摘要
近年来，美国的达拉斯半导体公司（DALLAS SEMICONDUCTOR）推出了一项特有的单总线（1-Wire Bus）技术，它采用单根信号线，既可传输时钟，又能传输数据，而且数据传输是双向的，因而这种单总线技术具有线路简单，硬件开销少，成本低廉，便于总线扩展和维护等优点。
本文设计了一种基于ATMega16单片机和iButton的电子锁的控制器，从硬件和软件两方面阐述了ATMega16单片机对iButton电子锁进行控制的设计方法。
首先，本文介绍了基于单总线的iButton电子锁的发展背景，单总线的原理以及现在国内外的iButton电子锁的发展现状。
其次，介绍了基于ATMega16和iButton的电子锁控制器的硬件设计。
再次，介绍了该系统的软件设计，包括对iButton仿真模拟器的软件设计。
最后，进行了系统的仿真和测试。
结果表明，该ATMega16单片机能够对iButton进行各种控制，因此该基于ATMega16和iButton的电子锁控制器的设计达到了设计的要求。
关键词：单总线,IButton,ATMega16
注：本设计题目来源于教师的企业科研项目，项目编号为：1920
Abstract
In recent days, an American company named Dallas Semiconductor had launched the unique 1-Wire Bus Technology, which could transfer the clock signal and data simultaneously. One signal wire is its tool, and the transmission of it comprises a bidirectional way. Owing to the special design, the 1-Wire Bus Technology operates with simple lines, low hardware expenses and costs, being available to expand the bus circuit and implement maintenance.
This paper designs a controller based on the ATMega16 microcontroller and iButton electronic lock, expounding how to control the iButton electronic lock by ATMega16 microcontroller from both the software’s and hardware’s sides.
At first, the development of the iButton electronic lock based on 1-Wire bus is introduced, accompanying the principle of 1-Wire Bus and the current condition of iButton electronic lock.
Second, the hardware design of the controller based on ATMega16 and iButton is introduced.
Third, the software design of the system is presented, including a simulative software of iButton.
Finally, the simulation and the test of the system are carried out.
The results show that the ATMega16 microcontroller is able to conduct various controls on iButton, which eventually implies the eligibility of the designed electronic controller
Key words:1-Wire Bus, iButton, ATMega16
目录
1绪论 (1)
1.1题目背景及目的 (1)
1.2国内外发展现状 (2)
1.2.1单总线技术 (3)
1.2.2多密钥iButton-DS1991 (4)
1.3论文的主要内容 (6)
2系统的硬件设计 (7)
2.1开发环境介绍—Proteus (7)
2.2A VR单片机简介 (8)
2.3系统硬件电路构成 (9)
2.3.1系统主控制器 (10)
2.3.2系统显示器 (11)
2.3.3系统单总线接线 (11)
2.3.4系统iButton模拟器 (12)
2.3.5系统控制键盘 (13)
3软件设计 (15)
3.1主控制器设计 (15)
3.1.1LCD显示器模块设计 (16)
3.1.2总线基本操作模块 (20)
3.1.3总线主要功能模块 (23)
3.2iButton模拟器设计 (26)
3.2.1模拟器总线基本操作模块 (27)
3.2.2模拟器主要功能模块 (28)
4系统的仿真 (31)
4.1主控制器ROM操作仿真 (31)
4.2主控制器存储器操作仿真 (32)
结论 (34)
参考文献 (35)
致谢 (36)
1绪论
1.1 题目背景及目的
门禁系统[1]发展到今天，旧式的机械门锁已逐步加上电子的成分，电子门锁已开始广泛地在一些机密单位、高级宾馆及宅区得到使用。在密码锁、磁卡、IC卡等名目纵多的电子门锁中,由于条形码、磁卡、IC卡等构成的数字识别系统存在着携带不便、易受损坏、不能应用于恶劣环境等不足[2]；指纹识别系统、人像识别系统有着很高的安全性，不存在以上所说的问题，但是，开发起来十分繁琐，且由于数据量大，由于iButton电子琐保密性强、使用方便、耐用，作为更新一代产品脱颖而出，引起了广泛内的关注。
iButton是Information Button的简称，它是一种能够授权给持有它的人的一种电子元件，每一颗iButton内的存储器是记录着一组独一无二的识别码（有64位二进制码组成）[3]，当iButton接触到门锁的蓝点接收器时，识别码便会被读出。iButton 的外型为纽扣状（形同纽扣电池状），封装在耐用的不锈钢外壳内，可在恶劣的环境中使用。除用它可加一个把做成钥匙外，还可以做在戒指上、或装在皮夹上等，使用十分方便。
iButton电子锁正是用iButton作为钥匙，当来到受管制的地方，只要将iButton 钥匙轻轻接触锁上的蓝点接收器，只要识别码与接收器中存的码相同，门即打开，便马上可以进出。除此之外，系统管理员还可以指定哪扇门，何时，由谁能够打开。储存锁内部的进出资料档可以记录最近的1240笔门锁操作记录。
iButton利用单总线技术来与外界沟通，数字化单总线技术[4] 是Dallas独特的单线传输协定。每个iButton LP中的DS3708都有一个MicroLAN脚，它可连到Host PC作为资料传输。因MicroLAN具有multidrop的功能，数个锁可同时连到Host PC，由Host PC监控。iButton电子提供online和offline两种操作模式。在online模式下，各个锁皆能够快速更新资料库，而相对应的分散式管理则意味着使用者能立即得到回应。iButton电子锁完全具备这两项条件。
iButton电子锁以其灵活方便的操作方式和极强的保密性能被广泛地利用于门
锁、车库锁、电梯控制、汽车防盗等领域[4]，必将成为新一代电子锁中的佼佼者。
本课题即以上述问题为出发点，设计实现了基于ATMega16和iButton的电子锁控制器，该系统不仅实现了ATMega16单片机对iButton的读写操作，而且能够迅速处理数据，并将处理结果通过友好的界面显示给用户，并且使用另一个单片机模拟iButton的输入输出时序和各种功能操作，这样在进行系统开发时便可在Proteus 这个软件里面仿真了，不用真的下载到开发板后再进行仿真，从而提高了系统开发的效率。
1.2 国内外发展现状
iButton是基于1-Wire总线技术发展起来的，1-Wire总线与目前多数标准串行数据通信方式如SPI/I2C/MICROWIRE不同，采用单根信号线，既传输时钟又传输数据，同时还为从机（Slave）提供寄生电源，数据传输是双向半工的。由于它只有一个信号线,因此具有节省I/O口线资源、结构简单、成本低廉、便于扩展和维护等优点[6]。基于以上的优点，国内外对1-Wire总线的开发已经十分广泛。例如，基于1-Wire信号采集系统、基于1-Wire总线的分布式温湿度测控系统、1-Wire总线协议的数字IC温度传感器等。
美国达拉斯半导体公司（Dallas Semiconductor Corporation）在99年推出的1种智能化信息载体信息纽扣（iButton），较好地解决了数字识别系统存在的这些问题，为开发更加完善、新颖的数字识别系统提供了技术支持和实现手段[7]。由于iButton方便、可靠的特点，越来越得到广泛的开发应用，美国的DALLAS公司一直在进行1-Wire的研制和开发，国内像远志科技公司就专门提供1-Wire完整的解决方案。iButton的应用包括替代现金用于小额交易、搬运系统、停车计时器、自动贩卖机、巡检系统、考勤门禁系统等。iButton采用直径17mm、厚3~6mm的钮扣状不锈钢外壳封装。内部由I/O处理器和存储器两个基本部分组成，某些应用于特殊场合的iButton还内置有感温、时钟。iButton以1-Wire规范作为通信协议，仅用1根数据线来实现与外界的信息交换。本文研究的内容就是对1-Wire总线和多密钥iButton的介绍,并设计基于ATMega16的iButton电子锁控制器。
1.2.1单总线技术
