电子密码锁系统总体设计
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题目：电子密码锁的设计
组号：第八组
小组成员：王新恒（S120131106）
牛庆渝（S120102007）
于秀玲（S120101212）
黄志辉（S120131021）
2012年11月15日
目录
第一篇绪论 (1)
一、引言 (1)
1、编写目的 (1)
2、背景介绍 (1)
二、功能需求设计 (2)
1、任务和目标 (2)
2、功能需求简述 (2)
第二篇设计概述 (5)
一、详细设计方案的选择及设计思路概述 (5)
1、设计方案的选择 (5)
2、初步设计思路概述 (6)
二、设计方法和技术条件 (7)
1、设计原则 (7)
2、应用的技术分析 (7)
3、设计者当前已具备的技术条件 (7)
4、设计重点难点 (8)
第三篇系统总体设计方案确认 (9)
一、单片机模块 (9)
1、主要特性 (9)
2、主要接口说明 (10)
二、键盘矩阵模块 (11)
三、显示模块 (12)
四、报警模块 (12)
五、电子时钟模块 (13)
1、概述 (13)
2、引脚介绍 (14)
六、通信传输模块 (14)
1、通信传输原理概述 (14)
2、电平转换电路 (15)
第四篇系统程序设计 (17)
一、总体程序设计流程 (17)
1、程序功能 (17)
2、系统程序设计总流程 (17)
二、各个模块系统程序设计流程 (18)
1、显示初始化模块程序设计 (19)
2、密码比较功能模块程序设计 (20)
3、键盘输入模块程序设计 (23)
4、电子时钟显示模块程序设计 (27)
5、密码修改模块程序 (30)
6、报警模块程序设计 (39)
7、通信（虚拟）模块程序设计 (40)
附录 (43)
一、电路原理图 (43)
二、Proteus仿真图 (44)
三、PCB板图 (45)
四、源程序 (45)
第一篇绪论
一、引言
1、编写目的
编写总体设计说明书的目的是为了说明对密码锁系统总体设计的考虑，包括程序的基本流程、输入/输出设计、模块设计、运行设计、硬件的总体设计和系统出错处理设计等，以便为密码锁的具体设计制作和仿真提供理论基础和指导方向，主要就是为编写程序提供依据。各个模块的程序编写严格按照该总体设计的初定方案进行。
本总体设计说明书详细分析系统的各种需求，综合小组中各个成员的意见，为以后的设计规划出一个蓝图，使以后的工作做到有步骤、有计划，并且对今后出现的各种可能情况作出预测和进行初步和适当的处理，使系统工作进程得以稳步和高效地进行。
2、背景介绍
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。
此外，电子密码锁还具有以下独特的特点：
（1）保密性远远大于机械锁，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；
二、功能需求设计
1、任务和目标
本项目设计一种基于AT89C51单片机控制的电子密码锁，要求达到以下任务目标：
（1）可通过键盘输入密码控制开关的开锁和闭锁；
（2）可通过扩展的LCD显示器显示输入的密码；
（3）密码可以多次改写和重置；
（4）连续三次输入密码错误，报警装置开始工作，密码锁进入锁机状态。
2、功能需求简述
功能
具体阐述
1、密码输入及核对功能●系统启动后，通过键盘输入初始密码“111111”，按下密码输
入键进行确认，密码锁开锁，之后通过点击输入新密码键，输入6位新密码，点击新密码保存键，新密码保存；
●电子密码锁具有多组密码和管理员超级密码功能；
●如果密码正确，可进行开锁动作。若密码不正确，系统将给
出提示告知用户已经输入的次数，若三次错误输入后，系统自动锁定键盘，屏蔽所有操作，并显示“waiting....”；
●系统自动锁定时间为五分钟，锁定时间过后，系统提示“in
put again”，此时可重新输入密码，进行开锁操作；
●保密功能：每次输入的密码数字，显示的均是“*”符号；
●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，并发出报警提示。
2、多组密码设置功能●在用户设置了一组常用密码基础之上，可以另外在设置2组
备用密码，以增加多用户使用功能，满足用户的基本需求；
●在用户丢失或遗忘一组密码后，可以通过另外的几组备用密
码进行开锁并并对密码进行再次修改和设定，增加了密码锁使用的灵活性；
●可以设置一组超级密码“999999”，在任何情况下，凭借超
