毕业设计（论文）
基于单片机的电子密码锁设计The Design of Electronic Password-lock with SCM
学生姓名： XXX
所在院系： XXXX
所学专业：电子信息工程
所在班级： XXXXX
指导教师： XXXX
完成时间：
摘要
随着电子产品向智能化和微型化的不断发展，单片机已成为电子产品研制和开发中首选的控制器。随着人们生活水平的提高，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，安全性能低，无法满足人们的需要。
本文从经济实用的角度出发，采用美国Atmel公司的单片机AT89S51与低功耗CMOS型E2PROM AT24C02作为主控芯片与数据存储器单元，结合外围的键盘输入、显示、报警、开锁等电路，用C语言编写主控芯片的控制程序，设计了一款可以多次更改密码具有报警功能的电子密码锁。
经实验证明，该密码锁具有设计方法合理，简单易行，成本低，安全实用等特点，符合住宅、办公室用锁要求，具有推广价值。
关键词：单片机密码锁报警
ABSTRACT
As electronic products are developing towards intelligence and minimization,single-chip computer(SCM) have become the first choice for controllers in the development of electronic products.With the improvement of people’s living standards,it has become particularly prominent about how to achieve Anti-theft family.The traditional mechanical lock has such shortcoming as simple structure,low security,it can’t meet people’s demands.
For parcticality,this paper designs a new electronic cipher lock, which has the function of alarm and whose cipher can be changed many times. This cipher lock uses AT89S51 SCM and E2PROM AT24C02 as main chip and data memory cell . The author made this ciphor lock by use of making controlled program of Combined Language with periphery elect- rocircuit of keyboard input, display, alarm and unlock.
Experiments show that the designed cipher lock is characterized by its reasonable designing methods, simple operation, low cost and property of safety and practicality．Besides，it works well as a residence lock and has great potential for commercial development．
Key words:SCM Cipher lock Alarm
目录
1 引言 (1)
1.1 电子密码锁简介 (1)
1.2 电子密码锁的发展趋势 (1)
1.3 本设计所要实现的目标 (2)
2 设计方案的选择 (2)
2.1 方案一：采用数字电路控制 (2)
2.2 方案二：采用以单片机为核心的控制方案 (2)
3 主要元器件介绍 (3)
3.1 主控芯片A T89S51 (3)
3.2 存储芯片AT24C02 (7)
3.3 1602LCD液晶显示器 (8)
3.4 晶体振荡器 (10)
4 系统硬件设计 (10)
4.1 设计原理 (10)
4.2 电路总体构成 (11)
4.3 键盘输入部分 (11)
4.4 密码存储部分 (12)
4.5 复位电路 (13)
4.6 晶振部分 (14)
4.7 显示电路 (15)
4.8 报警电路 (15)
5 系统软件设计 (16)
6 仿真调试 (20)
6.1 程序调试 (20)
6.2 Proteus仿真 (20)
7 实物设计和调试 (21)
8 结论 (24)
谢辞 (25)
参考文献： (26)
附录一： (28)
附录二： (29)
1 引言
1.1 电子密码锁简介
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。其特点如下：
1) 保密性好，编码量多，远远大于弹子锁。随机开锁成功率几乎为零。
2) 密码可变，用户可以随时更改密码，防止密码被盗，同时也可以避免因人员的更替而使锁的密级下降。
3) 误码输入保护，当输入密码多次错误时，报警系统自动启动。
4) 无活动零件，不会磨损，寿命长。
5) 使用灵活性好，不像机械锁必须佩带钥匙才能开锁。
6) 电子密码锁操作简单易行，一学即会。
1.2 电子密码锁的发展趋势
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。
1.3 本设计所要实现的目标
本设计采用单片机为主控芯片，结合外围电路，组成电子密码锁，用户想要打开锁，必先通过提供的键盘输入正确的密码才能将锁打开，密码输入错误有提示，为了提高安全性，当密码输入错误三次将报警。密码可以由用户自己修改设定，锁打开后才能修改密码。修改密码之前必须再次输入密码，在输入新密码时候需要二次确认，以防止误操作。
2 设计方案的选择
2.1 方案一：采用数字电路控制
用以74LS112双JK触发器构成的数字逻辑电路作为密码锁的核心控制，共设了9个用户输入键，其中只有4个是有效的密码按键，其它的都是干扰按键，若按下干扰键，键盘输入电路自动清零，原先输入的密码无效，需要重新输入；如果用户输入密码的时间超过10秒（一般情况下，用户不会超过10秒，若用户觉得不便，还可以修改）电路将报警20秒，若电路连续报警三次，电路将锁定键盘2分钟，防止他人的非法操作。采用数字电路设计的方案好处就是设计简单但控制的准确性和灵活性差。故不采用。
2.2 方案二：采用以单片机为核心的控制方案
由于单片机种类繁多，各种型号都有其一定的应用环境，因此在选用时要多加比较，
合理选择，以期获得最佳的性价比。一般来说在选取单片机时从下面几个方面考虑：性能、存储器、运行速度、I/O口、定时/计数器、串行接口、模拟电路功能、工作电压、功耗、封装形式、抗干扰性、保密性，除了以上的一些的还有一些最基本的比如：中断源的数量和优先级、工作温度范围、有没有低电压检测功能、单片机内有无时钟振荡器、有无上电复位功能等。在开发过程中单片机还受到：开发工具、编程器、开发成本、开发人员的适应性、技术支持和服务等等因素。基于以上因素本设计选用单片机AT89S51作为本设计的核心元件，利用单片机灵活的编程设计和丰富的I/O端口，及其控制的准确性，实现基本的密码锁功能。在单片机的外围电路外接输入键盘用于密码的输入和一些功能的控制，外接AT24C02芯片用于密码的存储，外接LCD1602显示器用于显示作用。当用户需要开锁时，先按键盘开锁键之后按键盘的数字键0－9输入密码。密码输完后按下确认键，如果密码输入正确则开锁，不正确显示密码错误并发出报警；当用户需要修改密码时，先按下键盘设置键后输入原来的密码，只有当输入的原密码正确后才能设置新密码。新密码输入无误后按确认键使新密码将得到存储，密码修改成功。