单总线技术(1-Wire)是Maxim全资子公司Dallas的一项专有技术。Dallas半导体公司1-Wire器件采用一种特殊的接口协议，通过单条连接线解决了控制、通信和供电，降低了系统成本并简化了设计。1-wire芯片包含多种功能的器件，例如电子标识、传感器、控制和存储等，既有各种传统的IC封装形式，还可提供超小型CSP、不锈钢恺装iButtons等新型封装。单总线(1-Wire)技术与目前多数标准的串行数据通信方式(如I2C串行总线)不同，它将地址线、数据线、控制线合为一根信号线，采用单根信号线双向传输，允许在这根信号线上挂上百个由Dallas公司提供的芯片控制的对象，具有节省I/O口线资源、结构简单、成本低廉、便于总线扩展等优点。
单总线的工作原理顾名思义，单总线即只有一根数据线，系统中的数据交换、控制都由这根线完成。设备（主机或从机）通过一个漏极开路或三态端口连至该数据线，以允许设备在不发送数据时能够释放总线，而让其它设备使用总线。单总线通常要求外接一个约为4.7kΩ的上拉电阻，这样，当总线闲置时，其状态为高电平。主机和从机之间的通信可通过3个步骤完成，分别为初始化1-wire器件、识别1-wire 器件和交换数据。由于它们是主从结构，只有主机呼叫从机时，从机才能应答，因此主机访问1-wire器件都必须严格遵循单总线命令序列，即初始化、ROM、命令功能命令。如果出现序列混乱，1-wire器件将不响应主机（搜索ROM命令，报警搜索命令除外）。
通常把挂在单总线上的器件称之为单总线器件，单总线器件内一般都具有控制、收/发、存储等电路。为了区分不同的单总线器件，厂家生产单总线器件时都要刻录一个64位的二进制ROM代码，以标志其ID号。目前，单总线器件主要有数字温度传感器（如DS18B20）、A/D转换器（如DS2450）、门标、身份识别器（如DS1990A）、单总线控制器（如DS1WM）等。这里介绍一种iButton形式的单总线器件，它是利用瞬间接触来进行数字通信的，这些器件的应用已经渗透到货币交易和高度安全的认证系统之中。IButton是采用纽扣状不锈钢外壳封装的微型计算机晶片，它具有抗撞击、防水渍、耐腐蚀、抗磁扰、防折叠、价格便宜等特点，能较好的解决传统识别器存在的不足，同时又可满足系统在可靠性、稳定性方面的要求。IButton主要有三种类型，分别是Memory iButton（存储器）；Java-powered
cryptographic iButton（加密型）；Thermochron iButton（温度型）。存储型iButton最大存储空间为64kB，可以存储文本或数字照片。加密型iButton是一种微处理器和高速算法加速器，可以产生大量需要加密和解密的数据信息，它的运行速度非常快，可与Internet应用相结合，并可应用于远程鉴定识别。温度型iButton可以测量温度变化，它内含温度计、时钟、热记录和存储单元等。
1.2.2多密钥iButton-DS1991
多密钥iButton DS1991是进行读/写操作的数据载体，它有三个独立的电子密钥，提供1,152位安全、非易失存储器。其外型如图1.1所示。每个密钥分区包括384位，具有独立的64位密码和公共识别区；密码区必须匹配才能访问安全存储器。数据按照1-Wire 协议传输，只需单条数据线和地回路。512位的暂存器能够保证安全存储器的数据完整性。数据首先写到能读回的暂存器；数据被校验确认后，发出复制暂存器命令，以便将数据传送到存储器。这个过程确保了在改变存储器内容时的数据完整性。每片
图1.1 iButton元件
DS1991内部都有在工厂光刻的48位序列码，为唯一的身份验证提供了保证，也确保了可绝对跟踪功能；DS1991的家族码是 02H。由于iButton采用了MicroCan 封装，所以具有防尘、防潮、抗震等特性，适用于在恶劣环境中工作。另外，工程技术人员操作起来也很方便；DS1991紧凑的纽扣外型使其可以自动对准相应的接收器。与DS1991配套的附件使其可以装在塑料钥匙环上、图像身份证上、印刷电
路板或任何其它表面平滑的物体上。应用领域包括：安全访问控制、银行存储借贷信息、工作进程的跟踪、旅行者的电子支票和私有资料的保存等。
每片DS1991都有唯一的64位ROM代码。6个特定的设备检测命令，包括3个中间结果暂存器命令：Write Scratchpad、Read Scratchpad和Copy Scratchpad；还有3个子密钥命令：Write Password、Write Subkey和Read Subkey。当选中某个从机设备后，存储器功能命令就会写入DS1991中。这些命令由三段组成，每段长为一个字节；第一个字节为功能代码段，它定义了6个可执行的命令；第二个字节是地址段，其中的前六位定义了命令的起始地址值，后两位是子密钥的地址代码；命令的第三个字节是第二个字节的补码。其暂存器命令和子密钥命令如下：
(1) 暂存器命令
DS1991中64位的读/写暂存器是没有密码保护的；它通常用于构建数据以进行校验，然后再复制到安全子密钥分区。
Write Scratchpad [96H]命令用于将数据输入到暂存器。
Read Scratchpad [69H]令用于提取来自暂存器的数据。
Copy Scratchpad [3CH]命令将指定的数据块从暂存器传递到选中的子密钥分区中。
(2) 子密钥命令
DS1991中的每个子密钥块都是单独地进行访问的。处理安全子密钥的数据读、写从命令指定的地址开始，处理过程持续进行直到从机设备复位或子密钥数据读、写完毕。
Write Password [5AH]命令用来向已选中的子密钥分区输入识别码和密码。
Write Subkey [99H]命令用来将数据输入到选中的子密钥中。
Read Subkey [66H]命令用于提取选中的子密钥区内的数据。
初次使用时，无法确定存储在从机设备里的密码，所以需要先对DS1991进行初始化。初始化时对选定的子密钥区利用Write Password 命令直接写入新的识别码和密码（而不必通过暂存器），一旦新的识别码和密码存入从机设备里，再进行修改时，就要通过暂存器。
一旦主机检测到在线应答脉冲，就可以发出4条DS1991支持的ROM功能命令。所有ROM操作命令的长度为8位。
Read ROM [33H]:此命令允许主机读取的8位家族码、48位唯一的序列号和8位CRC校验码。
Match ROM [55H]:此命令跟随64位ROM序列号，允许主机访问多从机总线系统中某个特定的DS1991。
Skip ROM [CCH]:此命令在单从机总线系统中允许主机直接访问存储器，而无须提供64位ROM代码，节省时间。
Search ROM [F0H]:此系统初次上电时，主机可能检测不出1-Wire总线上从机设备的数目和它们的64位ROM代码，而Search ROM命令能够使得主机通过排除法来检测出总线上所有从机设备的64位ROM代码。
1.3论文的主要内容
本设计在软件开发的过程中，尽可能的采用模块化的设计思想设计，构建“平台的模式”，便于仪器的调试、升级和移植。整个系统是在Proteus这个仿真软件里面进行仿真的。
第二章介绍了系统的硬件设计，包括控制器的发送单元和接收单元(模拟部分)、信号处理模块(数字部分)，界面显示方面等的器件选择和电路原理图。
第三章介绍了系统的软件设计，整个程序以模块化的思想设计，大致可有显示器初始化，显示，控制，单总线的初始化，读写操作等延时等几个模块供主控模块调用。其中大部分模块可以形成标准函数库，可方便地实现移植。
第四章对系统进行测试和仿真，对系统程序运行是否正确进行测试，并对系统的功能实现效果进行仿真。
2系统的硬件设计
由于系统是要实现ATMega16单片机对iButton电子锁的控制，硬件设计选用的环境是Proteus 6.7，Proteus是Labcenter出品的电路分析实物仿真系统，可仿真各种电路和IC，并支持单片机，元件库齐全，使用方便，是不可多得的好软件。
2.1 开发环境介绍—Proteus
PROSPICE是结合ISIS原理图设计环境使用的混合型电路仿真器。基于工业标准SPICE3F5的模拟内核，加上混合型仿真的扩展以及交互电路动态，PROSPICE 为您提供开发和测试设计的强大交互式环境。
其系统特性如下：
完全集成原理图布图环境；
以虚拟仪器以及用户可定义的动态元件支持基于曲线图和交互电路模型；
14种虚拟仪器：直流电压/电流表、交流电压/电流表、信号发生器、数字发生器、示波器、逻辑分析仪频率计数虚拟终端、SPI调试器、I2C调试器和逻辑探头；
独特的Proteus VSM技术以实现微处理器设计的协同仿真；
数字仿真:
事件驱动数字仿真模型定时,失灵以及浮空输入特性；
熔丝图模型允许从JEDEC文件中直接仿真PLD；
完全以定时信息设置TTL和CMOS模型；
一致性分析便易于嵌入系统的自动测试。
单片机技术是现代电子工程领域一门迅速发展的技术，应用于各种嵌入式系统中。单片机技术的发展和推广极大地推动了电子工业的发展，其在教学和产业界的技术推广仍然是当今业界的一个热点。单片机技术是现代电子工业中不可缺少的一项技术，掌握单片机技术是电子信息类专业学生就业的一个基本条件。过去，在单片机实验室的建设中基本都是采用硬件仿真系统，所以为了保证实验的顺利开设，同类型的硬件仿真开发系统就需要采购多套设备，这样硬件的投资成本相对较高，
然而使用单片机软件仿真系统，就可以大大减少硬件设备的采购，同时降低对硬件设备进行维护的工作量。根据以上的原因所以本系统采用Proteus这个软件进行硬件设计。
2.2 AVR单片机简介
单片机就是包括了中央处理器CPU（Contral Prosessor Unit）、随机存储器（Ramdom Access Memory）、只读存储器ROM（Read Only Memory）和各种输入输出的单芯片微机系统。
单片微型计算机也称为单片机，目前已被广泛地应用在自动测量、智能仪表、工业控制以及家用电器等各个方面。
A VR单片机是Atmel公司1997年推出的RISC单片机，RISC（精简指令系统计算机）是相对于CISC（复杂指令系统计算机）而言的。RISC并非只是简单地减去指令，而是通过使计算机的结构更加简单合理而提高运算速度的。RISC优先的选取使用频率最高的简单指令，避免复杂指令，并固定指令长度，减少指令格式和寻址方式的种类，从而缩短指令周期，提高运行速度。由于A VR单片机采用了RISC 的这种结构，使A VR系列的单片机都具备了1MIPS/MHZ（百万条指令每秒/兆赫兹）的高速处理能力。