级密码都可以开锁和修改密码。
3、报警功能●设置密码锁开锁次数为3次，当输入超过三次还未开锁成功
时，蜂鸣器报警30秒，并且锁定键盘。十分钟内不能进行任何操作，等待锁定时间过后，解除警报，密码锁恢复输入功能，提示“in put again”；
●在每一次输入密码后，系统都会以英文字符的形式给出输入
密码正确与否，若是错误系统会给予警告。
4、个人密码更改功能●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；
●先用初始密码开锁，在开锁成功后点击“输入新密码”使系
统进入修改个人密码状态；
●个人可以随设置新的密码，设置完成后点击“保存新密码”
按键，新密码设置成功；此该新密码和以前的密码都可以进行开锁操作；
●此时可输入6位新的个人密码，点击新密码保存，密码更改
成功。
5、时间显示和计时功能●系统启动后会自动显示当地的即时时间，显示方式为：时-
分-秒
●在输入密码时软前后相邻的两个密码符输入时间间隔超过
10分钟，则系统自动放弃本次操作，返回到重新输入密码阶段
6、通信和数据传输功能●先用密码开锁，成功后进入系统
●显示记录：记录开门时间、密码类别。
●系统最多可以保存最近的40 条记录，当记录超过40条时，
每增加一条新记录，最早的一条旧记录将被覆盖掉。
每条记录包含如下信息：时、分、秒以及密码类别。
第二篇设计概述
一、详细设计方案的选择及设计思路概述
1、设计方案的选择
本次设计的密码锁在理论上可以利用多种设计方法及原理进行设计，依据设计的简单、高效、易于实现等原则，主要有两种设计方案可供选择，即：数字电路控制和以AT89C51为核心的单片机控制两种方案。现在对其两种方案进行可行性对比分析。
方案一：采用数字电路控制。其原理图下图1所示。
图1 数字密码锁电路方案
电路由两大部分组成：密码锁电路和备用电源(UPS)，其中设置UPS电源是为了防止因为停电造成的密码锁电路失效，使用户免遭麻烦。
采用数字密码锁电路的好处就是设计简单。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。密码锁电路包含：键盘输入、密码
修改、密码检测、开锁电路、执行电路、报警电路、键盘输入次数锁定电路。
方案二：采用一种是用以AT89C51为核心的单片机控制方案。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，不但能实现基本的密码锁功能，还能添加多组密码设置、报警提示等控制功能。其原理如下图2所示。
图2 单片机控制方案
密码锁电路包含：键盘输入、密码修改、密码检测、开锁电路、执行电路、报警电路。
通过比较以上两种方案，单片机方案有较大的活动空间，不但能实现所要求的功能而且能在很大的程度上扩展功能，而且还可以方便的对系统进行升级，所以我们采用一种以89C51为核心的单片机控制方案。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，进行密码锁的设计工作以实现基本的密码锁功能。
2、初步设计思路概述
对于本次密码锁的初步设计，首先是要有一定的大概思路。如下图3所示，本次设计选用单片机开发系统，以AT89C51单片机为核心，辅以扩展的键盘以及LCD显示模块组成完整的系统。通过键盘采集输入的信息，与单片机内的储存值比较，如果密码正确，则开锁电路打开；如果密码错误，给出错误提示。若
连续三次输入密码错误，蜂鸣器产生蜂鸣音，并且系统自动锁定键盘；在以上工作的同时显示电路工作，同步显示符号“*”代替输入的数值。
图3 最初设计思路框图
二、设计方法和技术条件
1、设计原则
系统总体设计原则如下分析，应该尽可能的满足密码锁的功能要求，包括程序启动功能、锁的基本功能、个人密码更改功能、多组密码设置、报警功能。
首先，通过键盘采集输入的信息，与单片机内的储存值比较，如果密码正确，则开锁电路运行，锁被成功打开；如果三次密码错误，则报警系统自动进行提示，蜂鸣器产生蜂鸣音；在以上工作的同时显示电路工作，同步显示输入数值。
在输入正确密码后，密码锁开锁，按输入新密码键，输入新密码，按下新密码保存键，则修改密码成功。要再次开锁则需要输入正确的密码。
2、应用的技术分析
本次密码锁功能的实现，需要使用到以下关键技术：
（1）基于AT89C51单片机简单设计及外围扩展电路；
（2）键盘输入及单片机间的数据传输；
（3）LCD显示技术、动态输出及单片机间的数据传输。
（4）通信传输协议