可以看出方案二控制灵活准确性好且保密性强还具有扩展功能，根据现实生活的需要此次设计采用此方案。
3 主要元器件介绍
3.1 主控芯片A T89S51
AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。
3.1.1 AT89S51性能简介
AT89S51具有如下特点：40个引脚，4k Bytes Flash片内程序存储器，128 bytes 的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。
此外，AT89S51设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。
图3-1所示为双列直插式（PDIP）AT89S51单片机的引脚图：
图3-1 AT89S51芯片引脚图
其主要功能特性：
兼容MCS-51指令系统、4k可反复擦写(>1000次）ISP Flash ROM、32个双向I/O 口、4.5-5.5V工作电压、2个16位可编程定时/计数器、时钟频率0-33MHz、全双工UART 串行中断口线、128x8 bit内部RAM、2个外部中断源、低功耗空闲和省电模式、中断唤醒省电模式、3级加密位、看门狗（WDT）电路、软件设置空闲和省电功能、灵活的ISP字节和分页编程、双数据寄存器指针。
可以看出AT89S51提供以下标准功能：4K字节Flash闪速存储器，128字节内部RAM，32个I/O口线，看门狗（WDT），两个数据指针，两个16位定时器/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟。同时, AT89S51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU 的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式何在RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直接到一个硬件复位。3.1.2 AT89S51引角功能说明
Vcc：电源电压
GND：地
P0口：P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口，也即地址/数据总线复用口，作为输出
口用时，每位能驱动8个TTL逻辑门电路，对端口写“1”可作为高阻抗输入端口。在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。在Flash编程时，P0口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。
P1口：P1是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号校验期间，P1接收低8位地址。
表3-1为P1口的第二功能：
表3-1
P2口：P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2的输出缓冲级可驱动4个TTL 逻辑门电路。对端口写“1”,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流I。在访问８位地址的外部数据存储器（如执行：MOVX @Ri 指令）时，P2口线上的内（也即特殊功能）寄存器，在整个访问期间不改变。Flash 编程或校验时，P2也接收高位地址和其它控制信号。
P3口：P3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O口。P3口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对P3口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。作输入端口时，被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流I。P3口除了作为一般的I/O口线外，更重要的用途是它的第二功能，P3口的第二功能如下表3-2:
表3-2
RST：复位输入。当振荡工作时，RST引脚出现两个机器周期上高电平将使单片机复位。WDT益出将使该引脚输出高电平，设置SFR AUXR 的DISRTO 位（地址8EH）可打开或关闭该功能。DISRTO 位缺省为RESET输出高电平打开状态。
ALE/PROG：当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。即使不访问外部存储器，ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出的正脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目地，要注意的是：第当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH单元的D0位置位，可禁止ALE操作。该位禁位后，只有一条MOVX 和MOVC 指令ALE才会被激活。此外，该引脚伎被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE 无效。
PSEN：程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89S51由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN有效，即输出两个脉冲。当访问外部数据存储器，高有两次有效的PSEN信号。
EA/VPP：外部访问允许。欲使CPU公访问外部程序存储器（地址0000H－FFFFH），EA端必须保持低电平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被编程，复位时内部会锁存EA端状态。如EA端为高电平（接Vcc端），CPU则执行内部程序存储器中的指令。Flash 存储器编程时,该引脚加上＋12V的编程电压Vpp。
XTAL1：振荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端。
XTAL2：振荡器反相放大器的输出端。
3.2 存储芯片AT24C02
AT24C02是美国Atmel公司的低功耗CMOS型E2PROM，内含256×8位存储空间，具有工作电压宽(2.5～5.5 V)、擦写次数多(大于10000次)、写入速度快(小于10 ms)、抗干扰能力强、数据不易丢失、体积小等特点。而且他是采用了I2C总线式进行数据读写的串行器件，占用很少的资源和I／O线，并且支持在线编程，进行数据实时的存取十分方便。AT24C02中带有的片内地址寄存器。每写入或读出一个数据字节后，该地址寄存器自动加1，以实现对下一个存储单元的读写。所有字节均以单一操作方式读取。为降低总的写入时间，一次操作可写入多达8个字节的数据。I2C总线是一种用于IC器件之间连接的二线制总线。他通过SDA(串行数据线)及SCL(串行时钟线)两根线在连到总线上的器件之间传送信息，并根据地址识别每个器件。A T24C02正是运用了I2C规程，使用主／从机双向通信，主机(通常为单片机)和从机(AT24C02)均可工作于接收器和发送器状态。主机产生串行时钟信号(通过SCL引脚)并发出控制字，控制总线的传送方向，并产生开始和停止的条件。无论是主机还是从机，接收到一个字节后必须发出一个确认信号ACK。AT24C02的控制字由8位二进制数构成，在开始信号发出以后，主机便会发出控制字，以选择从机并控制总线传送的方向。图3-2（a）、（b）分别是SOIC和PDIP式AT24C02的引脚图：