A VR单片机吸收了DSP双总线的特点，采用Harvard总线结构，因此单片机的程序存储器和数据存储器是分离的，并且可对具有相同的地址的程序存储器和数据存储器进行。与传统的MCS51系列单片机相比，A VR单片机中，寄存器有32个通用工作寄存器组成，并且任何一个寄存器都可以充当累加器，从而有效的避免了累加器的瓶颈效应，提高了系统的性能[2]。
ATmega16是基于增强的A VR RISC结构的低功耗8位CMOS微控制器。由于其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间，ATmega16的数据吞吐率高达1MIPS/MHz，从而可以缓减系统在功耗和处理速度之间的矛盾。
ATmega16有如下特点:16K字节的系统内可编程Flash(具有同时读写的能力，即RWW)，512字节EEPROM，1K字节SRAM，32个通用I/O 口线，32个通用工作寄存器，用于边界扫描的JTAG接口，支持片内调试与编程，三个具有比较模式的灵活的定时器 / 计数器(T/C),片内/外中断，可编程串行USART，有起始条
件检测器的通用串行接口，8路10位具有可选差分输入级可编程增益 (TQFP封装 ) 的ADC，具有片内振荡器的可编程看门狗定时器，一个SPI串行端口，以及六个可以通过软件进行选择的省电模式。工作于空闲模式时CPU停止工作，而USART、两线接口、A/D转换器、SRAM、T/C、SPI端口以及中断系统继续工作；掉电模式时晶体振荡器停止振荡，所有功能除了中断和硬件复位外都停止工作；在省电模式下，异步定时器继续运行，允许用户保持一个时间基准，而其余功能模块处于休眠状态；ADC噪声抑制模式时终止CPU和除了异步定时器与ADC以外所有I/O模块的工作，以降低ADC转换时的开关噪声；Standby模式下只有晶体或谐振振荡器运行，其余功能模块处于休眠状态，使得器件只消耗极少的电流，同时具有快速启动能力；扩展Standby模式下则允许振荡器和异步定时器继续工作。
本芯片是以Atmel高密度非易失性存储器技术生产的。片内ISP Flash允许程序存储器通过ISP串行接口，或者通用编程器进行编程，也可以通过运行于A VR内核之中的引导程序进行编程。引导程序可以使用任意接口将应用程序下载到应用Flash存储区(Application Flash Memory)。在更新应用Flash存储区时引导Flash区(Boot Flash Memory)的程序继续运行，实现了RWW操作。通过将8位RISC CPU 与系统内可编程的Flash集成在一个芯片内，ATmega16成为一个功能强大的单片机，为许多嵌入式控制应用提供了灵活而低成本的解决方案。
2.3 系统硬件电路构成
图2.1 系统硬件结构图
本系统是以单片机为核心，组成一个集数据的采集、处理、显示及控制为一身的闭环控制系统，其原理图如图2.1所示。系统电路有单片机、控制键盘、单总线线路、LCD显示器和iButton模拟器五个部分组成。
2.3.1系统主控制器
系统的主控制器采用ATMega16单片机，如图2.2所示。
主控制器C口的第0位作为单总线链接的I/O口线，其执行与挂在总线上的单总线器件进行通信，负责数据的输入输出；
主控制器的A口高四位的I/O口与显示器的低四位的数据口相连接；而A.2口则链接到显示器的RS口，用于控制着与显示器交换信息时，数据输入输出的方向；
A.3口连接到显示器的使能驱动口，用于对显示器进行使能或否的控制，在系统运行期间该口一直是出于使能的。
图2.2 系统主控制器
主控制器的B口的第1，2位，作为系统控制键盘的输入口，用于控制主控制器对总线上的单总线器件iButton的操作。
2.3.2系统显示器
图2.3 系统显示器
该系统使用LM016L型号的LCD显示器，如图2.3所示。LM016L LCD显示器是一个2行16列液晶可显示2行16列英文字符，有8位数据总线D0-D7，RS，R/W，EN三个控制端口（共14线），工作电压为5V。没背光，和常用的1602B功能和引脚一样（除了调背光的二个线脚）,详细使用请查看LM016L的使用手册。
2.3.3系统单总线接线
本系统的单总线连接线路线路图如图2.4所示，由于Proteus6.7这个软件里面没有iButton的DS1991的仿真元件，在进行系统设计时采用另一个ATMega16的AVR单片机模拟iButton的时序。
使用另个单片机模拟iButton工作的过程中，如果按照单总线的接线方法进行接线，即主控制器的C0口通过上拉电阻，然后接到iButton模拟器上的单总线I/O 口中。在这样的情况下，当执行总线操作时，当主控制器输出低电平拉低单总线的电平时，由于没有真正的地线，所以在iButton模拟器上是感应不到电平的下降的，所以如果按照这种接法是无法实现单总线操作的。主控制器和iButton模拟器是无法通信的。
为了解决上述的问题，利用三极管，如图2.5的接法，当主控制器输出低电平时，反向器U3 B输出高电平，这时三极管Q2的基极也为高电平，三极管导通，iButton 模拟器的总线输入口上的电平给拉低，模拟器就能正确的读取主控制器的输出信
图2.4单总线接线图
号；同理当主控制器输出高电平时，由于三极管U3 B为阻断状态，模拟器的输入引脚上的电平也为高电平，这样就可以实现单总线上的电平能够被两控制器的引脚控制，控制器引脚又可释放总线，达到真正进行总线操作时电平的变化效果。
2.3.4系统iButton模拟器
在进行系统设计时由于Proteus这个软件里面没有iButton的单总线器件，要进行调试时不得不把程序下载到真实的硬件开发板上，这样设计起来不但成本高而且还增加了调试的难度、降低了设计的效率，因为使用硬件开发板进行仿真时，又要花时间制作开发板，每次程序修改都要花时间下载到开发板上来进行调试。所以为了方便设计利用另一个单片机模拟了iButton的输出时序，然后就直接在Proteus软件里面进行电脑的仿真和调试，这样就方便了很多，不必再去做开发板，而且调试起来也特别容易，大大提高了系统的开发。
该iButton模拟器的接线图如图2.5，仅使用ATMega16这个单片机的两个I/O 端口，其中B7口作为iButton元件在进行单总线操作时的输出口，而A7口则作为输入口，在这里是把iButton元件的单独的总线I/O口的功能分开，用两个单片机
的端口来实现其代替这两个功能。
图2.5 iButton模拟器接线图2.3.5系统控制键盘
图2.6 主控制器键盘接线
系统中的控制键盘实现了两个功能，读取在线的iButton元件的ROM和iButton 存储区操作时的密码验证。键R1实现ROM读取功能，键R2实现密码验证功能。具体接线图如2.6，主控制器的B0口接R2，B1口接R1。
以上就是系统的所有硬件接线的介绍，由于是在Proteus里面仿真，所以单片机的电源，地和晶振的接线都可以忽略。但是在实物上仿真时就必须按要求进行设计。
3软件设计
软件设计部分主要介绍一下主程序的设计方法，模拟器程序的设计方法。在开始介绍之前先对开发的语言和环境进行介绍一下。
软件编程是开发单片机应用系统中的一个重要环节。好的程序不仅能扩充单片机的功能而且还能提高系统的可靠性，便于系统的改进和功能的扩充。
对于A VR系列的单片机，既可以采用汇编语言编程，也可以采用BASIC和C 等高级语言编程。由于汇编语言编写的系统的程序可读性和可移植性都比较差，因此系统的调试工作比较困难，产品的开发周期也较长。为了提高系统应用程序的编写效率，缩短产品的开发周期，采用Basic和C等高级语言进行单片机应用程序的设计已经成为软件开发的一个主流，它不仅大大缩短开发周期，而且可以显著地增加软件的可读性，从而便于研制开发更大的系统。实践证明，采用高级语言进行单片机系统程序开发的效率要比使用汇编语言高几十倍。
C语言是一种编译性的结构化程序设计语言，它具有简单而强大的处理功能，具有运行速度快、编译效率高、移植性好和可读性强等多种优点，并且可以实现对系统硬件的直接操作，C语言支持自顶向下的结构化程序设计方法，并且支持模块化程序设计结构。
ICC A VR是ImageCraft公司针对A VR单片机而开发的一个C语言编译器，它采用符合ANSI标准的C语言来开饭单片机程序，并具有以下几个特点：
支持不带SRAM的单片机器件。
带嵌入式的应用程序编译器。
带全局优化器。
支持在线编程（STK200/300）。
因此本系统采用C语言进行设计，开发环境为ICC A VR。
3.1 主控制器设计
主程序设计采用的是循环的方式来进行，工作过程中不断查询是否控制按钮被按下。当有控制按钮被按下的时候，就调用相应的功能模块的程序以完成操作，进
行对总线上的iButton元件的数据交换，处理接收到的数据，并显示处理结果。图3.1所示的主控制器程序的流程框图。
图3.1 主控制器流程框图
3.1.1LCD显示器模块设计
系统为了更好实现人机操作界面，使用两行16位、型号为LM016L的LCD显示器，它能够很好的反映系统的运行状态。显示器模块的代码如下：
/*============================================================== // 函数功能：初始化LM016L
一概述 智能控制器是框架式空气断路器的核心部件，适用于50~60Hz电网，主要用作配电、馈电或发电保护，使线路和电源设备免受过载、短路、接地/漏电、电流不平衡、过压、欠压、电压不平衡、过频、欠频、逆功率等故障的危害；通过负载监控，需量保护，区域连锁等功能实现电网的合理运行。同时也用作电网节点的电流、电压、功率、频率、电能、需量、谐波等电网参量的测量；故障、报警、操作、电流历史最大值、开关触头磨损情况等运行维护参数的记录；当电力网络进行通讯组网时，智能控制器可用为电力自动化网络的远程终端实现遥测，遥信，遥控，遥调等，智能控制器支持多种协议以适用不同的组网要求。 二基本功能 对于M型无任何可选功能（加*的项目）时其功能配置为基本功能，如表1所示： 表1 基本功能配置 2.1.3 通讯功能 通讯功能为可选项，对于M型没有通讯功能，对于H型通讯协议可根据需要选择为Modbus,Profibus-DP,Device net.
