加指纹、删除指纹、实现指纹开锁。 （3）IC 卡电子锁：IC 卡电子锁的技术性含量高，安全性可靠。它内部有一个独 立的微处理器的单片机系统，用来控制内部的机械结构部分实现开锁。内部的单 片机系统可以被磁卡或外部控制设备进行编程，使用时就是利用存储在 IC 卡中 的信息进行控制。这种锁具内部结构复杂，内部的机械结构种类多样，因此制作 的成本很高，又因为 IC 卡内部精密，抗损坏性低，容易被外部的因素所损坏， 所以在现在的主流市场上得不到广泛应用。 1.4 毕业设计总体结构 本毕业设计总体结构包括： 1. 引言：介绍课题的研究背景、课题意义以及项目的发展趋势。 2. 设计任务与方案 2
    第一章 引 言 此节介绍了完成项目所需要的完成的工作，以及所研究的内容和设计所实现 的功能。此外本章节主要是说明在各功能实现中，所采取的不同设计方案。并对 不同硬件方案进行优缺点分析，根据项目需求、成本、所需性能和不同环境条件 对设备损耗等各方面条件进行评比，并最终决定采用何种方案完成项目的开发。 3. 硬件设计与实现 本节主要介绍了外部硬件电路，这些硬件电路构成了设计的主体，通过对硬 件电路的分析，说明每一个元器件的电路设计、工作原理、工作方式以及在实际 应用中所发挥的作用。 4. 软件的设计与实现 此章节对软件设计流程图进行解释说明 5. 系统的安装与调试 此章节主要详细讲解利用调试工具和调试方式发现项目电路中细小的问题 并找出问题的源头不断完善，并对调试过程及结果进行记录与分析，利于存在问 题可找出合理解决方案。 3
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