（a） (b)
图3-2 AT24C02的两种引脚图
图3-3是A T24C02的电路接线图，图中AT24C02的1、2、3脚是三条地址线，用于确定芯片的硬件地址。在AT89S51试验开发板上它们都接地，第8脚和第4脚分别
为正、负电源。第5脚SDA为串行数据输入/输出，数据通过这条双向I2C总线串行传送，在AT89S51试验开发板上和单片机的P3.5连接。第6脚SCL为串行时钟输入线，在AT89C51试验开发板上和单片机的P3.6连接。SDA和SCL都需要和正电源间各接一个5.1K的电阻上拉。第7脚需要接地。
图3-5 AT24C02的电路接线图
AT24C02中带有片内地址寄存器。每写入或读出一个数据字节后，该地址寄存器自动加1，以实现对下一个存储单元的读写。所有字节均以单一操作方式读取。为降低总的写入时间，一次操作可写入多达8个字节的数据。
3.3 1602LCD液晶显示器
现在的字符型液晶模块已经是单片机应用设计中最常用的信息显示器件了。1602型LCD显示模块具有体积小，功耗低，显示内容丰富等特点。1602型LCD可以显示2行16个字符，有8位数据总线D0~D7和RS，R/W，EN三个控制端口，工作电压为5V，并且具有字符对比度调节和背光功能。
3.3.1 接口信号说明
1602型LCD的接口信号说明如表3-3所示：
表3-3
3.3.2 主要技术参数
1602型LCD的主要技术参数如表3-4所示：
表3-4
3.3.3 基本操作程序
读状态：输入：RS=L，RW=L，E=H
输出：D0~D7=状态字
读数据：输入：RS=H，RW=H，E=H
输出：无
写指令：输入：RS=L，RW=L，D0~D7=指令码，E=高脉冲输出：D0~D7=数据
写数据：输入：RS=H，RW=L，D0~D7=数据，E=高脉冲输出：无
3.4 晶体振荡器
晶体振荡器，简称晶振，其作用在于产生原始的时钟频率，这个频率经过频率发生器的放大或缩小后就成了电脑中各种不同的总线频率。以声卡为例，要实现对模拟信号44.1kHz或48kHz的采样，频率发生器就必须提供一个44.1kHz或48kHz的时钟频率。如果需要对这两种音频同时支持的话，声卡就需要有两颗晶振。但是现在的娱乐级声卡为了降低成本，通常都采用SCR将输出的采样频率固定在48kHz，但是SRC会对音质带来损害，而且现在的娱乐级声卡都没有很好地解决这个问题。现在应用最广泛的是石英晶体振荡器。
石英晶体振荡器是一种高精度和高稳定度的振荡器，石英晶体振荡器也称石英晶体谐振器，它用来稳定频率和选择频率，是一种可以取代LC谐振回路的晶体谐振元件。石英晶体振荡器广泛地应用在电视机、影碟机、录像机、无线通讯设备、电子钟表、单片机、数字仪器仪表等电子设备中。为数据处理设备产生时钟信号和为特定系统提供基准信号。在单片机中为其提供时钟频率。
石英晶体振荡器是利用石英晶体（二氧化硅的结晶体）的压电效应制成的一种谐振器件，它的基本构成大致是：从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片（简称为晶片，它可以是正方形、矩形或圆形等），在它的两个对应面上涂敷银层作为电极，在每个电极上各焊一根引线接到管脚上，再加上封装外壳就构成了石英晶体谐振器，简称为石英晶体或晶体、晶振。其产品一般用金属外壳封装，也有用玻璃壳、陶瓷或塑料封装的。只要在晶体振子板极上施加交变电压，就会使晶片产生机械变形振动，此现象即所谓逆压电效应。当外加电压频率等于晶体谐振器的固有频率时，就会发生压电谐振，从而导致机械变形的振幅突然增大。
4 系统硬件设计
4.1 设计原理
本设计主要由单片机、矩阵键盘、液晶显示器和密码存储等部分组成。其中矩阵键盘用于输入数字密码和进行各种功能的实现。由用户通过连接单片机的矩阵键盘输入密
码，后经过单片机对用户输入的密码与自己保存的密码进行对比，从而判断密码是否正确，然后控制引脚的高低电平传到开锁电路或者报警电路控制开锁还是报警，实际使用时只要将单片机的负载由发光二极管换成电子密码锁的电磁铁吸合线圈即可，当然也可以用继电器的常开触点去控制电磁铁吸合线圈。
本系统共有两部分构成，即硬件部分与软件部分。其中硬件部分由键盘输入部分、密码存储部分、复位部分、晶振部分、显示部分、报警部分、开锁部分组成，软件部分对应的由主程序、初始化程序、LCD显示程序、键盘扫描程序、启动程序、关闭程序、建功能程序、密码设置程序、EEPROM读写程序和延时程序等组成。
其原理框图如图4-1所示：
图4-1 电子密码锁原理框图
4.2 电路总体构成
在确定了选用什么型号的单片机后，就要确定在外围电路，其外围电路包括键盘输入部分、密码存储部分、复位部分、晶振部分、显示部分、报警部分、开锁部分组成，根据实际情况键盘输入部分选择4×4矩阵键盘，显示部分选择字符型液晶显示LCD1602，密码存储部分选用AT24C02芯片来完成，其原理图见附录一。
4.3 键盘输入部分
矩阵式键盘（也称行列式键盘）适用于按键数目较多的场合，它由行线和列线组成，按键位于行列的交点上，一个3×3的行列结构可以构成一个有9个按键的键盘。同理，
一个4×4的行列结构可以构成一个16键的键盘，很明显，在按键数量较多的场合，矩阵式键盘与独立式键盘相比，要节省很多I/O口线。按键设置在行列线交点上，行列线分别接到按键开关两端。行线通过上拉电阻接到+5V上。平时无按键按下时，行线处于高电平状态，而当有按键按下时，行线电平状态将由于此行线相连的该列线电平决定。该列线电平如果为低电平，则行线电平为低电平，该列线电平如果为高电平，则行线电平为高电平。这是识别矩阵键盘按键是否按下的关键所在。由于矩阵键盘中行列线为多键公用，各按键均影响该键所在的行列的电平。因此个按键彼此将相互发生影响，所以必须将行列信号配合起来比做适当的处理，才能确定闭合键的位置。其大体功能（看键盘按键上的标记）及与单片机引脚接法如图4-2所示：
图4-2 键盘输入原理图
4.4 密码存储部分
用E2PROM芯片AT24C02存储密码。AT24C02是美国Atmel公司的低功耗CMOS 型E2PROM，内含256×8位存储空间，具有工作电压宽（2.5～5.5V）、擦写次数多（大于10000次）、写入速度快（小于10ms）、抗干扰能力强、数据不易丢失、体积小等特点。而且它是采用了I2C总线式进行数据读写的串行器件，占用很少的资源和I／O线，并且支持在线编程，进行数据实时的存取十分方便。AT24C02中带有的片内地址寄存器。每写入或读出一个数据字节后，该地址寄存器自动加1，以实现对下一个存储单元的读写。所有字节均以单一操作方式读取。为降低总的写入时间，一次操作可写入多达8个
字节的数据。I2C总线是一种用于IC器件之间连接的二线制总线。他通过SDA(串行数据线)及SCL(串行时钟线)两根线在连到总线上的器件之间传送信息，并根据地址识别每个器件。AT24C02正是运用了I2C规程，使用主／从机双向通信，主机(通常为单片机)和从机(AT24C02)均可工作于接收器和发送器状态。主机产生串行时钟信号(通过SCL 引脚)并发出控制字，控制总线的传送方向，并产生开始和停止的条件。无论是主机还是从机，接收到一个字节后必须发出一个确认信号ACK。AT24C02的控制字由8位二进制数构成，在开始信号发出以后，主机便会发出控制字，以选择从机并控制总线传送的方向。其接线如图4-3所示：
图4-3 密码存储电路原理图
4.5 复位电路