2.1.4增选功能选择 增选功能为可选项，M型，H型都可以选择增选功能配置，不同增选功能代号与增选功能容如表2所示。 2.1.5 区域连锁及信号单元的选择 “区域连锁及信号单元”为可选项，M型、H型都可以选择信号单元的功能配置，当信号单元选择为S2，S3时，控制器具备区域连锁功能。 2.2 技术性能 2.2.1 适用环境 工作温度：－10℃～＋70℃（24h?平均值不超过+35℃） 储存温度：－25℃～＋85℃ 安装地点最湿月的月平均最大相对湿度不超过90%，同时该月的月平均最低温度不超过+25℃，允许由于温度变化产生在产品表面的凝露。 污染等级：3级。 (在和断路器装配在一起的情况下) 安装类别：Ⅲ。 (在和断路器装配在一起的情况下) 2.2.2工作电源 由辅助电源和电源互感器同时供电，保证负载很小和短路情况下控制都可以可靠工作。控制器的供电方式有下面3种方式：
浙江海洋学院课程设计任务书2008——2009学年第2学期 关于密码电子锁的课程设计
【摘要】：生活中人们常常为了忘带钥匙而苦恼，办公室门、防盗门、房门、楼道门，车锁等等，本设计研究如何实现密码锁控制电路，期望可以解决忘带钥匙的烦恼。密码电子锁由逻辑电路、小键盘、LED 显示和报警系统组成。系统能完成开锁、超时自锁并报警的基本密码锁的功能。一般是用预先设定的密码，用每个码位去控制触发器翻转，若码位按错则码位触发器不能翻转，一般还兼有电子门铃的功能。本系统成本低廉，功能实用，能给人们带来极大方便。 【关键词】：电子密码锁 D触发器逻辑门 LED灯 【目录】： 第一章、元器件的介绍 第一节、D触发器的介绍 第二章：密码电子锁的设计 第一节：密码电子锁的运行 第二节：密码电子锁电路工作原理 第三节：实验设备与器材 第三章：设计总结心得及参考文献 第一章、元器件的介绍
第一节、D触发器简介 1、D触发器的逻辑符号 左图为D触发器的逻辑符号。输入端由时钟信号端CP、数据信号端D、反相复位端R d和反相置位端S d组成，R d、S d控制信号分别从方框小圆圈处输人，表示低电 平控制信号有效。D触发器输出端由两个互为反相的Q端和Q非端组成。 2、D触发器逻辑功能表 右表为D触发器逻辑功能表。表中X表示 信号电平高低任意，符号↑表示时钟脉冲信号 由低电平上升为高电平的时刻，即时钟脉冲信 号上跳沿到来之时。当CP端和D端输人信号 任意时，若S d=0、R d=1，则Q=1，触发器处于 置位状态；若S d=1、R d=0，则Q=0，触发器为 复位状态；若S d=R d=0，则Q=1，Q非也为1， 触发器处于不定态。只有当S d=R d=1、CP端输 入时钟脉冲信号上跳沿到来之时，触发器才处于工作状态，若D=1，触发器便翻转到Q=1的高电平状态，若D=0，则Q=0，也就是时钟脉冲上跳沿到来之时，触发器便翻转到与D端在那一时刻电平相同的状态。当时钟信号处于下降沿或低电平状态时，触发器保持上一个时钟脉冲信号上跳沿到来之时触发器所翻转的状态，与D端控制信号电平无关。 3、D触发器工作波形图 右中图为D触发器工作波形图。在时钟端 CP第1个时钟脉冲信号上跳沿到来之时，触发 器会发生翻转，其翻转的状态由D端信号电平高 低来决定，此时D端为低电平，触发器还翻转在 Q端为低电平、Q为高电平的状态。在t2时刻， 虽然D端所施加的数据信号由低电平跃升到高 电平，但并不能使触发器发生翻转，直到t3时 刻，也就是CP端第2个时钟脉冲信号上跳沿到 来之时，触发器才发生翻转，由于上跳沿时刻之 前D端为高电平，Q端翻转到高电平。在t3～t4时刻之间，尽管数据端D的信号已由高电平下跌到低电平，在t5时刻CP脉冲信号由高电平跌至低电平，但是D触发器始终处于保持状态，直到t6时刻第3个脉冲信号上跳沿到来之时，触发器才发生翻转，由于D端为低电平，D触发器翻转到低电平状态。 4、D触发器逻辑功能
目录 目录............................................................... 错误!未定义书签。功能简述：.......................................................... 错误!未定义书签。 1. 产品介绍......................................................... 错误!未定义书签。 门禁系统基本组成部分........................................... 错误!未定义书签。 产品分类....................................................... 错误!未定义书签。 门禁软件特征................................................... 错误!未定义书签。 特色功能....................................................... 错误!未定义书签。 丰富的输入输出控制功能......................................... 错误!未定义书签。 多种控制模式................................................... 错误!未定义书签。 优越的远程控制功能............................................. 错误!未定义书签。 联动控制功能................................................... 错误!未定义书签。 报警事件....................................................... 错误!未定义书签。 系统安全性..................................................... 错误!未定义书签。 电子地图....................................................... 错误!未定义书签。 适用场合....................................................... 错误!未定义书签。 2. 硬件参数......................................................... 错误!未定义书签。 3. 门禁控制器接线................................................... 错误!未定义书签。 TCP/IP通讯方式门禁控制器接线示意图............................. 错误!未定义书签。 RS485通讯方式门禁控制器接线示意图.............................. 错误!未定义书签。 接线示意图补充说明............................................. 错误!未定义书签。 4. 门禁控制器联网示意图............................................. 错误!未定义书签。 485通讯控制器联网示意图........................................ 错误!未定义书签。 TCP/IP通讯控制器联网示意图..................................... 错误!未定义书签。 5. 工程规范图....................................................... 错误!未定义书签。 6. 布线要求......................................................... 错误!未定义书签。 7. 安装注意事项..................................................... 错误!未定义书签。 8. 门禁系统的使用................................................... 错误!未定义书签。 安装设置流程图................................................. 错误!未定义书签。 具体安装步骤及说明............................................. 错误!未定义书签。 扩展部分设置................................................... 错误!未定义书签。 9. 常见问题......................................................... 错误!未定义书签。附录一：............................................................ 错误!未定义书签。非接触式感应卡读卡器................................................ 错误!未定义书签。附录二：....................................................................... 封面3门禁与DVS联动拍照............................................................. 封面3