3、设计者当前已具备的技术条件
在设计密码锁之前，本组四位成员基本上已经掌握了以下技术：
(1)课题组成员都参阅过相关的51单片机开发方面的书籍，熟悉Altim Designer电路设计，有一定的电路设计基础；
(2)课题组成员王新恒对C语言函数库的调用有一定的了解，具备C语言程序设计开发经验；
(3)课题组成员牛庆渝、黄志辉熟悉PCB板的制作过程及protuse绘图，课题组成员于秀玲有一定的文学功底，有一定的能力撰写课题报告；
(4)各个成员都可以熟练的运用仿真软件proteus以及编译软件keil进行仿真实验和调试。
(5)对通信协议和传输有一定的了解
4、设计重点难点
完成本方案设计的重点和难点有以下几点：
(1) C语言程序设计和控制函数的调用；
(2) 键盘模块和动态显示工作方式的LCD显示模块的控制；
(3) 报警电路的设计；
(4) 用Altim Designer软件进行电路图设计；
(5) 单片机于PC机的通信传输功能的实现。
第三篇系统总体设计方案确认
此次设计基于单片机控制的电子密码锁，根据任务和相关要求，结合主要设计条件，我们的总体方案设计如下：
本系统由单片机系统、矩阵键盘、电子时钟、LCD显示和报警系统等多个模块组成。
一、单片机模块
该密码锁设计采用以AT89C51为核心的单片机控制方案。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，进行电子密码锁的设计。不但能实现基本的密码锁功能，还能添加警报提示。
1 主要特性
AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压、高性能CMOS 8位微处理器。它与MCS-51 兼容，寿命：1000写/擦循环，数据保留时间为10年。全静态工作：0Hz-24Hz 三级程序存储器锁定，128*8位内部RAM 32可编程I/O线，两个16位定时器/计数器，5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。
下图4所示为AT89C51单片机图例：
图4 AT89C51单片机
2 主要接口说明
VCC：供电电压。
GND：接地。
P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL 门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流。此外，P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，例如串行输入\输出口、外部中断0\1、记时器0外部输入、外部数据存储器读\写选通。
RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG：可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。
/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。
/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器，不管是否有内部程序存储器。当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2：来自反向振荡器的输出。
其中，在该系统设计中，单片机主要硬件资源的分配如为：P0.0～P0.7用于LCD液晶显示作用；P2.6、P2.7用于蜂鸣器的控制；P2.0用于开锁电路的控制；P1.0～P1.7用于键盘电路的控制；P3.3～P3.5用于LCD显示模块的控制端口的控制。
二、键盘矩阵模块
本次设计的密码锁系统设计采用4*4矩阵键盘，与P1口相连，采用扫描法。设有0到9十个数字密码，一个开锁键、上锁键，以及用于修改密码的新密码输入键和新密码保存键，还有一个用于重新输入密码的重新输入键和一个管理员密码键。
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。通常将按键排列成矩阵形式。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。
键盘矩阵电路如下图5所示：
图5 键盘矩阵电路
表1 矩阵键盘代表的功能表
S1-S10 数字0-9
S11 开锁按键
S12 上锁按键
S13 输入新密码
S14 保存新密码