单片机复位是使CPU和系统中的其他功能部件都处在一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作，例如复位后PC＝0000H，使单片机从第—个单元取指令。无论是在单片机刚开始接上电源时，还是断电后或者发生故障后都要复位。在复位期间（即RST为高电平期间），P0口为高组态，P1－P3口输出高电平；外部程序存储器读选通信号PSEN 无效。地址锁存信号ALE也为高电平。根据实际情况选择如图4-4所示的复位电路。该电路在最简单的复位电路下增加了手动复位按键，在接通电源瞬间，电容C1上的电压很小，复位下拉电阻R RST上的电压接近电源电压，即RST为高电平，在电容充电的过程中RST端的电压逐渐下降，当RST端的电压小于某一数值后，CPU脱离复位状态，由于电容C1足够大，可以保证RST高电平有效时间大于24个振荡周期，CPU能够可靠复位。增加手动复位按键是为了避免死机时无法可靠复位。当复位按键按下后电容C1通过R5放电。当电容C1放电结束后，RST端的电位由R5与R6分压比决定。由于R5＜＜R6，因此RST为高电平，CPU处于复位状态，松手后，电容C1充电,RST端电位下降，CPU 脱离复位状态。R5的作用在于限制按键按下瞬间电容C1充电，RST端电位下降，CPU
脱离复位状态。R5的作用在于限制按键按下瞬间电容C1的放电电流，避免产生火花，以保护按键触电。
图4-4 复位电路连接图
4.6 晶振部分
AT89S51引脚XTAL1和XTAL2与晶体振荡器及电容C2、C1按图4-5所示方式连接。晶振、电容C1／C2及片内与非门（作为反馈、放大元件）构成了电容三点式振荡器，振荡信号频率与晶振频率及电容C1、C2的容量有关，但主要由晶振频率决定，范围在0～33MHz之间，电容C1、C2取值范围在5～30pF之间。根据实际情况，本设计中采用12MHZ做为系统的外部晶振。电容取值为20pF。
图4-5 晶振部分原理图
4.7 显示电路
为了提高密码锁的密码显示效果能力。本设计的显示部分由液晶显示器LCD 1602取代普通的数码管来完成。接通电源后显示器处于初始状态，当需要对密码锁进行开锁时，按下键盘上的开锁按键后利用键盘上的数字键0－9输入密码，每按下一个数字键后在显示器上显示一个*，输入多少位就显示多少个*。当密码输入完成时，按下确认键，如果输入的密码正确的话， LCD子显示“correct”，电子密码锁被打开；如果密码不正确，LCD显示屏会显示“error”，电子密码锁不能被打开。通过LCD显示屏，可以清楚的判断出锁所处的状态。其显示部分引脚接口如图4-6所示：
图4-6 显示电路连接图
4.8 报警电路
报警电路由蜂鸣器及外围电路组成，加电后不发声，当有键按下时，“叮”声，每
按一下，发声一次；密码正确时，发声并接开锁；当密码输入错误小于三次时，蜂鸣器发一长声；当密码连续输入错误三次时，蜂鸣器连续发出短而急促的噪鸣声报警。如图4-7所示：
图4-7 报警电路
5 系统软件设计
本系统软件设计由主程序、初始化程序、LCD显示程序、键盘扫描程序、键功能程序、密码设置程序、EEPROM读写程序和延时程序等组成，程序源代码见附录二。
主要程序设计流程图如下所示：
(1)主程序设计流程图：如图5-1所示。
图5-1
820/810密码锁说明书 欢迎您选用电子智能防盗门锁 密码Mifare卡办公连到、家用智能安全门锁是IC一卡通系统组成部分之一，其使用的Mifare 卡可以用在其它一卡通设备上。 本门锁系统功能强大，使用灵活方便，（可加装门铃，本门锁可自行设置多达27种门铃声音；第二代居民身份证也可以成为你开门的钥匙，选配）可实现一卡多门，一门多卡的开门方式，并可将门锁设置成常开状态。房门假锁（门没有锁好）时、门锁会自动报警提示。密码、开门卡全部由用户自已删除和配制，最大限制地减少安漏洞。本系统采用Mifare卡，是一种普及型感应卡（如小区停车车场等）。本门锁适用于现代化办公室、写字楼、高级小区公寓、别墅等。 高级电子智能防盗门锁使用操作 Mifare卡密码办公室、家用门锁系统有以下两种开门模式： ?独立式：单独使用Mifare卡或密码可以开门 ?组合式：Mifare卡和密码同时使用才可以开门 注：1.本系统的门锁出厂初始化后的管理密码为12345678，开门模式为独立式。 1.1从独立式切换到组合式操作如下： 输入8位管理密码按钥匙键后再按6号键蜂鸣器长鸣5声，红蓝灯闪烁，再按钥匙键确认，蜂鸣器“嘀”长鸣一声，切换成功。若退出则按“*”号键； 1.2从组合式切换到独立式操作如下： 刷管理卡后输入8位管理密码按钥匙键，再按6号键蜂鸣器长鸣5声、红蓝灯闪烁，再按钥匙键确认，蜂鸣器：“嘀”长响一声，切换成功。若退出则按“*”号键； Mifare卡锁的操作指南 （1）管理卡 功能：设置和删除有效开门卡；可以开门。 （2）开门卡 功能：开门及设置通道锁 （3）机械钥匙 功能：紧急开门，配管理卡，清除管理卡 一．设置管理卡、删除管理卡 1.1在门锁初始化（按ＰＣＢ板开关约３秒后长鸣一声，松开手指，绿灯快闪进入配管理卡状态，此时读的卡即为管理卡，成功蜂鸣器“嘀”长响一声。同时注销原来的管理卡。最多可以设管理卡２张。 １.２用机械钥匙开门，并保持机械钥匙在开锁状态红３秒后长鸣一声，绿灯快闪进入配管理卡状态（开锁状态是指锁芯的斜舌和大方舌都缩入锁体内），松开机械钥匙，此时读卡即为管理卡，成功蜂鸣器“嘀”长响一声，同时注销原来的管理卡。最多可以设管理卡2张。 二、配开门卡 2.1.进入配钥匙状态 读管理卡，蜂鸣器“嘀”的响一声，电机转动，蓝灯闪烁，此时可以开门，开门后灯灭。若没有开门就进入配钥匙状态，此时读的卡即为开门卡。5秒内门锁如果没有检测到有效的IC卡，则蜂鸣器“嘀、嘀”两声短鸣。配钥匙结束。 2.2配钥匙操作过程 进入配钥匙状态后，用IC卡接近门锁的感应区，配钥匙成功蜂鸣器“嘀”长响一声。重复此操作可以配其它的开门卡。如果此卡已经存在，则蜂鸣器发出“嘀嘀”的2声短鸣。最多可以配200张卡。
LT-5000-PW 密码锁 韩式风格设计，外观精致大方，时尚典雅，采用先进的微波检查技术，即时卡片放在黑色钱包里也能读取，并杜绝红外检测易受外界光线影响的问题，读写卡距离远可达20~50mm 。 功能操作 密码、M1卡设置 目的步骤现象（操作成功时） 设置管理密码 ⑴进入编程：按“＊＃”输入出厂初使管理员密码 “123456”再按“＃” 键盘灯亮，数码管显示“00” ⑵按键“8＃”蜂鸣器“嘀~” ⑶输入新管理密码（6~12位任意数字），再按“＃”蜂鸣器“嘀~” ⑷再输入新管理密码，按“＃”蜂鸣器“嘀~”长鸣。 增加用户密码 ⑴进入编程：按“＊＃”输入管理员密码，按“＃”键盘灯亮，数码管显示“00” ⑵按键“7＃”蜂鸣器“嘀~” ⑶输入新的编号(一组密码对应一个编号，按顺序 编排不可重复，01~99两位数字)，再按“＃” 数码管显示“当前设置的编 号”，蜂鸣器“嘀~” ⑷输入新用户密码（6~12位数任意组合），按“＃”键蜂鸣器“嘀~” ⑸再次输入密码，“＃”确认蓝灯亮，蜂鸣器“嘀~”长鸣。 (6)如需再添加密码按“7＃”→输入新编号→输入 新密码→再次输入密码→按“＃”确认 删除用户密码 ⑴进入编程：按“＊＃”输入管理员密码，按“＃”键盘灯亮，数码管显示“00” ⑵按键“5＃”蜂鸣器“嘀~” ⑶输入用户编号（要删除密码的对应编号），按“＃”蜂鸣器“嘀~” ⑷再输入用户编号，按“＃”确认删除蓝灯亮，蜂鸣器“嘀~”长鸣。 ⑸如需继续删除密码按“5＃”→输入编号→再输编 号→按“＃”确认删除 增加M1卡 ⑴进入编程：按“＊＃”输入管理员密码，按“＃”键盘灯亮，数码管显示“00” ⑵按键“6＃”蜂鸣器“嘀~” ⑶输入用户编号（一张卡对应一个编码，按顺序编 排不可重复00~99两位数字），按“＃” 数码管显示“当前设置的编 号”，蜂鸣器“嘀~” 3
数字电路基础实验设计报告班级：521 姓名：李世龙 学号：2010052106 设计题目：四位数字密码锁 指导老师：张光普
四位密码锁 一设计任务：通过组合逻辑电路来实现四位密码锁功能。当输入正确的密码时LED灯亮但蜂鸣器不响，输入错误密码时ＬＥＤ灯不亮但蜂鸣器响。当关闭密码锁开关时无论输入什么样的密码LED灯都亮蜂鸣器都响。密码的输入由开关的闭合与断开控制高低电平进行密码的输入。 二设计原理： 开关J1，J2, J3，J4通过接低电平或者接入高电平进行密码的输入，J5为密码锁的开关当它接入高低电平来控制密码锁是否工作。其他的门电路来实现密码锁转换功能。
