基于单片机电子密码锁的设计原理
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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。
三、电路图设计(Proteus绘制)四、程序设计(C语言)矩阵式键盘实现的电子密码锁程序#include<reg51.h> //包含51单片机寄存器定义的头文件sbit P14=P1^4; //将P14位定义为P1.4引脚sbit P15=P1^5; //将P15位定义为P1.5引脚sbit P16=P1^6; //将P16位定义为P1.6引脚sbit P17=P1^7; //将P17位定义为P1.7引脚sbit sound=P3^7; //将sound位定义为P3.7unsigned char keyval; //储存按键值/************************************************************** 函数功能:延时输出音频**************************************************************/ void delay(void){unsigned char i;for(i=0;i<200;i++);}/************************************************************** 函数功能:软件延时子程序**************************************************************/ void delay20ms(void){unsigned char i,j;for(i=0;i<100;i++)for(j=0;j<60;j++);}/************************************************************** 函数功能:主函数**************************************************************/ void main(void){unsigned char D[ ]={0,8,0,8,7,4,11}; //设定密码EA=1; //开总中断ET0=1; //定时器T0中断允许TMOD=0x01; //使用定时器T0的模式1TH0=(65536-500)/256; //定时器T0的高8位赋初值TL0=(65536-500)%256; //定时器T0的高8位赋初值TR0=1; //启动定时器T0keyval=0xff; //按键值初始化while(keyval!=D[0]) //第一位密码输入不正确,等待;while(keyval!=D[1]) //第二位密码输入不正确,等待;while(keyval!=D[2]) //第三位密码输入不正确,等待;while(keyval!=D[3]) //第四位密码输入不正确,等待;while(keyval!=D[4]) //第五位密码输入不正确,等待;while(keyval!=D[5]) //第六位密码输入不正确,等待;while(keyval!=D[6]) //没有输入“OK”,等待;P3=0xfe; //P3.0引脚输出低电平,点亮LED}/**************************************************************函数功能:定时器0的中断服务子程序,进行键盘扫描,判断键位**************************************************************/void time0_interserve(void) interrupt 1 using 1 //定时器T0的中断编号为1,使用第一组寄存器{unsigned char i;TR0=0; //关闭定时器T0P1=0xf0; //所有行线置为低电平“0”,所有列线置为高电平“1”if((P1&0xf0)!=0xf0) //列线中有一位为低电平“0”,说明有键按下delay20ms(); //延时一段时间、软件消抖if((P1&0xf0)!=0xf0) //确实有键按下{P1=0xfe; //第一行置为低电平“0”(P1.0输出低电平“0”)if(P14==0) //如果检测到接P1.4引脚的列线为低电平“0”keyval=1; //可判断是S1键被按下if(P15==0) //如果检测到接P1.5引脚的列线为低电平“0”keyval=2; //可判断是S2键被按下if(P16==0) //如果检测到接P1.6引脚的列线为低电平“0”keyval=3; //可判断是S3键被按下if(P17==0) //如果检测到接P1.7引脚的列线为低电平“0”keyval=4; //可判断是S4键被按下P1=0xfd; //第二行置为低电平“0”(P1.1输出低电平“0”)if(P14==0) //如果检测到接P1.4引脚的列线为低电平“0”keyval=5; //可判断是S5键被按下if(P15==0) //如果检测到接P1.5引脚的列线为低电平“0”keyval=6; //可判断是S6键被按下if(P16==0) //如果检测到接P1.6引脚的列线为低电平“0”keyval=7; //可判断是S7键被按下if(P17==0) //如果检测到接P1.7引脚的列线为低电平“0”keyval=8; //可判断是S8键被按下P1=0xfb; //第三行置为低电平“0”(P1.2输出低电平“0”)if(P14==0) //如果检测到接P1.4引脚的列线为低电平“0”keyval=9; //可判断是S9键被按下if(P15==0) //如果检测到接P1.5引脚的列线为低电平“0”keyval=0; //可判断是S10键被按下if(P16