《数字电子技术基础》课程设计任务书 学生姓名：专业班级: 指导教师：工作单位： 题 数字式电子锁的设计与实现 目 初始条件: 本设计既可以使用集成电路和必要的元器件等， 也可以使用单片机系统构建数字密码电子锁。自行设计 所需工作电源。电路组成原理框图如图1数 字密码锁的实际锁体一般由电磁线圈、锁栓、弹簧和 锁柜构成。当线圈有电流时，产生磁力，吸动锁栓，即 可开锁。反之则不开锁。 图1数字式电子锁原理框图要求完成的主要任务： （包括课程设计工作量及技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 1、课程设计工作量：1周。 2、技术要求： 1）课程设计中，锁体用LED代替（如“绿灯亮”表示开锁，“红灯亮”表示闭锁）。 2）其密码为4位二进制代码，密码可以通过密码设定电路自行设定。 3）开锁指令为串行输入码，当开锁密码与存储密码一致时，锁被打开。当开锁密码与存储密码不一致时，可重复进行，若连续三次未将锁打开，电路则报警并实现自锁。（报警动作为响1分钟，停10秒） 4）选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路原理图，阐述基本原理。安装调试设计电路。 3、查阅至少5篇参考文献。按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规范。 时间安排： 1、___ 年—月一日，布置课设具体实施计划与课程设计报告格式的要 求说明。 2、年—月—日至_______ 年—月—日，方案选择和电路设计。 3、__ 年—月—日至________ 年—月—日，电路调试和设计说明书撰写。 4、年—月—日，上交课程设计成果及报告，同时进行答辩。
门禁系统操作手册门禁控制器接线原理图
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一．设备特性：1．485控制器特性第一部分门禁控制器硬件手册 门禁系统操作手册 485 门禁控制器使用标准的工业串口通信，通信距离可达1200 米，每个总线可以接255 台设备，使用485 集线器可以扩展多条总线。支持多达6 个输出和10 个输入。型号有单门、双门、4门等。 标准485（波特率9600）通讯； 大容量存储卡，54000 卡记录，60000 刷卡记录，10000 报警记录（控制器的记录保存在Flash 里面； 双存储器，卡数据、刷卡记录分别存储，数据不易丢失；在脱机状况下，如果记录（刷卡记录和报 警记录）超出容量，将覆盖最早的记录）； 开门时区设置多达16 组，且可以分别设定对应的多种开门方式，如卡、卡+密码、密码、双卡、首卡开门等； 支持远程操作开关门、远程开关火警、报警。支持软件锁门常闭功能； 支持多个报警事件的报警输出，如无效卡、无效时间、门报警、门开超时等； 默认支持2—4个weigend 读卡器，自动适应26、34、37协议； 支持多达6 个输出，分别控制门和报警输出联动； 多门控制器支持互锁、防潜返功能； 所有设备可以混合安装在一个系统里面； 配合软件支持考勤、实时在线巡更功能。支持多用户多机实时管理监控； 内置web 网页，同时可以网络实时监控； 2．T CP/IP控制器特性 以太网门禁控制器是专门为对通信要求比较高而设计的门禁设备。具有远程升级、远程初始化、数据 复位、防区功能的功能；可以扩展的485 接口空间；支持多达6个输出和10 个输入。是一个可以通过以太 网进行远程管理的门禁系统。型号有单门、双门、4门等。 标准10M TCP/IP 通讯； 大容量存储卡，支持远程升级版卡容量4000，刷卡记录4000，报警记录6000； 标准版卡容量54000，刷卡记录60000，报警记录20000（控制器的记录保存在Flash 里面。在脱
毕业设计（论文）开题报告题目：基于单片机的电子密码锁设计
一、选题的依据及意义 （一）选题依据 随着人们生活水平的提高和安全意识的加强，对安全的要求也就越来越高。锁自古以来就是把手护门的铁将军，人们对它要求甚高，既要安全可靠的防盗，又要使用方便，这是制锁者长期以来研制的主题。目前使用的电子密码锁大部分是基于单片机技术，以单片机为主要器件，其编码器与解码器的生成为软件方式。相比传统的机械式钥匙开锁携带不方便、安全性能差等特点，电子密码锁易操作、功能低等优势，使其越来越成为市场上的主流产品。如何实现家庭防盗这一问题也变的尤其的突出，传统的机械锁由于其构造的简单，被撬的事件屡见不鲜。电子密码锁是由电子电路控制锁体的新型锁具，它采用触摸键盘方式输入开锁密码，操作方便。触摸式电子锁的输入部分采用触摸开关（键盘输入），其优势在于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，无活动零件，不会磨损，寿命长等优点。本设计采用单片机MCS51作为单片机的核心单元，设计了一款具有本机开锁，密码更改和报警功能的电子密码锁。即简单又适用。根据单片机技术及相关原理,设计出一款以单片机为控制核心并融合了红外线技术的新型密码锁。该锁结合电子密码和光控的技术优势,摆脱了老式机械锁难更换,易损坏以及电子锁安全性不高的缺点,是一类极具发展前景新型锁。 （二）选题意义 在科学技术不断发展的今天，电子密码防盗锁作为防盗卫士的作用也日趋重要。针对平常锁具给人们带来的不便，若使用机械式钥匙开锁，则结构简单，安全性不好。为满足人们对锁的使用要求，增加其安全性，用密码代替钥匙的密码锁应运而生，电子密码锁是一种通过密码输入来控制电路或是芯片工作，从而控制机械开关的闭合，完成开锁、闭锁任务的电子产品。它的种类很多，有简易的电路产品，也有基于芯片的性价比较高的产品。现在应用较广的电子密码锁是以芯片为核心，通过编程来实现的。其性能和安全性已大大超过了机械锁。它的出现为人们的生活带来了很大的方便，有很广阔的市场前景，相信随着社会的进一步发展，它的方便，安全，实用，小巧，精致的特点会越来越得到人们的喜爱，是人们居家旅行必备之品。促进加深单片机原理及应用知识的掌握。促进加深数电、模电知识的掌握。熟悉单片机程序设计语言。熟悉PROTEL环境下设计一个单片机设计系统的方法，并熟练掌握KEIL和PROTEL联调技术。促进电子密码锁知识的普及和发展。 二、国内外研究现状及发展趋势（含文献综述） （一）国外研究 早在80年代，日本产生了最早的电子密码锁。随着日本的经济复苏，电子行业的快速发展，一些利用简单的门电路设计的密码锁出现了。这类的电路安全性差、容易破解，到了90年代，英国、意大利、德国、日本、加拿大、韩国以及我国的台湾、香港等地的微电子技术的进步和通信技术的发展为密码锁提供了技术上的基础，从而推动密码锁走向实际应用的阶段。采用AT24C02为掉电存储器的芯片，这种芯片稳定性高，成本低，还能扩展很多功能。加红外探测技术，指纹识别技术，语音识别技术，图像识别技术等。这些扩展的技术
天津大学网络教育学院 专科毕业论文 题目：电子密码锁的设计与制作 完成期限：2016年1月8日至 2016年4月20日 学习中心：嘉兴 专业名称：电气自动化技术 学生姓名：张伟强 学生学号：132092433077 指导教师：刘斌
电子密码锁的设计与制作 第1章方案选择和总体设计 1.1 国内外现状 目前，最常用的锁是20世纪50年代意大利人设计的机械锁，其机构简单、使用方便、价格便宜。但在使用中暴露了很多缺点：一是机械锁是靠金属制成的钥匙上的不同齿形与锁芯的配合来工作的。据统计，每4000把锁中就有两把锁的钥匙齿牙相同或类似，故安全性低。二是钥匙一旦丢失，无论谁捡到都可以将锁打开。三是机械锁的材料大多为黄铜，质地较软，容易损坏。四是机械锁钥匙易于复制，不适于诸如宾馆等公共场所使用。由于人们对锁的安全性，方便性等性能有更高的要求，许多智能锁（如指纹辨别、IC卡识别）也相继问世，但这类产品的特点是针对特定指纹或有效卡，但能适用于保密要求高且仅供个别人使用的箱、柜、房间，其成本一般较高，在一定程度上限制了这类产品的普及和推广。 随着人们生活水平的提高，电子密码防盗锁作为防盗卫士的作用日趋重要。电子密码防盗锁用密码代替钥匙，不但省去了佩戴钥匙的烦恼，也从根本上解决了普通门锁保密性差的缺点。根据国外的统计资料显示,装有电子防盗装置的商业区或居民区盗窃犯罪率平均下降30%左右。目前西方发达国家已经大量地应用这种智能门禁系统，但在我国的应用还不广泛，成本还很高。 1.2设计目标 利用51系列单片机为核心，采用矩阵键盘作为数字输入；6位数字密码显示；可重新设置新密码，EPROM存储密码，掉电不丢失；当输入密码与存储密码一致时，开锁，并响音乐，若连续三次输入错误，则报警灯亮并且蜂鸣器响。