真值表 J5 J1 J2 J3 J4 ＬＥＤBUZZE R 0 ×××× 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 ０１ 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0 １０ 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 三测量和调试结果： 当J5接入电平密码锁处于非工作状态无论输入密码是什么ＬＥＤ灯都会亮起，蜂鸣器会一直响。当Ｊ５接入高电平时密码锁处于正常工作状态，当输入正确的密码１１００时即Ｊ１，Ｊ２接入高电平Ｊ３，Ｊ４接入低电平时ＬＥＤ灯会亮但蜂鸣器不会响，当输入其他密码时均为错误密码ＬＥＤ灯不亮蜂鸣器会响。 按照设计原理图接好电路后发现输入正确的密码LED灯会亮，但输入错误的密码和密码锁处于非工作状态时蜂鸣器不响。通过对电路的检查发现蜂鸣器的正负接反了重新改正电路，电路正常工作 设计任务完成 四参考文献
基于51单片机的简易电子密码锁 使用说明 一、实现功能： 1、设置6位密码，密码通过键盘输入，若密码正确，则将锁打开。 2、密码可以由用户自己修改设定（只支持6位密码），锁打开后 才能修改密码。修改密码之前必须再次输入密码，在输入新密 码时候需要二次确认，以防止误操作。 3、报警、锁定键盘功能。密码输入错误显示器会出现错误提示， 若密码输入错误次数超过3次，蜂鸣器报警并且锁定键盘。 4、AT24C02保存密码，支持复位保存，掉电保存功能。 二、按键说明 按键定义图
如图示：采用4X4键盘输入，键盘对应名称如下： 1 2 3 A 4 5 6 B 7 8 9 C * 0 # D 其中，【0—9】为数字键，用于输入相应的密码， 【*】号键为取消当前操作 【#】号键为确认 【D】键为修改密码 其它键无功能及定义 三、作用说明： 密码锁初始密码为：000000. 1、开锁：插上电源后，程序自动调入初始密码，此时依次输 入：000000，然后按【#】（确认）键，此时锁会打开，可以 看到显示open，密码锁打开。（如为自己焊接，请首次使用 输入：131420，对密码进行初始化，当显示出现：initpassword, 证明密码初始化完成，此时初始密码即为：000000）。 2、退出并关锁：按下【*】（取消）键，此时锁关闭，所有输 入清除。 3、修改密码：在开锁状态下，再次输入正确的密码并按下【#】 （确认）键，此时听到两声提示，输入新的六位密码并按【D】 （重设）键，再重复输入一次新密码并按【D】，会听到两
声提示音，表示重设密码成功，内部保存新密码并存储到AT24C02。（如两次输入的新密码不一样，则重设密码失败）。 4、报警并锁定键盘：当输入密码错误后，报警并锁定键盘3 秒，如3秒内又有按键，3秒再启动。 5、当重置新密码时，新密码会保存于AT24C02存储器里。 有任何问题请与我联系： QQ：331091810 E_mail：331091810@https://www.doczj.com/doc/3718361372.html, 旺旺ID：j_yongchao2008 淘宝店址：https://www.doczj.com/doc/3718361372.html,/
基于FPGA的四位电子密码锁设计与实现 摘要： 针对于传统密码锁安全性能低及可靠性差等问题,立足于芯片中数据存储的保密性,运用EDA技术自顶向下的设计方法,提出了基于FPGA的四位电子密码锁的设计与实现方法,所设计的四位电子密码锁具有解锁、密码修改、报警提示及液晶显示功能。设计分析与仿真结果表明,基于FPGA所设计的四位电子密码锁保密性更高、灵活性更好,使得数据存储的整体可靠性增强,为提高数据的保密性提供了新的解决方案。 关键词：密码锁;FPGA;保密性;EDA技术; Design and Implementation of 4-Bit Electronic Cipher Lock Based on FPGA WANG Guo-qiang LI Shang-fu WANG Fei XIE Li-li WANG Qin SUN Bai School of Electronic Engineering,Heilongjiang University; Abstract： Traditional lock faces safety problem of low performance and poor reliability. Based on the data stored in the chip of confidentiality,and using EDA technology top-down design approach,we proposed the design and implementation of a 4-bit FPGA-based electronic lock,which provides unlock,passwordchange,alarm and LCD functions.Design analysis and simulation results show that the designed FPGA-based electronic lock provides better confidentiality,flexibility and reliability for data storage.This approach provides a novel solution for improving data confidentiality. Keyword： Coded lock;FPGA;Confidentiality;EDA technology; 0 引言 随着时代的发展,人们生活水平逐步提高,同时安全意识也日益增强,如何实现家庭防盗这一问题就尤其突出。传统的机械锁由于其构造简单,锁芯直接外露,导致被撬的事情比比皆是。因此,随着电子技术工业的发展,数字电子技术已经深入到人们的日常生活中,层出不穷的电子产品也向着高端方向发展,电子密码锁也就应运而生,在生活安全领域,具有防盗、报警功能的电子密码锁完全打破了机械密码锁的密码量少和安全性差的缺点[1]。 电子密码锁的复杂性,需要设计专门的电子电路和技术,许多相关研究机构和组织的科研人员进行了大量研究。目前该领域的研究主要集中在如何使电子密码锁体积缩小、可靠性
《微机原理及接口技术》 课程设计说明书 课题：门禁电子密码锁 专业：通信工程 班级：**** 姓名：****** 学号： 指导老师：
目录 一、设计任务 (3) 1、设计题目 (3) 2、设计目的 (3) 3、设计任务 (3) 4、设计基本要求 (3) 二、总体方案设计与论证 (4) 1、总体方案设计 (4) 2、按键消抖方案设计与论证 (4) 3、按键检测方案设计与论证 (5) 4、数码管显示方案设计 (5) 三、总框图及总体软件设计说明 (5) 1、系统总框图 (5) 2、硬件模块功能说明 (5) 3、软件设计说明 (6) 四、局部程序设计说明 (7) 1、按键检测程序 (7) 2、拆字程序 (8) 3、显示程序 (10) 4、核对密码程序 (11) 5、中断服务程序 (14) 五、系统资源分配 (15) 六、系统功能与操作说明 (16) 七、调试记录及调试结果 (17) 八、课程设计总结 (17) 附录 (18)