==0) //如果检测到接P1.6引脚的列线为低电平“0”keyval=11; //可判断是S11键被按下if(P17==0) //如果检测到接P1.7引脚的列线为低电平“0”keyval=12; //可判断是S12键被按下P1=0xf7; //第四行置为低电平“0”(P1.3输出低电平“0”)if(P14==0) //如果检测到接P1.4引脚的列线为低电平“0”keyval=13; //可判断是S13键被按下if(P15==0) //如果检测到接P1.5引脚的列线为低电平“0”keyval=14; //可判断是S14键被按下if(P16==0) //如果检测到接P1.6引脚的列线为低电平“0”keyval=15; //可判断是S15键被按下if(P17==0) //如果检测到接P1.7引脚的列线为低电平“0”keyval=16; //可判断是S16键被按下for(i=0;i<200;i++) //让P3.7引脚电平不断取反输出音频{sound=0;delay();sound=1;delay();}}TR0=1; //开启定时器T0TH0=(65536-500)/256; //定时器T0的高8位赋初值TL0=(65536-500)%256; //定时器T0的高8位赋初值}五、用Proteus软件进行仿真利用Keil软件进行编译通过后,生成hex文件。
基于51单片机电子锁设计摘要随着科技和人们的生活水平的提高,如何实现家庭防盗这一问题也变的尤其的突出,传统机械锁由于构造简单,被撬事件屡见不鲜;电子锁由于其保密性高,使用灵活性好,安全系数高,受到了广大用户的青睐。
本设计以单片机AT89C51作为密码锁监控装置的检测和控制核心,分为主机控制和从机执行机构(本设重点介绍主机设计),实现钥匙信息在主机上的初步认证注册、密码信息的加密、钥匙丢失报废等功能。
根据51单片机之间的串行通信原理,这便于对密码信息的随机加密和保护。
而且采用键盘输入的电子密码锁具有较高的优势。
采用数字信号编码和二次调制方式,不仅可以实现多路信息的控制,提高信号传输的抗干扰性,减少错误动作,而且功率消耗低;反应速度快、传输效率高、工作稳定可靠等。
软件设计采用自上而下的模块化设计思想,以使系统朝着分布式、小型化方向发展,增强系统的可扩展性和运行的稳定性。
测试结果表明,本系统各项功能已达到本设计的所有要求。
关键词:单片机;密码锁;单片机设计,电子锁。
Electronic Lock Design with 51 Serires Single Chip ControllerAbstractAlong with the exaltation of social science and the living level of people, how carry out the family to guard against theft, this problem also change particularly outstanding.Because of the simple construct of traditional machine lock,the affairs of theft is hackneyed.the electronics lock is safer because of its confidentiality, using the vivid good, the safe coefficient is high, being subjected to the large customer close.It can carry out the key information to register in the main on board initial attestation, the password information encrypt etc. Go to correspond by letter the principle according to the string between 51 machines, this is easy to encrypt and protect to the passwords information random. Adopt the numerical signal codes,not only can carry out many controls of the road information, raise the anti- interference that signal deliver, reduce the mistake action,but also the power consume is low, Respond quickly,the efficiency deliver is high, work stable credibility etc. The software design adoption the design thought from top to bottom, to make the system toward wear distribute type,turn to the direction development of small, strengthen the system and can expand the stability and circulate.Test the result enunciation, various functions of this system are already all request of this design.keyword:singlechip;cryptogram lock;singlechip design; electronics lock.