泰尚门禁控制器使用说明书 广州泰尚信息系统有限公司
目录 一、前言 (1) 二、控制器与前端设备的安装与说明 (1) 1. 控制器的安装与说明 (1) 2. 控制器与锁电源箱的安装与说明 (1) 3. 控制器与读卡器的安装与说明 (2) 4. 控制器与锁的安装与说明 (3) 5. 控制器与门状态检测设备的安装与说明 (4) 6. 控制器与开门开关的安装与说明 (5) 7. 控制器与报警设备的安装与说明 (5) 8. 控制器与遥控设备的安装与说明 (6) 9. 控制器自定义扩展设备的安装与说明..........................错误！未定义书签。 三、门禁控制器的系统连接与说明 (7) 四、安装注意事项 (8)
一、 前言 广州泰尚门禁系列产品：标准版二门控制器、标准版四门控制器、专业版二门控制器、专业版四门控制器、专业版八门控制器等。此使用手册包含以上门禁系列产品的安装与使用说明。 标准版二门控制器参数 读卡器数量 2个 读卡器破坏报警 2路 读卡器蜂鸣器控制 2路 读卡器LED 控制 2路 读卡器接口 标准Wiegand 26bit 、32bit 、40bit 、44bit 门磁输入 2路（N.C 或者N.O 可设） 锁状态输入 2路（N.C 或者N.O 可设） 按钮输入 2路（N.C 或者N.O 可设） 辅助输入 2路（N.C 或者N.O 可设） 锁控制输出 2路（N.C 或者N.O 可设） 辅助输出 2路（N.C 或者N.O 可设） 识别方式 卡、密码、卡+密码、双卡开门、双卡+双密码 发卡量 10000张 保存数据记录量 10000条 通讯接口 10BaseT 以太网 联网距离 100m 传输速率 10Mb 工作电压、电流 12VDC ，0.5A 工作温度 0℃～70℃ 掉电数据保存 10年 外型尺寸 280m m×180m m×70m m 外壳 金属
微电脑控制器操作手册https://www.doczj.com/doc/2b12365307.html,work Information Technology Company.2020YEAR
微电脑程序控制器 操作手册
在使用本控制器之前，请先确定控制器的输入输出范围和输入输出种类与您的需求是相符的。 1. 面板说明 1.1 七段显示器 PV：处理值(process value)，红色4位显示 SV：设定值(setting value)，绿色4位显示 1.2 LED OUT1 ：第一组输出(Output1)，绿色灯 OUT2 ：第二组输出(Output2)，绿色灯 AT ：自动演算(Auto Tuning)，黄色灯 PRO ：程式执行中(Program)，黄色灯 ----- 只适用于PFY系列AL1 ：第一组警报(Alarm 1)，红色灯 AL2 ：第二组警报(Alarm 2)，红色灯 MAN ：输出百分比手动调整(Manual)，黄色灯 ※注意：当发生错误(Error)时，MAN灯会亮，并将输出百分 比归零 1.3 按键 SET ：设定键(写入设定值或切换模式) ：移位键(移动设定位数) ：增加键(设定值减1) ：减少键(设定值加1) A/M ：自动(Auto)/手动(Manual)切换键。 自动：输出百分比由控制器内部演算决定 手动：输出百分比由手动调整OUTL(在User Level中)决定 2 自动演算功能(Auto tuning) 2.2 需先将AT(在User Level中)设定为YES，启动自动演算功能。 2.3 自动演算结束后，控制器内部会自动产生一组新的PID参数取代 原有的PID参数。 ＊自动演算适用于控温不准时，由控制器自行调整PID参数。
目录 目录 (1) 功能简述： (4) 1. 产品介绍 (6) 1.1 门禁系统基本组成部分 (6) 1.2 产品分类 (6) 1.3 门禁软件特征 (6) 1.4 特色功能 (7) 1.5 丰富的输入输出控制功能 (8) 1.6 多种控制模式 (8) 1.7 优越的远程控制功能 (9) 1.8 联动控制功能 (9) 1.9 报警事件 (9) 1.10 系统安全性 (11) 1.11 电子地图 (11) 1.12 适用场合 (11) 2. 硬件参数 (12)
3. 门禁控制器接线 (13) 3.1 TCP/IP通讯方式门禁控制器接线示意图 (13) 3.2 RS485通讯方式门禁控制器接线示意图 (14) 3.3 接线示意图补充说明 (14) 4. 门禁控制器联网示意图 (17) 4.1 485通讯控制器联网示意图 (17) 4.2 TCP/IP通讯控制器联网示意图 (17) 5. 工程规范图 (19) 6. 布线要求 (19) 7. 安装注意事项 (19) 8. 门禁系统的使用 (19) 8.1 安装设置流程图 (19) 8.2 具体安装步骤及说明 (19) 8.3 扩展部分设置 (23) 9. 常见问题 (23) 附录一： (25)
非接触式感应卡读卡器 (25) 附录二：............................................................. 封面3门禁与DVS联动拍照................................................... 封面3
前言 欢迎您选用我公司门禁机，为了您正确、方便、快捷地使用本产品，同时更详细的了解本产品的功能，请您在使用本产品前认真阅读此说明书。 功能简述： 外观设计时尚优美，设备可与墙面设计装潢完美结合，更符合实际用户的需求。 真正网络版门禁，整套系统只需安装一个数据库，管理端无须安装数据库。按星期、按任意天数和按月排列的时段规律，彻底解决人员轮班，三班倒等问题。 采用符合外来发展趋势的TCP/IP协议（局域网）接口和RS485接口。 门禁控制系统具有脱机和联机两种使用功能，联网模式下可实现分权限、分部门管理、实时监控等。 门禁控制器兼容性更强，具备与国际标准wiegand-格式的各种类型的读卡器配套使用，可满足不同客户的实际需求。 门禁控制器允许接入wiegand格式读头1~4个，根据产品型号不同门内可接外出按钮或读卡器。 读卡类型：EM ，Mifare1、HID等市面主流的读卡类型。 防冲突、抗干扰设计原理，采用高标准贴片元器件生产，适合各种复杂环境，系统稳定性和可靠性更高。 自主知识产权，可提供开放式的二次开发通讯协议，大大方便了系统集成的需求。
开题报告 电气工程及其自动化 电子密码锁设计 一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 目前，最常用的锁是20世纪50年代意大利人设计的机械锁，其机构简单、使用方便、价格便宜。但在使用中暴露了很多缺点：一是机械锁是靠金属制成的钥匙上的不同齿形与锁芯的配合来工作的。据统计，每4000把锁中就有两把锁的钥匙齿牙相同或类似，故安全性低。二是钥匙一旦丢失，无论谁捡到都可以打开，三是机械锁的材料大多为黄铜，质地较软，容易损坏。四是机械锁钥匙易于复制，不适于诸如宾馆等公共场所使用。由于人们对锁的安全性，方便性等性能有更高的要求，许多智能锁（如指纹辨别、IC卡识别）也相继问世，但这类产品的特点是针对特定指纹或有效卡，但能适用于保密要求高仅供别人使用的箱、柜、房间，其成本一般较高，在一定程度上限制了这类产品的普及和推广。 在日常生活和工作中，住宅与部门的安全防范、单位的文件档案、财务报表以及一些个人资料的保存多以加锁的办法来解决，而钥匙丢失安全性即大打折扣。而且，由于传统的机械锁由于其构造的简单，被撬的事件屡见不鲜，因此也存在着很多安全隐患。随着科学技术的不断发展，人们对日常生活中的安全性的要求不断提高，用密码代替钥匙的密码锁应运而生。密码锁具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等优点。 在安全技术领域，具有防盗报警功能的电子密码锁逐渐代替传统的机械式密码锁，克服了机械式密码锁密码量少、安全性能差的缺点，使密码锁无论在技术上还是在性能上都大大提高一步。随着大规模集成电路技术的发展，特别是单片机的问世，出现了带微处理器的智能电子密码锁，它除了具有电子密码锁的功能外，还引入了智能化管理、专家分析系统等功能，从而使密码锁具有很高的安全性、可靠性，应用日益广泛。 随着人们对安全的重视和科技的发展，许多电子智能锁（指纹识别、IC卡辨认）已在国内外相继面世。但是这些产品的特点是针对特定的指纹和有效卡，只能适用于保密要求的箱、柜、门等。而且指纹识别器若在公共场所使用存在容易机械损坏，IC