一、设计任务 1、设计题目：门禁电子密码锁 2、设计目的：通过小型微机应用产品的设计与调试过程，运用《微机原理 及接口技术》课程所学的基本知识，在设计中加以应用，进而得到理解、巩固和提高发展，通过实践的过程学习掌握分析与解决实际问题的方法与手段，提高设计、编程与调试的实际动手能力，作为工程技术工作的一次基本训练。 3、设计任务：设计一个以单片机为核心的门禁密码锁。具有密码开锁，不 同权限的密码修改、密码输入安全设置、开门时段管理等功能。编程并在单片机实验板上模拟调试实现。 4、设计基本要求： 1、开机进行接口部件及数码显示器、指示灯、讯响器等自检。 2、密码分为管理员密码和用户密码：管理员密码为8位0~9的数字，而 用户密码为6位0~9的数字。 3、设置“0”~“9”的数字键及“ESC”和“ENT”等功能键。对按键输入 信号须进行软件消抖处理。 4、工作模式： （1）常态：数码管显示时钟。 （2）开锁模式：需输入6位数字为0~9的密码进行开锁。密码数字可以由管理员事先设置保存共普通用户使用。 （3）管理员操作模式：需输入8位0~9的密码，可以进行修改用户密码、修改管理员密码、修改进门时段等功能。 5、常态下，八位LED 7段数码管显示时钟信息可包括小时、分钟、秒钟。 6、只要按下0~9的数字键则转入开锁状态，每按一个数字键使数码管从 左到右逐次显示“—”。 7、如果输入的密码为6位则和用户密码进行匹配，匹配一致则开锁，如 果输入的密码为8位则和管理员密码进行匹配，匹配一致则进入管理员操作模式。 8、在密码输入状态下，输入满6位或8位密码数据后，按“ENT”键才能 进行密码匹配，如果没满6位或8位数字密码，按“ENT”则不作响应。 9、输入的用户密码如果匹配则相应指示灯亮并且电动开门电磁铁线圈通 电1S开门后返回常态；如果输入不正确，则提示“E”，3S后返回常态，等待下一轮的密码输入。
专业工程设计说明书 题目：4位电子密码锁设计 院（系）：电子工程与自动化学院 专业：测控技术与仪器（卓越） 学生姓名：蔡伟航 学号：1200820206 指导教师：黄源 2015年1月16日
锁是置于可启闭的器物上,用以关住某个确定的空间范围或某种器具的,必须以钥匙或暗码打开的扣件。锁具发展到现在已有若干年的历史了，人们对它的结构、机理也研究得很透彻。随着社会科技的进步，锁已发展到了密码锁、磁性锁、电子锁、激光锁、声控锁等等。当今安全信息系统应用越来越广泛，特别在保护机密、维护隐私和财产保护方面起到重大作用，而基于电子密码锁的安全系统是其中的组成部分，因此研究它具有重大的现实意义。 本设计由主控芯片51单片机，单片机时钟电路，矩阵键盘，数码管的动态显示，报警电路和开锁电路组成。单片负责控制整个系统的执行过程。 关键词：AT89S51、时钟电路、矩阵键盘、数码管的动态显示、报警电路，开锁电路。
引言 (1) 1课程设计题目 (1) 2 系统设计 (2) 2.1 总的系统设计结构图 (2) 2.2系统硬件设计 (2) 3 AT89S52最小系统设计 (3) 3.1 时钟电路设计 (3) 3.2 复位电路设计 (4) 4 键盘及显示报警电路的硬件设计 (5) 4.1 矩阵键盘电路设计 (5) 4.2 显示电路硬件设计 (5) 4.3 继电器驱动电路及报警电路设计 (6) 4.3.1继电器简介 (6) 4.3.2 固态继电器驱动电路设计 (7) 4.3.3报警提示电路 (7) 5 系统软件设计 (8) 5.1主程序模块 (9) 5.2密码比较判断模块 (9) 5.3键盘扫描模块 (9) 5.4修改密码模块 (10) 5.5数码管液晶显示模块 (11) 6 总体调试 (11) 7 总结 (12) 参考文献 (13) 附录 (14)
简易电子密码锁设计 ＆我的设计思想 联想到日前在安全技术防范领域，具有防盗报警功能的电子密码控制系统逐渐代替传统的机械式密码控制系统，并结合近期的学习过程和一些参考书籍，完成了简易的电子密码锁设计学习。 电子密码控制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。电子密码控制不论性能还是安全性都已大大超过了机械类结，具有良好的应用前景。 一、设计目的与内容 设计了一个简易电子密码锁，可按要求从矩阵键盘输入6位数密码如“080874”，输入过程中有按键音提示。当密码输入正确并按下确认键（“OK”键）后，发光二极管被点亮。
二、工作原理与基本操作过程介绍 采用80C51为核心的单片机控制。利用单片机灵活的编程设计和丰富的IO端口，及其控制的准确性，进行电子密码锁的设计。 （1）键盘的人工编码 给每个按键指定一个按键值，报告设定按键S1~S9对应的按键值分别为“1~9”，S10为数字“0”，S11为“OK”，S12~S16对应的按键值分别为12~16。 （2）根据按键值，指定每个按键对应的输入数字和信息。如下表为每个按键代表的数字和输入信息。当键盘扫描程序扫描到S10键被按下时，将其代表的按键值“0”通知CPU，CPU根据事先的规定，就会知道输入的数字是“0”。 矩阵键盘中每个按键所代表的数字和输入信息
（3）输入数字和密码对比。 先将设定的密码用一个数组保存，报告中用的密码“080874”和“OK”确认信息可以用如下数组保存： Unsigned char D[ ]={0,8,0,8,7,4,11}; 在主程序接收到数字和信息后，通过逐位对比的方法进行判断。输入的数字经对比正确时，程序才会继续顺序执行，否则，程序拒绝继续执行。 （4）执行预期功能。 如果输入密码正确，执行预期功能，报告设计为点亮P3.0口引脚LED。
2021.03.07 *欧阳光明*创编 2021.03.07 ● LT-5000-PW 密码锁 欧阳光明（2021.03.07） 韩式风格设计，外观精致大方，时尚典雅，采用先进的微波检查技术，即时卡片放在黑色钱包里也能读取，并杜绝红外检测易受外界光线影响的问题，读写卡距离远可达20~50mm 。 ● 功能操作 ? 密码、M1卡设置
*欧阳光明*创编2021.03.07
●密码权限 ●开门方式 ●常开设置与取消 常开设置：密码或刷卡开门成功，不压把手，直接按斜舌6秒后，蜂鸣器“嘀~”长鸣，蓝指示灯亮，设置成功。 *欧阳光明*创编 2021.03.07
2021.03.07 常开取消：输入密码或刷卡开门成功，就会取消常开设置。 ●注意事项 ●提示音/指示灯说明：每次操作成功 时，蜂鸣器“嘀~”长鸣，蓝色指示灯 闪烁一次；操作失败时，蜂鸣器短 鸣“嘀嘀”，红色指示灯闪烁一次后 退出。 ●用户编号：管理密码编号为00，用 户密码编号01-99，M1卡编号00- 99，编号具有独立性，不可重复。 ●密码构成：由6-12位数字组成,用户 可以任意设置。 *欧阳光明*创编 2021.03.07
2021.03.07 ●常见设置：一般是按＊键启动键 盘，也可按＊键快速退出，按＃键确认，操作过程中~10s内未作出任 何动作，系统自动退出，返回休眠 状态。 ●误操作：连续输入三次密码错误， 系统自动锁住15分钟内不可操作， ●初始说明： ⑴管理员密码初始为：123456。 ⑵软件初始：删除所有开门密码 和M1卡信息，管理员密码保留 ⑶硬件初始：清空锁内所有信息 后按“＊”字键输入6—12位数字再按 *欧阳光明*创编 2021.03.07
1技术指标 用与非门设计一个4位或多位代码的数字锁，要求如下： A:设计一个保险箱用的多位代码数字锁，比如4位代码ABCD四个输入端和一个开锁用的钥匙插孔输入端E，当开箱时（E＝1）,如果输入代码（例如ABCD＝1010）与设定的代码相同，则保险箱被打开，即输出端Z＝1,否则电路发出报警信号: B: 进行电路仿真，并说明其工作原理。
2方案比较 方案一：由4个单刀双掷开关构成密码开关，用户可以通过控制开关来控制A、B、C、