S15 重新输入
S16 管理员密码（切换键）
三、显示模块
此密码锁设计6位密码，按键后动态显示。开机显示“Your Password...”，等待密码输入，输入6位密码，按开始键后，密码比较。
根据按键次数，第一位显示器显示第一次按的密码，第二位显示器显示第二次按的密码，第三位显示器显示第三次按的密码，依此第六位显示器显示第六次按的密码。每次输入密码后，都会有提示音，提示输入动作被接受。按键完成后按开锁键后，密码对则执行相关动作，并且显示器显示“Unlock ok!”,并且会看到指示灯发光；不正确则显示器显示“ERROR”，指示灯无任何现象，系统等待重新输入。当连续输入三次错误后，会显示“Wait....”,系统会发出报警音，等待锁定时间十钟后会提示“Input again....”。
下图6所示为显示电路原理图：
图6 LCD显示电路
四、报警模块
本次设计的密码锁报警系统在当输入密码错误后，系统报警。
下图7给出报警系统电路原理图：
图7 报警模块电路
五、电子时钟模块
1、概述
本模块是以AT89C51单片机为控制核心，具有在线编程功能，低功耗，能在3V超低压工作。时钟电路由DS1302提供，它是一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2.5V～5.5V。采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。
DS1302 是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2.5V～5.5V。采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。DS1302内部有一个31×8的用于临时性存放数据的RAM寄存器。DS1302增加了主电源/后备电源双电源引脚，同时提供了对后备电源进行涓细电流充电的能力。可产生年、月、日、周日、时、分、秒，具有使用寿命长，精度高和低功耗等特点，同时具有掉电自动保存功能；显示部份由LCD液晶显示屏显示。
下图8所示为DS1302电路原理图图：
图8 DS1302电路原理图
2、引脚介绍
DS1302的引脚排列,其中Vcc1为后备电源，VCC2为主电源。在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。DS1302由Vcc1或Vcc2两者中的较大者供电。当Vcc2大于Vcc1+0.2V时，Vcc2给DS1302供电。当Vcc2小于Vcc1时，DS1302由Vcc1供电。X1和X2是振荡源，外接32.768kHz晶振。RST是复位/片选线，通过把RST 输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。RST输入有两种功能：首先，RST接通控制逻辑，允许地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供终止单字节或多字节数据的传送手段。当RST为高电平时，所有的数据传送被初始化，允许对DS1302进行操作。如果在传送过程中RST置为低电平，则会终止此次数据传送，I/O引脚变为高阻态。上电运行时，在Vcc>2.0V之前，RST必须保持低电平。只有在SCLK为低电平时，才能将RST置为高电平。I/O为串行数据输入输出端(双向)，后面有详细说明。SCLK为时钟输入端。下图9为DS1302的引脚功能图：
图9 DS1302引脚封装图
六、通信传输模块
密码锁系统的通信传输模块是该系统的主要模块之一，可以最大限度的发挥单片机的传输接口的功能，最大程度上的利用了单片机的接口。
1、通信传输原理概述
一般是用串口来进行通讯的，采用普通I／O模拟实现通信，这是最简单的方法，并且可以实现高速串行通信。即利用RS23接口实现通信，而RS232接口是串口通讯的一种，其实所谓的接口，我的理解就是一种通信协议，规定了传输电平，传输方式，及怎么传输数据等。
利用单片机的p3.1 TXD通信接口进行数据的发送（只发送不接收），将数据传输到虚拟终端保存。PC机和单片机的通讯却不能够直接进行连接，原因是PC 机RS232串口的电平标准和单片机的TTL电平不一致，因此单片机和PC机之间的串口通讯必须要有一个RS232/TTL电平转换电路。我们再次利用MAX232芯片实现电平转换。其中，由于单片机的串口输出电路采用的逻辑电平是TTL（逻辑门电路，Transistor-Transistor Logic ）电平，PC机的电平是CMOS电平。