一、设计目的 1.1课题简介 如何实现防盗是很多人关心的问题，传统的机械锁由于其构造简单，被撬的事件屡见不鲜，使人们的人身及财产安全受到很大威胁。电子密码锁是一种依靠电子电路来控制电磁锁的开与闭的装置，开锁需要输入正确密码，若密码泄露，用户可以随时更改密码。因此其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，可以满足广大用户的需要，现在广泛使用的有红外遥控电子密码锁，声控密码锁，按键密码锁等。 1.2课题研究目的 本设计是一种基于单片机的密码锁方案，根据基本要求规划单片机密码锁的硬件电路和软件程序，同时对单片机的型号选择、硬件设计、软件流程图、单片机存储单元的分配等都有注释。现在很多地方都需要密码锁，电子密码锁的性能和安全性大大超过了机械锁，为了提高密码的保密性，必须可以经常更改密码，以便密码被盗时可以修改密码。 本次设计的密码锁具备的功能：LED数码管显示初始状态“——————”，用户通过键盘输入密码，每输入一位密码，LED数码管相应有一位变为“P”，若想重新输入密码，只需按下“CLR”键。密码输入完毕后按确认键“#”，密码锁控制芯片将输入的密码与密码锁控制芯片中存储的密码相比，若密码错误，则不开锁，会有红灯亮提示，同时显示“Error”。若正确，则开锁，会有绿灯亮提示，同时显示“PASS”。用户可以根据实际情况随意改变密码值或密码长度，密码输入正确后可以按下“CHG”修改密码，输入新密码时每输入一位新密码相应有一位变为“H”，以便提示用户此时输入的是新密码，修改新密码时若想重新输入新密码只需按下“CLR”键即可。输入新密码后按确认键即修改成功，新密码写入单片机内部RAM中，以便以后用来确认密码的正确性。按下复位键，系统恢复初始状态，密码也恢复初始密码，本设计中初始密码是“096168”。 本次设计中硬件主要由我完成，软件主要由张振完成。
欢迎阅读 I 第1章系统简介 1.1系统功能简介 安全管理在近些年的现代企业管理中越来越受到管理者的关注。本系统实现门禁系统管理统一化、流程化， 并帮助客户实现运营安全。 ? 系统特点 ．强大的数据处理能力，能管理30000个人员的门禁数据，能连接100台设备。 ．形象而合理的操作流程融合了多年的门禁经验。 ．自动化的用户名单管理，使得管理更科学、高效。 ．建立在多级管理角色上的权限管理，能保证用户数据的保密性。 服务器硬件配置要求 ：主频2.0G 以上。 内存：1G 及以上。 硬盘：可用空间10G 及以上，推荐使用NTFS 的硬盘分区作为系统安装目录（NTFS 硬盘分区能提供更好的性能和更高的安全性）。 系统运行环境 可支持的操作系统：WindowsXP/Windows2003/WindowsVista/Windows7 可支持的数据库：MSSQLServer2005/MicrosoftAccess 系统功能模块介绍 本系统主要分为四大功能模块： 人事：主要包括两部分，一是部门管理设置，即设置公司的主要架构；二是人员管理设置，为系统录入人员，分配部门，然后进行人员维护管理。 设备：设置连接设备的通信参数，通信参数正确才能够与设备正常通信，包括系统中的设置和设备中的设置。 通信成功后就能查看到已连接设备的信息并能对设备进行远程监控、上传、下载等操作。 ? 备注：指静脉功能在系统的“设备”和“人员”界面显示。 门禁：基于C/S 框架的管理系统，能够实现普通门禁功能，通过计算机对网络门禁控制器进行管理，实现 对人员进出的统一管理。门禁系统是对已经登记用户的开门时间及权限进行设置；即在某个时间段内，在某些门 上，允许某些用户可以验证开锁。 1
单轴运动控制器操作手册 目录 一与外部驱动器及IO（输入输出）接线图 (4) 二用户管理操作 (5) 三系统参数设置 (6) 四IO（输入输出）设置 (7) 五系统自检操作 (10) 六手动操作 (12) 七编程操作 (14)
八自动执行 (17) 九指令详解 (18) 十电子齿轮计算及公式 (20) 十一编程案例 (23) 十二常见问题及处理 (28)
一与外部驱动器及IO（输入输出）接线图 1.控制器与步进驱动器或伺服驱动器的连接（红色线为1号线） 2.IO（外部开关及继电器）的接线图（红色线为1号线）
注：因输入采用低电平有效，若选用光电开关，则需要选择NPN型。二用户管理操作 注意：所有重要参数只有用户登录以后才可修改保存。防止他人随意更改参数，影响加工质量。 从主画面进入参数设置，并进入用户管理，进行密码输入。 输入用户密码，按确认键，若输入正确，则提示“用户登陆成功”，否则提示“密码错误，请重新输入”。用户密码出厂值为“123456”。用户登录成功后，则可进行加工参数的修改保存。否则加工参数不可修改保存。若进入此界面后，提示“用户已登录！”，表示用户登录成功。 然后直接按退出按键，对系统参数及IO设置进行编辑，编辑完成，再次进入用户管理，并选择用户退出，按确认键，当前参数设置里的内
容全部不可更改。若需要修改，再次进入用户管理进行登录。 注：用户密码可以修改。但是必须要记忆下新设的密码，否则加工参数将不可修改保存。 三系统参数设置 从主界面的参数设置里进入系统参数，通过移动光标，对光标所在位置进行数据修改。共分两屏，按“上页”“下页”键切换。 控制参数修改完毕可进入速度参数界面进行速度的参数修改，共2屏，修改方式同上。
电子密码锁的设计毕业论文 目录 1 绪论 (1) 1.1 引言 (1) 1.2电子锁简介 (2) 1.3电子密码锁的特点 (2) 1.4方案论证与比较 (3) 2 AT89C51单片机概况 (5) 2.1 AT89C51单片机的简介 (5) 2.2 AT89C51单片机的引脚 (6) 2.3 AT89C51单片机复位方式 (8) 3 电路的功能单元设计 (9) 3.1开锁机构 (9) 3.2按键电路设计 (10) 3.3显示电路设计 (12) 3.4AT24C02掉电存储单元的设计 (14) 3.5密码锁的电源电路设计 (15) 3.6设计总框图 (17) 3.7设计总体电路图 (18) 4 程序设计 (19) 4.1主程序流程图 (19)
4.2键盘扫描子程序模块 (20) 4.3数字处理程序模块 (21) 4.4开锁程序 (22) 4.5 密码设置程序 (23) 5 总结 (23) 致谢 (25) 参考文献 (26)
1 绪论 1.1 引言 在日常的生活和工作中, 住宅与部门的安全防、单位的文件档案、财务报表以及一些个人资料的保存多以加锁的办法来解决。若使用传统的机械式钥匙开锁，人们常需携带多把钥匙, 使用极不方便, 且钥匙丢失后安全性即大打折扣。随着科学技术的不断发展，人们对日常生活中的安全保险器件的要求越来越高。为满足人们对锁的使用要求，增加其安全性，用密码代替钥匙的密码锁应运而生。密码锁具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等优点。 在安全技术防领域，具有防盗报警功能的电子密码锁逐渐代替传统的机械式密码锁，克服了机械式密码锁密码量少、安全性能差的缺点，使密码锁无论在技术上还是在性能上都大大提高一步。随着大规模集成电路技术的发展，特别是单片机的问世，出现了带微处理器的智能密码锁，它除具有电子密码锁的功能外，还引入了智能化管理、专家分析系统等功能，从而使密码锁具有很高的安全性、可靠性，应用日益广泛。 随着人们对安全的重视和科技的发展，许多电子智能锁（指纹识别、IC卡辨认）已在国外相继面世。但是这些产品的特点是针对特定的指纹和有效卡，只能适用于要求的箱、柜、门等。而且指纹识识别器若在公共场所使用存在容易机械损坏，IC 卡还存在容易丢失、损坏等特点。加上其成本较高，一定程度上限制了这类产品的普及和推广。鉴于目前的技术水平与市场的接收程度，电子密码锁是这类电子防盗产品的主流。
数字电路设计实验报告 ——简易密码锁 学院： 班级： 学号： 姓名:
目录 ●任务要求 ●系统设计 ?设计思路 ?总体框图 ?分块设计 ●波形仿真及波形分析●源代码 ●功能分析 ●故障分析及问题解决●总结及结论
●任务要求 设计并实现一个数字密码锁，密码锁有四位数字密码和一个确认开锁按键，密码输入正确，密码锁打开，密码输入错误进行警示。 基本要求： 1、密码设置：通过键盘进行4 位数字密码设定输入,在数码管上显示所输入数字。通过密码设置确定键（BTN 键）进行锁定。 2、开锁：在闭锁状态下，可以输入密码开锁，且每输入一位密码，在数码管上显示“-”，提示已输入密码的位数。输入四位核对密码后，按“开锁”键，若密码正确则系统开锁，若密码错误系统仍然处于闭锁状态，并用蜂鸣器或led 闪烁报警。 3、在开锁状态下，可以通过密码复位键（BTN 键）来清除密码，恢复初始密码“0000”。闭锁状态下不能清除密码。 4、用点阵显示开锁和闭锁状态。 提高要求： 1、输入密码数字由右向左依次显示，即：每输入一数字显示在最右边的数码管上,同时将先前输入的所有数字向左移动一位。 2、密码锁的密码位数（4~6 位）可调。 3、自拟其它功能。 ●系统设计 设计思路 将电子密码锁系统分为三个部分来进行设计，数字密码输入部分、密码锁控制电路和密码锁显示电路。密码锁输入电路包括时序产生电路，键盘扫描电路，键盘译码电路等，将用