3Proteus软件介绍 Proteus软件是来自英国Labcenter electronics公司的EDA工具软件。 Proteus软件有十多年的历史，在全球广泛使用，除了其具有和其它EDA工具一样的原理布图、PCB自动或人工布线及电路仿真的功能外，其革命性的功能是，他的电路仿真是互动的，针对微处理器的应用，还可以直接在基于原理图的虚拟原型上编程，并实现软件源码级的实时调试，如有显示及输出，还能看到运行后输入输出的效果，配合系统配置的虚拟仪器如示波器、逻辑分析仪等，您不需要别的，Proteus为您建立了完备的电子设计开发环境！尤其重要的是Proteus Lite可以完全免费，也可以花微不足道的费用注册达到更好的效果；功能最强的Proteus专业版也非常便宜，人人用得起，对高校还有更多优惠。 Proteus组合了高级原理布图、混合模式SPICE仿真,PCB设计以及自动布线来实现一个完整的电子设计系统。此系统受益于15年来的持续开发,被《电子世界》在其对PCB 设计系统的比较文章中评为最好产品—“The Route to PCB CAD”。Proteus产品系列也包含了我们革命性的VSM技术,用户可以对基于微控制器的设计连同所有的周围电子器件一起仿真。用户甚至可以实时采用诸如LED/LCD、键盘、RS232终端等动态外设模型来对设计进行交互仿真。 其功能模块：—个易用而又功能强大的ISIS原理布图工具；PROSPICE混合模型SPICE仿真；ARES PCB设计。PROSPICE仿真器的一个扩展PROTEUS VSM：便于包括所有相关的器件的基于微处理器设计的协同仿真。此外，还可以结合微控制器软件使用动态的键盘，开关，按钮，LEDs甚至LCD显示CPU模型。 Proteus支持许多通用的微控制器，如PIC,A VR,HC11以及8051。 交互的装置模型包括：LED和LCD显示,RS232终端,通用键盘。 Proteus有强大的调试工具；包括寄存器和存储器,断点和单步模式。 IAR C-SPY和Keil uVision2等开发工具的源层调试。 Proteus应用特殊模型的DLL界面-提供有关元件库的全部文件。 Proteus与其他的仿真软件相比较，在下面的优点： 1、能仿真模拟电路、数字电路、数模混合电路； 2、能绘制原理图、PCB图； 3、几乎包括实际中所有使用的仪器；
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
单片机课程设计报告课题名称：密码锁控制 学院：机电汽车工程学院 班级：机101-1 小组成员： 指导老师： 目录 第一章引言 (3) 第二章课程设计任务书 (3)
一、任务要求 (3) 二、单片机概述 (4) 第三章电路原理分析与设计………………………………………… 11 一、硬件设计思想………………………………………………… 11 二、部分硬件方案论述…………………………………………… 11 1 键盘输入单元 (11) 2 显示单元 (13) 3 报警电路模块 (17) 4 晶振电路模块 (17) 5 复位电路模块 (18) 6 掉电存储单元 (19) 7 总框图设计与程序流程图 (20) 第四章程序设计……………………………………………………… 22 第五章调试连接与测试……………………………………………… 43 第六章小结…………………………………………………………… 43 第七章参考文献………………………………………………………
43 第一章引言 单片机自二十世纪七十年代问世以来，以其极高的性能价格比受到人们的重视和关注，应用广泛，发展快。由于其的优点多而突出，所以其的应用领域极广，几乎到了无孔不入的地步。在我国广泛的应用于工业自动化控制、自动检测、智能仪表、智能家用电器、航空航天系统和国防军事、尖端武器等各个方面。可以采用软硬件结合的办法提高系统的性能的控制技术为微控技术。 LCD 液晶显示器是Liquid Crystal Display 的简称，是20世纪70年代初发展起来的一种液晶显示器。随着技术的发展其的分辨率、屏幕发光颜色等进入批量化合实用化。 随着人们生活水平的提高，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，电子锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的亲呢。 本系统由单片机系统、矩阵键盘、LCD显示和报警系统组成。系统能完成开锁、报警、修改用户密码基本的密码锁的功能。本文详细阐述了个模块的功能以及它们之间的联系。
LT-5000-PW密码锁 韩式风格设计，外观精致大方，时尚典雅，采用先进的微波检查技术，即时卡片放在黑色钱包里也能读取，并杜绝红外检测易受外界光线影响的问题，读写卡距离远可达20~50mm。 功能操作 密码、M1卡设置 目的步骤现象（操作成功时） 设置管理密码⑴进入编程：按“＊＃”输入出厂初使管理员密码 “123456”再按“＃” 键盘灯亮，数码管显示“00” ⑵按键“8＃”蜂鸣器“嘀~” ⑶输入新管理密码（6~12位任意数字），再按“＃”蜂鸣器“嘀~” ⑷再输入新管理密码，按“＃”蜂鸣器“嘀~”长鸣。 增加用户密码⑴进入编程：按“＊＃”输入管理员密码，按“＃”键盘灯亮，数码管显示“00” ⑵按键“7＃”蜂鸣器“嘀~” ⑶输入新的编号(一组密码对应一个编号，按顺序编排 不可重复，01~99两位数字)，再按“＃” 数码管显示“当前设置的编号”， 蜂鸣器“嘀~” ⑷输入新用户密码（6~12位数任意组合），按“＃”键蜂鸣器“嘀~” ⑸再次输入密码，“＃”确认蓝灯亮，蜂鸣器“嘀~”长鸣。 (6)如需再添加密码按“7＃”→输入新编号→输入新密 码→再次输入密码→按“＃”确认 删除用户密码⑴进入编程：按“＊＃”输入管理员密码，按“＃”键盘灯亮，数码管显示“00” ⑵按键“5＃”蜂鸣器“嘀~” ⑶输入用户编号（要删除密码的对应编号），按“＃”蜂鸣器“嘀~” ⑷再输入用户编号，按“＃”确认删除蓝灯亮，蜂鸣器“嘀~”长鸣。 ⑸如需继续删除密码按“5＃”→输入编号→再输编号 →按“＃”确认删除 增加M1卡⑴进入编程：按“＊＃”输入管理员密码，按“＃”键盘灯亮，数码管显示“00” ⑵按键“6＃”蜂鸣器“嘀~” ⑶输入用户编号（一张卡对应一个编码，按顺序编排不 可重复00~99两位数字），按“＃” 数码管显示“当前设置的编号”， 蜂鸣器“嘀~” ⑷M1卡放入感应区 数码管显示“00”，蓝灯亮蜂鸣 器“嘀~”长鸣 删除M1卡 ⑴进入编程: 按“＊＃”输入管理员密码，按“＃”键盘灯亮，数码管显示“00” ⑵按键“4＃”蜂鸣器“嘀~”
沈阳 课程设计 （说明书） 四位电子密码锁的设计 班级/ 学号 学生姓名 指导教师
课程设计任务书 课程名称数字逻辑课程设计 课程设计题目四位电子密码的设计 课程设计的内容及要求： 一、设计说明与技术指标 设计一个四位电子密码锁电路，技术指标如下： ①通过键盘电路输入四位密码。初始密码0000设定。 ②密码输入正确后，锁打开。在锁打开时，才可修改密码。 ③密码输入错误有适当的提示。三次错误后，具有声、光报警功能。二、设计要求 1．在选择器件时，应考虑成本。 2．根据技术指标，通过分析计算确定电路和元器件参数。 3．画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）。 三、实验要求 1．根据技术指标制定实验方案；验证所设计的电路，用软件仿真。 2．进行实验数据处理和分析。 四、推荐参考资料 1. 彭介华.电子技术课程设计指导[M].北京：高等教育出版社 2. 孙梅生，李美莺，徐振英. 电子技术基础课程设计[M]. 北京：高等教育出版社 3. 梁宗善. 电子技术基础课程设计[M]. 武汉：华中理工大学出版社 4. 张玉璞，李庆常. 电子技术课程设计[M]. 北京：北京理工大学出版社 5. 谢自美.电子线路设计·实验·测试（第二版）[M].武汉：华中科技大学出版社 五、按照要求撰写课程设计报告 成绩指导教师日期