目录1 绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 电子密码锁的背景 (1)1.3 电子锁设计的意义的本设计特点 (2)2.系统设计 (3)2.1系统总设计结构图 (3)2.2.开锁机构设计 (3)2.2.1主控芯片AT89C51单片机的简介 (4)3系统硬件设计 (6)3.1键盘设计 (6)3.2系统电路设计: (8)3.2.1 晶振时钟电路 (8)3.2.2复位电路设计 (8)3.2.3串口引脚功能介绍 (8)3.2.4 其它引脚 (9)3.3电路图的绘制 (9)3.3.1 PROTEL 99 SE简介: (12)3.4原器件采购 (14)3.5电路焊接 (14)4.软件设计 (17)4.1 系统软件设计整体思路 (17)4.2系统软件设计流程图 (18)5 程序调试 (19)5.1 程序调试用到的软件及工具 (19)5.2 KEIL C51简介 (19)5.3 调试过程 (19)6 设计总结与展望 (22)致谢 (23)参考文献 (24)附录 (25)1 绪论1.1 引言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,受到了广大用户的喜爱。
基于单片机控制的电子密码锁设计目录摘要 (I)关键词 (I)Abstract ................................................................................................................... I I Key words ............................................................................................................... I I 1 绪论. (1)1.1 课题背景 (1)1.2 课题的目的和意义 (1)1.3 电子密码锁发展趋势 (1)1.4 本设计完成的工作 (2)2 总体方案设计 (2)2.1 电源模块 (3)2.2主控制器模块 (3)3 硬件实现及单元电路设计 (4)3.1 主控制模块 (4)3.2 单片机的时钟电路与复位电路设计 (4)3.3 单片机管脚说明 (5)3.4 键盘电路设计 (6)3.5 数码管显示电路设计 (6)3.6 存储芯片电路设计 (7)3.7 报警电路 (7)3.8 密码锁电路 (7)4 红外遥控电路设计 (8)4.1 红外通信基本原理 (8)4.2红外通信标准 (9)4.3 红外线遥控原理 (10)4.4 主要模块设计 (10)5 系统软件设计方案 (11)5.1 主程序流图 (11)5.2 开锁软件设计 (12)6 系统的安装与调试 (15)6.1硬件的安装 (15)6.2单片级密码锁的仿真 (16)结论 (16)致谢 ...................................................................................... 错误!未定义书签。
参考文献 (17)附录1 整机电路原理图 (18)附录2 部分源程序 (18)附录3:实物图 (27)基于单片机控制的电子密码锁设计摘要:本设计研究的对象是单片机密码锁,单片机密码锁由硬件和软件组成,硬件部分有电源输出电路、晶振电路、复位电路、键盘接口电路、开锁电路、报警电路、继电器、以及51单片机组成。
电子密码锁一、工作原理本设计就采用行列式键盘,同时也能减少键盘与单片机接口时所占用的I/O 线的数目,在按键比较多的时候,通常采用这样方法。
每一条水平(行线)与垂直线(列线)的交叉处不相通,而是通过一个按键来连通,利用这种行列式矩阵结构只需要N条行线和M条列线,即可组成具有N ×M个按键的键盘。
在这种行列式矩阵键盘非键盘编码的单片机系统中,键盘处理程序首先执行等待按键并确认有无按键按下的程序段。
4×4矩阵键盘的工作原理在键盘中按键数量较多时,为了减少I/O口的占用,通常将按键排列成矩阵形式,如图5所示。
在矩阵式键盘中,每条水平线和垂直线在交叉处不直接连通,而是通过一个按键加以连接。
这样,一个端口(如P1口)就可以构成4*4=16个按键,比之直接将端口线用于键盘多出了一倍,而且线数越多,区别越明显,比如再多加一条线就可以构成20键的键盘,而直接用端口线则只能多出一键(9键)。
由此可见,在需要的键数比较多时,采用矩阵法来做键盘是合理的。
扫描原理把每个键都分成水平和垂直的两端接入,比如说扫描码是从垂直的入,那就代表那一行所接收到的扫描码是同一个bit,而读入扫描码的则是水平,扫描的动作是先输入扫描码,再去读取输入的值,经过比对之后就可知道是哪个键被按下。
由于这种按键是机械式的开关,当按键被按下时,键会震动一小段时间才稳定,为了避免让8051误判为多次输入同一按键,我们必须在侦测到有按键被按下,就Delay一小段时间,使键盘以达稳定状态,再去判读所按下的键,就可以让键盘的输入稳定。
利用51单片机设计一个用16个按键输入,6位数字输出显示的电子时钟。
如图1-1所示。
图1-1按键分布图具体要求和按键功能介绍如下:1. 上电后,6 位数码管显示“—”;2. 设置6 位密码,密码通过键盘输入,按“确定”键确认,如密码正确,将锁打开;3. 密码由用户自己设定,若密码正确即锁被打开,则指示灯被点亮;4. 若密码1 次输入错误,则报警;5. 按Set 键,修改密码;6. 按Cle 键可清除已输入的密码,重新进行输二、系统硬件组成本次设计的主要有键盘,数码管,STC89C52芯片,以及LED灯。
基于单⽚机的密码锁设计论⽂基于单⽚机的密码锁设计I 摘要随着电⼦产品向智能化和微型化的不断发展,电⼦密码锁已⼴泛⽤于⽣活中,单⽚机已成为电⼦产品研制和开发中⾸选的控制器。
由于单⽚机具有体积⼩,耗电少,控制精度⾼,运⾏可靠等特点,所以⼴泛应⽤于实际⽣产中。