用一个异步串行通信的设计方法，单片机串口的控制方式MCS-51系列单片机对串口的控制是通过对串行口控制寄存器SCON和功率控制寄存器PCON的设置来实现的。SCON是一个可位寻址的特殊功能寄存器，通过设置SGON的SM0和SMI，可以使单片机有四种不同的工作方式。在用于和PC机实现串行通信时，一般设置为方式1或方式3，主要区别是方式1的数据格式为8位，方式3的数据格式为9位，其中第9位SM2为多机通信位，可实现单片机的多点通信。
单片机串口的速率设置单片机和PC机通信时，其通信速率由定时器T1或定时器T2产生（52系列），在T1工作在方式2时的通信速率的计算公式为：波特串＝（SMOD× Fosc）／（32×12×［256－TH1］）。其中Fosc晶振频率，为获得准确的通信速率，Fosc通常为11．0592MHz。采用T1定时器通信的系统，速率不可能过高，一般情况下最高为19200bit／s。单片机串口通信程序的实现方法实际应用中，单片机通信程序一般采用中断方式与微机通信，微机做为主控方。当单片机收到微机发送的地址信号时，便转入中断服务程序，向微机发送数据。
2、电平转换电路
PC机和单片机的通讯不能够直接进行连接，原因是PC机RS232串口的电平标准和单片机的TTL电平不一致，因此单片机和PC机之间的串口通讯必须要有一个RS232/TTL电平转换电路。我们再次利用MAX232芯片实现电平转换。其中，由于单片机的串口输出电路采用的逻辑电平是TTL（逻辑门电Transistor-Transistor Logic ）电平，PC机的电平是CMOS电平。
单片机和PC机的串行通信一般采用MAX-232总线标准接口。为保证通信的可靠，在选择接口时必须注意：（1）通信的速率；（2）通信距离；（3）抗干扰能力；（4）组网方式。
采用MAX232芯片的转换接口，MAX232包含两路驱动器和接收器的RS-232转换
芯片。芯片内部有一个电压转换器，可以把输入的+5v电压转换为RS-232接口所需的±10V电压，尤其适用于没有±12V的单电源系统。下图所示为MAX232电平转换电路：
图10 MAX232电平转换电路
第四篇系统程序设计
一、总体程序设计流程
1、程序功能
软件的设计主要包括：密码的设定及修改、键盘识别判断、错报警等，可根据具体的需要还可进行功能的增加与完善。
1)主程序功能：主耍完成初始化、设置中断向量检查有无按健按下，以及调用
显示等。
2)键盘扫描及识别子程序功能：键盘采用查询方式，放在主程序中，当没有按
键按下时，单片机循环主程序，一旦有键按下，便转向相应的子程序处理，之后再返回。
3)调用存储程序功能：比较密码时，需读取程序，将存储在芯片内的数据读到
RAM中，然后和输入密码相比较，当修改密码时，需耍把输入的密码保存到芯片中。
4)显示子程序功能：在系统启动后显示为“Your Password ...”，在输入密码时
不直接显示密码，而是现实星号“******”，这样利于密码的保密可提高安全性和可靠性。当输入密码正确时，显示“unlock ok”，输入错误则显示“ERROR”。当连续输入三次错误后，会显示“Wait....”,系统会报警提示，三秒钟后会提示“Input again....”。
5)密码更改子程序功能：在输入密码成功解锁后，点击“输入新密码”按键，
输入新密码，然后选择点击“保持新密码”按键，至此，密码修改成功。6)修改密码工作完成后，系统将跳翻到开始，即提示输入密码“Your
Password...”。
2、系统程序设计总流程
如下图所示为该密码锁系统程序设计总流程图：
《E D A仿真与实践实习》 学院：信息科学与工程学院 课题名称：硬件描述语言设计 ——基于VHDL的电子密码锁的设计班级： 学生： 学号： 指导教师：
1 引言 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。 基于EDA技术设计的电子密码锁。以其价格便宜、使用方便、安全性高、成本低、功耗低、易操作等优点，受到了人们的普遍关注。而以可编程逻辑器件(FBDA)为设计载体，以硬件描述语言(VHDL)为主要表达方式，以QuartusⅡ5.1开发软件等为设计工具设计的电子密码锁，由于其能够实现密码输入、密码校验、密码设置和更改等功能，因此，能够满足社会对安全防盗的需求。 本设计的各个模块由相应的VHDL程序具体实现，并在QuartusⅡ5.1环境下进行了整体电路的模拟仿真，最终实现“密码锁控制器设计”的要求。 