一、概述 随着人们生活水平的提高，传统的机械锁由于其构造的简单，被撬的事件屡见不鲜，因此电子密码锁在实现家庭防盗这一问题也变得尤其的突出，电子锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的青睐。这种锁是通过键盘输入一组密码来达到开锁的目的。本课程设计一个电子密码锁，要求是设定4位的密码锁，输入4位输入密码，然后与已设置好的密码相比较，密码输入正确后即可开锁，开锁后才可执行密码修改的功能，如果输入三次错误密码就不断报警（包括声音和光两种报警方式）。 二、方案论证 设计一个四位电子密码锁，通过输入四位密码，并且一位一位的进行比较，能够在输入正确的密码后打开锁，并且只有在打开锁之后判断是否修改密码，如果输入密码错误，则记录一次输入错误信息，如果输入三次错误密码，则有声音（蜂鸣）或者光（灯亮）报警。 方案一： 本方案通过控制开关键入密码，通过74LS148把相应的十进制数转化成相应的四位二进制码，与寄存在74LS195的原始密码通过数值比较器74LS85进行比较，如果四位密码都输入正确，则提示锁打开，然后提示可以修改密码；如果密码输入错误，则记录一次，当输入错误三次，则有报警提示。 图1 四位电子密码锁电路的原理框图
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
课程设计说明书课程名称：数字电子技术课程设计 题目：电子密码锁 学生姓名： 专业： 班级： 学号： 指导教师： 日期：年月日
电子密码锁 一、设计任务与要求 1.用电子器件设计制作一个密码锁，使之在输入正确的代码时开锁。 2.在锁的控制电路中设一个可以修改的4位代码，当输入的代码和控制电路 的代码一致是锁打开。 3.用红灯亮、绿灯灭表示关锁，绿灯亮、红灯灭表示开锁 4.如5s内未将锁打开，则电路自动复位进入自锁状态，并发报警信号。 二、方案设计与论证 1、用按键输入四位十进制数字，输入密码要存储。 2、比较输入密码和原始密码。当输入正确密码时，给出开锁信号，开锁信号用一个绿色指示灯表示，绿灯亮表示密码输入正确；如果输入密码不正确，用红灯表示。 3、锁的开关用红灯和绿灯表示，一次只能亮一盏。红灯亮、绿灯灭表示关锁，绿灯亮、红灯灭表示开锁。 4、设置倒计时电路和自锁电路。如果密码在5s内未能输入正确则发出报警声，并且自锁电路。 5、设置密码设置开关，开关闭合后，允许设置密码，设置好密码后，打开此开关。 6、需要在输入密码开始时识别输入，并由此触发计时电路。 方案一用74LS147译码器来把按键输入转化为二进制。通过8片四位寄存器74LS194实现密码功能，其中四片用来存储预置密码，另四片则用来存储输入的密码。当密码开始输入时开始计时，通过74LS192计数器实现计时功能；然后在密码输入期间，用74LS138数据选择器来选片存储。数据选择器的输入端又一个两位的二进制的加法计数器来控制，当键盘有按键输入时计数器就加1，当一个按键按完后会轮到下一个芯片存储。自锁功能利用74LS138来控制。通过四片74LS85芯片判断原始密码和输入密码是否相同，接着用指示灯来表示密码的输入正确与否，如果密码没有输入正确的话，则红灯亮，否则则绿灯亮。若是没在规定时间输入正确密码，则会发出警报信号（蜂鸣器响）。
长春建筑学院 2018-2019(二) 《数字电子技术基础》课程设计说明书 专业：建筑电气与智能化 姓名：刘琦峰 班级：建电1701 学号：17 指导教师：孙萍张欣 日期：2019年5月27日-5月31日 城建学院
课程设计成绩评分表设计题目: 数字电子密码锁设计 核定成绩: 评阅教师:
目录 一、设计题目 (1) 二、整体方案设计 (2) 三、单元电路设计 (3) 四、总电路原理图及器件清单 (9) 五、仿真结果及分析 (10) 六、焊接与调试 (12) 总结 (14) 参考文献 (15)
一．设计题目 1、设计目的 (1)巩固和加深对电子电路基本知识的理解，提高综合运用本课程所学知识的能力； (2)培养根据设计需要选学参考书籍，查阅相关手册、图表和文献资料的自学能力； (3)通过电路方案的分析、论证和比较，设计计算和选取元器件、电路组装、调试和检测等环节，提高自身动手能力； (4)通过课程设计，培养独立设计能力、提高综合运用知识的能力，同时也有助于为以后的毕业设计打下坚实的基础； (5)随着人们生活水平的提高，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，电子锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的亲睐。 2、设计要求 (1)设计一个数字电子锁，有其预先设定好的密码，该密码可以修改。 (2)输入密码按确定键后，若密码正确则锁打开；若密码不正确则电路发出报警信号。任意输入密码而不按确定键的话电路不会有反应。 (3)任意输入密码而不按确定键的话电路不会有反应。 (4)打开的持续时间为Tx，警报持续时间也为Tx,即按下确定键到松开后10秒，按住确定键不放的话一直打开或报警。
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。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。 本系统由STC89C52单片机系统（主要是STC89C52单片机最小系统）、4×4矩阵键盘、LCD1602显示和报警系统等组成，具有设置、修改4位电子密码、连续输入三次密码错误报警等功能。 关键词：STC89C52;LCD1602;4×4矩阵键盘;4位电子密码锁
In daily life and work, for security reasons, the department of housing and security, unit documents, financial statements and some personal information to save more in order to lock the ways to solve. Locking method with the traditional mechanical lock and emerging electronic combination lock. Compared with the traditional mechanical lock, because the electronic combination lock, the secrecy good, the large amount of programming, password variable, can call the police and other characteristics, so the performance and security of the electronic combination lock far from traditional mechanical lock. Electronic combination lock is a password or to control circuit, so as to control mechanical switches closed, lock, lock task of electronic products. It's a lot of more phyletic, has simple circuit products, also has a high cost performance products based on the chip. Widely used electronic coded lock based on chip as the core, through the programming. Key words: STC89C52; LCD1602; Electronic password lock; 4×4 keyboard
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