为了更好地推⼴电⼦锁在各个领域中的应⽤,在此根据任务要求设计了⼀种基于AT89C51单⽚机控制的电⼦密码锁。
并介绍了AT24C04存储器和1602显⽰器及⼯作原理、设计思想以及硬件电路和软件程序等。
装置应⽤AT89C51单⽚机,通过单⽚机编写程序,并⽤LCD1602显⽰密码。
显⽰屏上可以显⽰当前输⼊的六位数字。
当输⼊密码正确时,对应的指⽰灯亮,显⽰器上显⽰password ok ;当密码输⼊错误的次数超过三次时,蜂鸣器发出报警信号同时显⽰器上显⽰password error 。
关键字:密码锁,单⽚机,AT24C04存储器,LCD1602基于单⽚机的密码锁设计IIABSTRACTAlong with the electronic product miniaturization to the intelligent and continuous development electronic password lock has been widely used in life, SCM has become the electronic product research and development in the preferred controller. Because the SCM has the advantages of small volume, low power consumption, high control precision, reliable operation and so on, so it is widely applied in actual production. In order to better promote the electronic lock in various fields of application, then according to the requirements of task design based on AT89C51MCU control of the electronic code lock. This paper introduces AT24C04memory and a 1602display and the principle of work, design concept and the hardware circuit and software program. Application of single chip microcomputer device AT89C51, through the program, and LCD1602 display code. The display ca n display the current input six numbers. When the input password is correct, the corresponding indicator light, display password OK; when the password input error more than three times, the buzzer sends out alarm signal at the same time display on password error. Key W ords: Password lock, MCU, MemoryAT24C04, LCD1602基于单⽚机的密码锁设计1⽬录摘要 .............................................................................................................................................. I ABSTRACT ................................................................................................................................... II 第⼀章绪论 .. (1)1.1课题的背景和意义 ....................................................................................................... 1 1.2电⼦密码锁的趋势....................................................................................................... 2 第⼆章系统总体设计⽅案 .. (3)2.1密码锁具体设计要求 ................................................................................................... 3 2.2总体设计⽅案选定....................................................................................................... 3 第三章硬件系统设计 . (5)3.1系统芯⽚介绍 (5)3.1.1单⽚机AT89C51功能介绍 ........................................................................... 