2 设计内容和要求 2.1 设计内容： 题目：电子密码锁 内容：设计一个4位串行数字锁。 (1)开锁代码为4位二进制，当输入代码的位数与锁内给定的密码一致，且按规定程序开锁时，方可开锁，并点亮一个指示灯。否则进入“错误”状态，并发出报警信号。 (2)锁内的密码可调，且预置方便，保密性好。 (3)串行数字锁的报警由点亮一个灯，直到按下复位开关，报警才停下。此时，数字锁又自动等待下一个开锁状态。 要求： (1)通过查阅相关技术资料，详细描述电子密码锁的基本原理。 (2)编写电子密码锁的Verilog HDL或VHDL程序，并仿真编译下载验证。 (3)给出完整的系统顶层模块图与波形仿真图。
一、设计方案 1.1系统架构 NBIOT智能门锁是一套完整的解决方案，是对物业出入权限进行集中管理控制的软硬件整体解决方案。其中硬件包括智能门锁，辅以配套的管理云平台和手机APP。 1.1.1锁体 由机电一体的电控锁具和外围控制电路组成，内置NBIOT远程通信模块，接收管理云平台或者手机APP传来的控制信息执行解锁和信息上报动作。 1.1.2监控管理平台和手机APP 智能门锁管理云平台即是对门锁、物业运营维护的支撑系统，通过该平台可以看到所有智能门锁实时状态信息，并能对其进行控制。手机管理端APP安装于管理人员或者住户的手机上，在登录APP后可以对门锁进行信息查询、远程控制以及权限下发，手机用户端APP安装于家属以及有临时开门需求的人员手机上，可以向门锁管理员申请权限、扫码开锁和查看开锁权限。 1.2系统运行原理图 智能门锁是政府、学校、物业公司等相关部门企业对房屋管理的需求，实现对物业信息化、智能化管理。系统采用NBIOT物联网通信技术、蓝牙通信技术、计算机网络技术等相关技术，实现门锁和物业管理的智慧化、网络化和空间可视化，创新物业管理新模式，完善物业管理流程，建立一套科学完善的控制运营体系，并实现现有相关资源的共享，提高物业综合管理的效率和水平。
1. 用户通过APP蓝牙操作门锁或者手动操作门锁； 2. 门锁通过NBIOT实时将信息通过基站和IOT平台上报至云平台，同时同步门锁密码和指令； 3. 云平台将信息推送到管理人员/住户的手机APP，第一时间了解门锁状况； 4. 管理人员/住户也可以随时通过手机APP或者云平台下发操作指令给门锁。 CD
二、硬件功能介绍 2.1 NBIOT智能门锁介绍 2.1.1产品展示 2.1.2移动双平台接入 门锁同时支持移动OneNET物联网平台和电信NBIOT平台的接入，可以灵活选择最合适的对接方式。 2.1.3蓝牙开锁 APP近场蓝牙开锁，保证开锁响应速度，有效规避NBIOT特性造成的通讯延时，门锁状态和密码下发通过NBIOT通讯，NBIOT技术与蓝牙技术相结合确保用户体验。 2.1.4指纹开锁 实现指纹开锁，操作APP通过引导在门锁上录入指纹，指纹识别速度快，识别率高，能够提供便捷、智能的安全保障。 2.1.5刷卡开锁 实现刷卡/身份证开锁，门卡采用兼容ISO14443-TypeA和TypeB的协议的
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
电子信息工程《专业基础课程设计》研究报告 电子密码锁设计 学生姓名： 学生学号： 指导教师： 所在学院： 专业班级： 中国·大庆 2015年 6 月
信息技术学院 课程设计任务书 学院专业级，学号姓名 一、课程设计课题： 电子密码锁设计 二、课程设计工作日自年月日至年月日 三、课程设计进行地点：信息技术学院 321 四、程设计任务要求： 1.课题来源: 教师下发。 2.目的意义:设计一个电子密码锁。 3.基本要求: （1）设计6位电子密码锁，当输入正确密码时，输出开锁信号，用相应的发光二极管点亮表示开锁和关锁； （2）密码可以修改； （3）从第一个按钮触动后15秒内若锁未打开，则电路进入自锁状态，并进行声、光报警。 课程设计评审表
目录 1 设计任务要求 (1) 2 方案比较 (1) 3单元电路设计 (2) 4元件选择 (6) 5整体电路 (8) 6说明电路工作原理 (9) 7 困难问题及解决措施 (10) 8 总结与体会 (10) 9 致谢 (11) 10参考文献 (12)