户手动输入的相关密码信息转换为软件所能识别的编码，作为整个电路的输入。密码锁控制电路包括相应的数据存储电路，密码核对电路，能够进行数值的比较，进行电路解锁，开锁，密码的重新设置等。密码锁显示电路包括将待显示数据的BCD 码转换成数码管的七段显示驱动编码，密码锁在相应的状态下的点阵输出以及蜂鸣器的报警输出。 总体框图 按复位键 键入初始密码0000 密码错误 密码正确 按确认键 按复位键 按确认键 密码锁显示电路 密码锁控制电路 数码管显示 报警电路 密码更改与密码设计电路 键入状态 闭锁状态 开锁状态 报警状态
江西理工大学应用科学学院 微机控制系统课程设计报告 题目：简易电子密码锁 姓名： 学号： 专业班级： 指导教师： 完成时间： 设计报告综合测试平时总评 格式（10分） 内容 （10分） 图表 （5分） 功能测试 （35分） 答辩 （20分） 考勤 （20分）指导教师签名：
目录 摘要.................................................... - 1 - 第一章系统概述.. (2) 第二章基本功能设计.................................... - 3 - 2.1 实验任务........................................ - 3 - 2.2 基本设计要求.................................... - 3 - 2.2.1 基本要求.................................. - 3 - 2.2.2发挥部分 .................................. - 3 - 2.3 主要元件介绍 (3) 2.3.1 P89C51芯片 (3) 2.4 系统框图 (5) 第三章硬件设计 (5) 3.1 硬件电路的设计 (5) 3.1.1 硬件工作接线口 (5) 3.1.2 LED显示器结构与原理 (5) 3.1.3 复位电路 (7) 3.1.4 振荡电路 (7) 3.1.5 按键设置 (8) 3.1.6 报警器和发光二极管 (9) 3.2 硬件电路图 (9) 第四章软件设计 (11) 4.1 系统软件设计 (11) 4.1.1密码开锁功能 (12) 第五章系统PROTUSE仿真图 (13) 第六章设计总结 (16) 参考文献 (17) 附录 (18)
双轴运动控制器操作手册 目录 一 与外部驱动器及IO（输入输出）接线图 (3) 二 用户管理操作 (4) 三 系统参数设置 (5) 四 IO（输入输出）设置 (6) 五 系统自检操作 (8) 六 手动操作 (9) 七 编程操作 (11) 八 自动执行 (13) 九 指令详解 (14) 十 电子齿轮计算及公式 (15) 十一 编程案例 (17)
十二 常见问题及处理 (19)
一与外部驱动器及IO（输入输出）接线图 1.控制器与步进驱动器或伺服驱动器的连接（红色线为1号线） 2.IO（外部开关及继电器）的接线图（红色线为1号线） 注：因输入采用低电平有效，若选用光电开关，则需要选择NPN型。
二 用户管理操作 注意：所有重要参数只有用户登录以后才可修改保存。防止他人随意更改参数，影响加工质量。 从主画面进入参数设置，并进入用户管理，进行密码输入。 输入用户密码，按确认键，若输入正确，则提示“用户登陆成功”，否则提示“密码错误，请重新输入”。用户密码出厂值为“123456”。 用户登录成功后，则可进行加工参数的修改保存。否则加工参数不可修改保存。若进入此界面后，提示“用户已登录！”，表示用户登录成功。 然后直接按退出按键，对系统参数及IO 设置进行编辑，编辑完成，再次进入用户管理，并选择用户退出，按确认键，当前参数设置里的内容全部不可更改。若需要修改，再次进入用户管理进行登录。 注：用户密码可以修改。但是必须要记忆下新设的密码，否则加工参数将不可修改保存。
三系统参数设置 从主界面的参数设置里进入系统参数，通过移动光标，对光标所在位置进行数据修改。共分4屏，按“上页”“下页”键切换。 控制参数修改完毕可进入速度参数界面进行速度的参数修改，共2屏，修改方式同上。 修改完成后，按参数保存进入参数保存界面，按确认键对当前修改完成的数据进行保存。若保存成功则提示“参数保存成功”。
电子密码锁的设计开题报 告 Final approval draft on November 22, 2020
科学技术学院 毕业设计（论文）开题报告题目：电子密码锁的设计 学科部：信息学科部 专业：电子信息工程 班级： 084电子 学号： 16 姓名：唐启 指导教师：胡斐 填表日期： 2011 年 11 月 21 日 一、选题的依据及意义： 单片机，亦称单片机微电脑或单片微型计算机。它是把中央处理器（CPU）、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、输入/输出端口I/O等主要计算机功能部件都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。计算机的产生加快了人类改造世界的步伐，但是它毕竟大，微计算机（单片机）在这种情况下诞生了，它为我们改变了什么纵观我们生活在各个领域，我们的生活中都离不开单片机。以前没有单片机时这些东西做，但是只能使用复杂模拟电路，然而这样做出来的产品不仅体积大，而且成本不高并且由于长期使用，元器件会不断老化，控制的精度自然达不到标准。单片机产生后，我们就将这些变为智能化了，我们只需要在单片机外围接一点简单的接口电路，核心部分只是由人为的写入程序来完成。这些产品体积小，成本低，长期使用不会担心精度达不到了，而且容易升级改善。 电子密码锁可以在日常生活和现代办公来完成，住宅与办公室的安全防范，单位的文件档案财务报表以及一些个人资料的保存等多种场合使用。大大提高了主人物资的安全性。目前使用的密码锁种类多，各具特色 二、国内外研究现状及发展趋势（含文献综述）：
在日常生活和工作中，住宅与部门的安全防范、单位的文件档案、财务报表以及一些个人资料的保存多以加锁的办法来解决。目前门锁主要用弹子锁，其钥匙容易丢失；保险箱主要用机械密码锁，其结构较为复杂，制造精度要求高，成本高，且易出现故障，人们常需携带多把钥匙，使用极不方便，且钥匙丢失后安全性即大打折扣。针对这些锁具给人们带来的不便若使用机械式钥匙开锁，为满足人们对锁的使用要求，增加其安全性，用密码代替钥匙的密码锁应运而生。它的出现为人们的生活带来了很大的方便，有很广阔的市场前景。由于电子器件所限，以前开发的电子密码锁，其种类不多，保密性差，最基本的就是只依靠最简单的模拟电子开关来实现的，制作简单但很不安全，在后为多是基于EDA来实现的，其电路结构复杂，电子元件繁多，也有使用早先的20引角的2051系列单片机来实现的，但密码简单，易破解。随着电子元件的进一步发展，电子密码锁也出现了很多的种类，功能日益强大，使用更加方便，安全保密性更强，由以前的单密码输入发展到现在的，密码加感应元件，实现了真真的电子加密，用户只有密码或电子钥匙中的一样，是打不开锁的，随着电子元件的发展及人们对保密性需求的提高出现了越来越多的电子密码锁。出于安全、方便等方面的需要许多电子密码锁已相继问世。但这类产品的特点是针对特定有效卡、指纹或声音有效，且不能实现远程控制，只能适用于保密要求高且供个人使用的箱、柜、房间等。由于数字、字符、图形图像、人体生物特征和时间等要素均可成为钥匙的电子信息，组合使用这些信息能够使电子防盗锁获得高度的保密性，如防范森严的金库，需要使用复合信息密码的电子防盗锁，这样对盗贼而言是“道高一尺、魔高一丈”。组合使用信息也能够使电子防盗锁获得无穷扩展的可能，使产品多样化，对用户而言是“千挑百选、自得其所”。可以看出组合使用电子信息是电子密码锁以后发展的趋势。 三、本课题研究内容： 本次设计就是通过单片机为主控电路，通过电路仿真而实现。首先使Professional 软件进行绘制硬件电路图，用keil软件进行编程与调试，最终生成hex文件，传入单片机内部，从而实现仿真效果。此次设计的电子密码锁能够实现自行修改和设定密码，密码按错报警功能。 四、本课题研究方案： 方案一：利用数字逻辑电路，运用各种门电路，计数器，触发器，锁存器，编码器，译码器等数字逻辑作实现电子控制。从而实现想要设计的电子密码锁功能。此方法设计简单，但硬件电路比较多，操作起来比较复杂。