5 3.1.2存储芯⽚AT24C04介绍............................................................................... 7 3.1.3LCD1602显⽰器介绍 . (8)3.2硬件电路设计 (9)3.2.1键盘输⼊电路 ................................................................................................. 9 3.2.2电源输⼊电路............................................................................................... 10 3.2.3掉电存储电路............................................................................................... 10 3.2.4晶振电路....................................................................................................... 11 3.2.5复位电路....................................................................................................... 12 3.2.6显⽰电路....................................................................................................... 12 3.2.7报警电路....................................................................................................... 13 3.2.8开锁电路....................................................................................................... 13 3.3电路设计总图............................................................................................................. 14 第四章软件系统设计 .. (16)4.1主程序流程图 ............................................................................................................. 16 4.2按键软件设计 . (17)4.2.1按键功能程序流程图 (17)基于单⽚机的密码锁设计2 4.2.2按键功能⼦程序 ........................................................................................... 17 4.3密码设置软件设计 .. (18)4.3.1密码设置程序流程图 ................................................................................... 18 4.3.2密码设置⼦程序........................................................................................... 18 4.4开锁软件设计 . (19)4.4.1开锁程序流程图 ........................................................................................... 19 4.4.2开锁功能⼦程序 . (19)第五章系统制作及调试 (20)5.1焊接注意事项 ............................................................................................................. 20 5.2硬件调试问题及解决⽅法......................................................................................... 21 结论......................................................................................................................................... 22 参考⽂献................................................................................................................................. 23 致谢......................................................................................................................................... 24 附录A ........................................................................................................................................... 25 附录B . (40)基于单⽚机的密码锁设计1第⼀章绪论1.1课题的背景和意义随着电⼦技术和计算机技术的飞速发展,单⽚机性能不断完善,性能价格⽐显著提⾼,技术⽇趋完善。