1设计任务要求 (1)设计6位电子密码锁，当输入正确密码时，输出开锁信号，用相应的发光二极管点亮表示开锁和关锁；(2)密码可以修改； (3一个按钮触动后15秒内若锁未打开，则电路进入自锁状态，并进行声、光报警。 1.1 设计概述 通过本次设计掌握数字电路系统设计的方法，熟悉电子密码锁设计相关硬件的使用，了解电子密码锁的系统构成，利用数字门电路实现电子密码锁的设计与实现，可以加深自己对所学专业的认识，关联知识，增强自己的动手能力，积累实践经验，为以后的工作打好基础。通过本次设计掌握数字电路系统设计的方法，熟悉电子密码锁设计相关硬件的使用，了解电子密码锁的系统构成，利用数字门电路实现电子密码锁的设计与实现，可以加深自己对所学专业的认识，关联知识，增强自己的动手能力，积累实践经验，为以后的工作打好基础。 2方案比较 2.1.1 方案选择 本方案是用按键式的输入方式输入密码，然后预设密码由74HC160和BCD数码管显示，而输入密码则由4508和BCD数码管显示，密码比较由异或门器件来实现，定时装置由555定时 图2方案二原理框图
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。
智能锁方案指纹锁解决方案 智能锁是指区别于传统机械锁，在用户识别、安全性、管理性方面更加智能化的锁具。门禁系统中锁门的执行部件。在安全技术防范领域，具有防盗报警功能的电子密码锁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。 智能锁系统软件的应用和前景 智能密码锁软件采用51系列单片机汇编语言对智能监控器和电子锁具分别编程。智能监控器软件包括键盘扫描和LCD显示程序、蜂鸣器驱动程序、时钟修改和读取程序、数据通信与预处理程序、智能化分析程序及线路监测程序等模块。电子锁具软件包括键盘扫描与译码程序、LCD显示程序、通信程序、电磁执行器驱动及检测程序、传感器接口程序等模块。软件设计过程中采用模块化设计方法，便于程序的阅读、调试和改进。智能密码锁充分利用了51系统单片机软、硬件资源，引入了智能化分析功能，提高了系统的可靠性和安全性。通过在某型号保险柜安装使用，受到用户的欢迎。另外，智能密码锁在软、硬件方面稍加改动，便可构成智能化的分布式监控网络，实现
某一范围内的集中式监控管理，在金融、保险、军事重地及其它安全防范领域具有广泛的应用前景。 智能锁的三大解决方案 基于WIFI、GSM、蓝牙网络;目前基于WIFI、GSM网络或者蓝牙的智能门锁是国内外的主流选择。这也是目前智能门锁基础的解决方案。为了防止出现手机被盗刷或者被恶意攻破的情况，这些门锁选择依旧需要传统钥匙开锁，但钥匙具备智能芯片，每次开门都会通过微信、短信的方式提醒用户。与Yale Lock类似，某国产解决方案也采用了GSM数据网络的方式，因为GSM数据网络可以走加密路线，相比WIFI等方案更为安全。为了保证安全，该方案还拥有独立的后台与云端，能够与手机连接，帮助用户通过手机及时接受和随时查询家人进出门信息，并具备远程报警。基于指纹识别生物特征;指纹门锁的思路是利用人体生物特征指纹进行身份安全识别认证开门，凭借高科技的数字图像处理、生物识别及DSP算法等技术，成为符合现代安防要求的新一代门禁系统。目前，指纹锁已经广泛运用于政府机构、军事基地、银行、公寓等需要安全和隐私的场所。旧时王谢堂前燕，飞入寻常百姓家。过去运用在相关机密场所的指纹门锁如今随着部分厂商的技术攻关也逐渐运用在了普通人群的生活之中。人脸识别和虹膜识别;随着阿里巴巴、腾讯等在金融产品中使用人脸识别，这一技术将上升到一个新高度。数据显示，2012年我国人脸识别行业市场规模约16.7亿元，预计到2015年，我国人脸识别行业市场规模将达到
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)
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和闭的装置，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和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。 二、硬件设计 2.1概述 本系统主要由单片机最小系统、电源电路、输入键盘电路、输出显示电路、开锁电路等组成,系统框图如图1所示:
电子密码锁设计 一、目标 1、任务和目标 本项目设计一种基于AT89C51单片机控制的电子密码锁，要求达到以下任务目标： （1）可通过键盘输入密码控制开关的开锁和闭锁； （2）可通过扩展的LCD显示器显示输入的密码； （3）密码可以多次改写和重置； （4）连续三次输入密码错误，报警装置开始工作，密码锁进入锁机状态。 2、功能需求简述