单片机指纹密码锁毕业设计1. 什么是单片机指纹密码锁单片机指纹密码锁是一种电子门锁系统,它使用集成在单片机芯片上的指纹识别技术和密码输入功能,实现对门锁的访问控制。
用户可以通过输入正确的密码或者将指纹与已注册的指纹进行比对来解锁门锁。
这种锁具有高安全性和方便性,适用于各种需要保护的场所,如家庭、办公室和商店等。
2. 单片机指纹密码锁的工作原理是什么单片机指纹密码锁的工作原理主要分为三个部分:指纹模块、密码输入模块和控制模块。
指纹模块负责采集和存储用户的指纹信息。
当用户将手指放在指纹传感器上时,指纹模块会对指纹进行扫描并提取关键特征信息。
然后,它会将提取的特征信息与已存储的指纹模板进行比对,以确定是否匹配。
如果匹配成功,指纹模块会发送信号给控制模块,表示门锁可以解锁。
密码输入模块负责接收用户输入的密码。
用户可以通过键盘或者其他输入设备输入密码。
密码输入模块将接收到的密码与事先存储的正确密码进行比对,如果匹配成功,则发送信号给控制模块。
控制模块是单片机芯片,它负责整个单片机指纹密码锁系统的逻辑控制。
当控制模块接收到指纹模块或者密码输入模块发送的解锁信号后,它会打开电磁锁或者其他解锁机制,让用户能够进入被保护的区域。
3. 单片机指纹密码锁的优点是什么单片机指纹密码锁具有以下几个优点:首先,安全性高。
通过指纹识别技术,单片机指纹密码锁可以准确地识别用户的指纹,大大降低了被非法进入的风险。
同时,密码输入模块也可以提供备用的解锁方式,增加了安全性。
其次,方便性高。
用户只需要将手指放在指纹传感器上或者输入正确的密码,即可快速解锁门锁。
相比传统的钥匙锁,单片机指纹密码锁更加方便快捷。
另外,可靠性强。
单片机指纹密码锁采用先进的技术和稳定的电子元件,具有较高的可靠性和耐用性。
它可以抵御一些常见的攻击手段,如暴力破解密码等。
最后,可扩展性好。
单片机指纹密码锁可以通过与其他安全系统集成,如门禁系统或监控系统,提供更全面的安全保障。
基于单片机的电子密码锁第一章序言电子密码锁作为一种现代化的安全防护设备,被广泛应用于家庭、商业和公共场所。
它与传统机械锁相比具有更高的安全性、更方便的使用方式以及更多的功能。
而基于单片机的电子密码锁则利用现代电子技术,结合单片机的强大功能,实现了更高级别的安全保护和智能化操作。
本文将深入探讨基于单片机的电子密码锁的原理、设计和应用。
第二章基本原理基于单片机的电子密码锁的基本原理是利用数字密码的输入和比对来控制锁的开关。
系统通过单片机将输入的密码与预设密码进行比对,如果输入正确,则单片机控制锁的电机将锁打开。
同时,还可以通过单片机对其他功能的控制,例如报警装置、指纹识别、密钥卡等。
基本原理可以总结为三个步骤:密码输入、比对判断和锁的控制。
第三章设计方案基于单片机的电子密码锁的设计方案包括硬件设计和软件设计两个方面。
硬件设计的主要组成部分有密码输入模块、单片机模块、电机控制模块和电源模块。
密码输入模块一般使用键盘或者触摸屏来实现密码的输入,单片机模块负责接收输入的密码,并与预设密码进行比对,电机控制模块用于控制锁的开启和关闭,电源模块提供系统的电能。
软件设计则是基于单片机的程序设计,包括密码输入、比对判断和控制电机的相关代码。
第四章功能拓展基于单片机的电子密码锁除了基本的密码输入和开锁功能外,还可以拓展其他功能。
例如,可以增加报警功能,当密码输入错误次数达到一定次数时,系统将触发报警器或者发送警报信息;还可以新增指纹识别功能,通过将指纹信息存储在单片机中,实现指纹的输入和认证,提高门锁的安全性;另外,还可以添加密钥卡功能,通过感应技术读取密钥卡上的信息,实现无需输入密码的开锁方式,提升用户体验。
第五章应用前景基于单片机的电子密码锁在家庭、商业和公共场所都有广泛的应用前景。
在家庭使用方面,电子密码锁可以取代传统的机械锁,提供更高的安全性,可以对家庭成员的出入进行控制;在商业使用方面,电子密码锁可以应用于办公室、酒店、银行、医院等场所,实现门禁和权限控制,保护重要信息的安全;在公共场所使用方面,电子密码锁可以应用于公共厕所、储物柜、车库等场所,提供更方便快捷的开锁方式。
基于单片机的指纹识别电子密码锁设计引言指纹识别技术的发展得益于现代电子集成制造技术和快速可靠的算法的研究。
尽管指纹只是人体皮肤的小部分,但用于识别的数据量相当大,对这些数据进行比对也不是简单的相等与不相等的问题,而是使用需要进行大量运算的模糊匹配算法。
现代电子集成制造技术使得我们可以制造相当小的指纹图像读取设备,同时飞速发展的个人计算机运算速度提供了在微机甚至单片机上可以进行两个指纹的比对运算的可能。
另外,匹配算法可靠性也不断提高,指纹识别技术己非常实用。
指纹识别原理指纹识别技术的原理和其它生物识别技术的原理相似。
它是利用人体的指纹特征对个体身份进行区分和鉴定。
在所有的生物识别技术中指纹识别技术是目前最为成熟,也被应用最广的生物识别技术。
这主要因为指纹采用的过程对人们来讲非常简单,指纹识别的准确率高的原因。
严格来讲,指纹识别的原理包括指纹采集原理、指纹特征提取原理和指纹特征匹配原理三大部分。
指纹采集原理主要是根据指纹的几何特性或生理特性,通过各种传感技术把指纹表现出来,形成数字化表示的指纹图案。
由于指纹的嵴和峪的几何特征不同,主要表现为嵴是突起的,峪是凹下的,所以在接触到光线时,其反射光的强度也就不同。
在接触到平面时,其在平面上形成的压力也就不同。
另一方面,由于指纹的嵴和峪的生理特征不同,主要表现为:嵴和峪的温度不同,其导电性也不同,其对波长的反馈也就不同。
通过这些几何的、生理的特性的不同,把人的指纹采集到计算机系统中形成指纹图像。
指纹特征分析的原理是对指纹图案的整体特征和细节特征进行提取、鉴别的原理。
其分析的对象包括纹形特征和特征点的分布、类型,以及一组或多组特征点之间的平面几何关系。
特征点的平面几何关系表现为某个特征点之间的距离等,或者某三个或更多特征点之间组成的多边形的几何特性。
不论是特征点的单体特征,还是特征点的组合特征都是指纹特征的组成部分。
把这些指纹特征用数字模板的形式表示出来,就实现了一个指纹特征分析的过程。
毕业设计(论文)开题报告基于单片机的电子密码锁设计一、题目背景和意义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),其优势在于传统的机械开关之出在于其保密性高,使用灵活性好,安全系数高,无活动零件,不会磨损,寿命长等受到了广大用户的亲呢。
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。
而且卡片式IC卡还有易丢失等特点,加上其成本一般较高,一定程度上限制了这类产品的普及和推广。
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。
本设计采用单片机S51作为单片机的核心单元,设计了一款具有本机开锁和报警功能的电子密码锁。
即简单又适用。
二、文献综述在设计系统中主要由单片机系统、矩阵键盘、液晶显示、密码存储和报警系统组成。
设置开锁密码,利用软件与硬件结合的方法来实现。
系统能完成本机开锁、超时报警、超次锁定、管理员解密、修改用户密码基本的密码锁的功能。
除上述基本的密码锁功能外,还具有调电存储、声光提示等功能,依据实际的情况还可以添加遥控功能。
本系统成本低廉,功能实用。
1) 开锁机构通过单片机送给开锁执行机构,电路驱动电磁锁吸合,从而达到开锁的目的。
其原理如图2-1所示:1-1密码锁开锁示意图当用户输入的密码正确而且是在规定的时间(普通用户要求在2分内输入正确的密码,管理员要求在1分输入正确的密码)输入的话,单片机便输出开门信号,送到开锁驱动电路,然后驱动电磁锁,达到开门的目的。
2)电子密码锁发展趋势电子防盗锁应用于金融业,其根本的作用是“授权”,即被“授权”的人才可以存取钱、物。
本科生毕业设计目录设计总说明 (I)DESIGN INTRODUCTION ................................................................ 错误!未定义书签。
第1章绪论 . (1)1.1背景 (1)1.2电子锁 (1)1.3电子密码锁的特点 (1)1.4电子密码锁的发展趋势 (2)第2章系统总体设计 (2)2.1系统结构 (3)2.2 系统组成 (3)2.3 系统可行性分析 (3)第3章硬件电路设计 (4)3.1单片机AT89C51简介 (4)3.1.1 主要特性 (5)3.1.2 管脚说明 (5)3.1.3 震荡特性 (7)3.1.4 芯片擦除 (7)3.2 4×4矩阵键盘 (7)3.3复位电路 (8)3.4 振荡电路 (8)3.5 数码管 (8)3.6 发光二极管LED (9)3.7 电动锁 (10)3.8 蜂鸣器 (10)3.9 完整电路图 (11)第4章软件程序设计 (13)4.1软件设计流程图 (14)4.2 具体功能软件实施 (15)第5章结束语及展望 (21)第6章鸣谢 (22)第7章参考文献 (23)附录 (22)设计总说明在日常的生活和工作中, 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。
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。
在安全技术防范领域,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。
基于以上思路,本次设计使用ATMEL公司的AT89C51实现一基于单片机的电子密码锁的设计,其主要具有如下功能:(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。
密码输入错误数码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。
电子密码锁的设计主要由三部分组成:4×4矩阵键盘接口电路、密码锁的控制电路、输出八段显示电路。
另外系统还有LED提示灯,报警蜂鸣器等。
密码锁设计的关键问题是实现密码的输入、清楚、更改、开锁等功能:(1)密码输入功能:按下一个数字键,一个“-”就显示在最右边的数码管上,同时将先前输入的所有“-”向左移动一位。
(2)密码清除功能:当按下清除键时,清除前面输入的所有值,并清除所有显示。
(3)密码更改功能:将输入的值作为新的密码。
(4)开锁功能:当按下开锁键,系统将输入与密码进行检查核对,如果正确锁打开,否则不打开。
主要的设计实施过程:首先,选用ATMEL公司的单片机AT89C51,以及选购其他电子元器件。
第二步,使用DXP 2004设计硬件电路原理图,并设计PCB图完成人工布线(后因PCB板损坏决定采用万能板焊接的方法)。
第三步,使用Keil uVision3软件编写单片机的C语言程序、仿真、软件调试。
第四部,使用PROTEUS软件进行模拟软、硬件调试。
最后,联合软、硬件调试电路板,完成本次毕业设计。
关键词:4×4矩阵键盘;AT89C51;密码锁;密码二次确基于单片机的电子密码锁第1章绪论1.1背景随着社会物质财富的日益增长,安全防盗已成为社会问题。
而锁自古以来就是把守门户的铁将军,人们对它要求甚高,既要安全可靠地防盗,又要使用方便,这也是制锁者长期以来研制的主题。
目前国内,大部分人使用的还是传统的机械锁。
然而,眼下假冒伪劣的机械锁泛滥成灾,互开率非常之高。
所谓互开率,是各种锁具的一个技术质量标准,也就是1把钥匙能开几把锁的比率。
经国家工商局、国家内贸局、中国消协等部门对锁具市场的调查,发现个别产品的互开率居然超标26倍。
为何弹子锁的“互开率”会如此之高?据有关专家人士剖析,弹子锁质量好坏主要取决于弹子数量的多少以及弹子的大小,而弹子的多少和大小受一定条件的限制。
此外,即使是一把质量过关的机械锁,通过急开锁,甚至可以在不损坏锁的前提下将锁打开。
机械锁的这些弊端为一种新型的锁---电子密码锁,提供了发展的空间。
1.2 电子锁电子锁是采取电子电路控制,以电磁铁或者卫星电机和锁体作为执行装置的机电一体化锁具,相比传统的机械锁具,电子锁不使用金属钥匙,保密性、精度都有很大提高。
电子锁的发明思路,源自古代发明的自动机械,例如古希腊数学家赫伦的液压自动门,中国古代诸葛亮的木牛流马,它们以重力或蒸汽压力驱动,最广泛的用途乃是用在古代墓道的地下机关。
电子工业的诞生,使得以微小电量驱动机械成为可能,于是有了电子锁一日千里的跃进。
1.3电子密码锁的特点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,主要特点如下: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。
用户可以经常更改密码,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,防止试探密码。
1.4电子密码锁的发展趋势从目前的技术水平和市场认可程度看,使用最为广泛的是键盘式电子密码锁,该产品主要应用于保险箱、保险柜和金库,还有一部分应用于保管箱和运钞车。
键盘式电子密码在键盘上输入,与打电话差不多,因而易于掌握,其突出优点是“密码”是记在被授权人脑子里的数字和字符,既准确又可靠,不会丢失(除了忘记),难以被窃(除非自己泄露)。
但是密码不能太简单,太简单了就容易被他人在键盘上试探出来,或者可能被旁观者窥测出来,造成保密性不足。
当然,密码又不能太复杂,太复杂了可能自己都糊涂了,或者输入密码操作成功率低,造成使用不便。
因此,为了发扬优点、克服弱点,键盘式电子密码也在不断发展中,如“任意设定密码”技术使得被授权人可以根据自己的需要或喜好设定密码,常用常新;而“自动更改密码”技术使得本次输入的密码将自动更改成下次应输入的密码,更改的规律不为他人所知,因而不怕旁观者窥测;独出心裁的“键盘乱序显示”技术使得键盘上的固定键位每次显示出的字符不固定,并且显示的窄小角度只能由操作者正面看得到,因而即使旁观者看见操作动作也难以窥测出密码;“多重密码设定”技术使得单组密码不一定有效,适合多人分权使用,需要输入两组以上的密码才被认可,大大提高了保密性,如果限定输入这些密码的先后顺序或时间区段,则保密性还可提高。
在输入密码的过程中,为了限制试探密码的企图,通常输入错误码若干次或若干时间内输入不正确,即“封锁”键盘,不再接受输入操作。
总之,尽管新式电子防盗锁层出不穷,但键盘式电子密码防盗锁不仅在市场上居于主流地位,而且,还经常作为其他类型电子防盗锁的辅助输入手段。
第2章系统总体设计2.1系统结构图2-12.2 系统组成如图2-1所示系统主要由AT89C51(51系列)、八位数码管、蜂鸣器、LED、4×4矩阵键盘、复位电路等组成。
2.3 系统可行性分析系统工作原理分析:使用AT59C51单片机、4×4矩阵键盘、LED、蜂鸣器等。
矩阵键盘分别为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、*、#、CLE、Enter、MODIFY。
系统开始显示“INPUT”提示输入密码;输入密码时,LED显示电路显示为“-”,当密码输入完毕按下Enter键时,对输入密码与设定的密码进行比较,若密码正确则LED显示电路显示为“PASS”提示锁打开;若密码不正确,LED显示电路显示提示“ERROR”,若连续3次输入不正确,则发出警报声同时锁定键盘。
在输入正确密码后,按下修改键时,LED显示电路显示“old”提示“输入旧密码”,此时输入正确的旧密码,则显示电路会有提示输入新密码在输入新密码后,显示电路会再次提示“再次输入新密码”若两次输入密码不一致,则修改密码失败,一致则成功。
在修改密码的过程中,如果一开始输入的旧密码错误显示电路会显示提示,同时系统返回到开始。
若在“再次输入新密码”的时候输入新密码与前次不一致,则会返回到系统开始。
修改密码完成后,系统自动清零上锁。
要再次开锁则需要输入正确的密码。
系统中CEL键用于退格,在输入密码时,若输入错误且未按下Enter键,按下CLE 可以删除刚输入的密码,然后再次输入。
为了防止恶意尝试,系统才用若连续输入3次错误密码则发出报警声,且锁定键盘,可以提高系统的安全系数,同时也能够保护合法用户的正常使用。
第3章硬件电路设计3.1单片机AT89C51简介AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压,高性能CMOS8位单片机,片内含4K bytes 的可反复擦写的只读程序存储器(EPROM)和128bytes的随机存取数据序存器(RAM),器件采用ATMEL公司的高密度/非易失性存储技术生产,兼容标准MCS-51指令系统,片内置通用8位中央处理器(CPU)和FLASH存储单元,AT89C51单片机为许多嵌入式控制系统提供了一种灵活行高且价廉的方案。
3.1.1 主要特性·8031 CPU与MCS-51 兼容· 4K字节可编程FLASH存储器(寿命:1000写/擦循环)· 全静态工作:0Hz-24KHz· 三级程序存储器保密锁定· 128*8位内部RAM· 32条可编程I/O线· 两个16位定时器/计数器·6个中断源· 可编程串行通道· 低功耗的闲置和掉电模式· 片内振荡器和时钟电路图3—13.1.2 管脚说明VCC:供电电压。