二、详细设计方案的选择及设计思路概述 1、设计方案的选择 本次设计的密码锁在理论上可以利用多种设计方法及原理进行设计，依据设
计的简单、高效、易于实现等原则，主要有两种设计方案可供选择，即：数字电路控制和以AT89C51为核心的单片机控制两种方案。现在对其两种方案进行可行性对比分析。 方案一：采用数字电路控制。其原理图下图1所示。 图1 数字密码锁电路方案 电路由两大部分组成：密码锁电路和备用电源(UPS)，其中设置UPS电源是为了防止因为停电造成的密码锁电路失效，使用户免遭麻烦。 采用数字密码锁电路的好处就是设计简单。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。密码锁电路包含：键盘输入、密码修改、密码检测、开锁电路、执行电路、报警电路、键盘输入次数锁定电路。 方案二：采用一种是用以AT89C51为核心的单片机控制方案。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，不但能实现基本的密码锁功能，还能添加多组密码设置、报警提示等控制功能。其原理如下图2所示。
得分：_______ 南京林业大学 研究生设计报告 2011 ～ 2012 学年第一学期 课程名称：微机控制与自动化 报告题目：六位数字密码锁控制器 学号： 作者：陈亭亭 联系电话： 任课教师： 二○一一年十二月
六位数字密码锁控制器 一、设计目的： 随着社会的发展，单片机市场已经形成一个规格齐全、品种繁多的大家族，用户有非常大的选择余地。单片机的应用十分广泛，在工业控制领域、家电产品、智能化仪器仪表、计算机外部设备，特别是机电一体化产品中，都有非常重要的用途。本设计作为微机原理与自动化的课程作业，泥实现以下目的： 1.通过自主编程，以熟悉80c51单片机的控制及编程方法； 2.通过设计与编程，熟悉单片机与外设的连接方法； 3.通过使用protel绘画电路图，熟悉protel软件； 4.熟悉液晶显示器的使用方法。 二、设计实现的功能： 1.通过0～9十个数字键实现六位密码的设置，验证和修改，在密码输入错误时系统 会自动报警，可按复位键重新输入密码。 2.通过LED七段数码管显示密码。 三、设计所需的芯片器材 ATMEL公司的AT89C51单片机，74LS273的8D锁存器，74LS244的8位三态缓冲器，LED显示器、按键若干。 四、总体方案设计 1.总体框图设计 选用AT89C51单片机，加上相应的按键、晶振、复位、显示电路，并进行各种软件的设计。密码锁控制器的总体设计框图如图1所示。 2. 显示控制方案 在构成多位LED显示时，点亮数码管的方式有静态显示和动态显示两种。 静态显示方式：LED的静态显示是指当数码管显示某一字符时，相应段的发光二极管处于恒定地导通或截止状态，直到显示另一字符为止。 静态显示方式各位可独立显示。由于各位分别由一个8位I/O接口控制段选码，故在同一时间里，每一位显示的字符可以各不相同。这种显示方式接口，较小的电流即可获得
密码锁设计方案 第一部分：课题背景描述 ●课题来源： 课题思路来源于本次大赛的参考题目 ●市场分析： 电子密码锁是一种通过单片机来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。 ●国内外研究现状 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。电子密码锁特点如下：保密性远远大于弹子锁。随机开锁成功率几乎为零。 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。 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. 电子密码锁操作简单易行，一学即会。 另外，随着科学技术的发展，用户在生活中需要使用的锁类越来越多，电子密码锁能为用户提供安全无忧的服务，因此市场前景十分广阔。 第二部分：功能描述 本项目设计一种基于STC90C52单片机控制的电子密码锁，具有如下功能：
①可通过薄膜键盘输入密码控制开关的开锁和闭锁 ②可通过扩展的LED显示器显示输入的密码 ③密码可以多次改写和重置 ④连续三次输入密码错误延迟10秒钟后，声光报警装置工作 第三部分：可行性分析 ●设计思路： 本课题选用以STC90C52单片机为核心，辅以扩展的薄膜按键键盘以及LED显示模块组成完整的系统。通过键盘采集输入的信息，与单片机内的储存值比较，如果密码正确，则开锁电路打开，并且绿灯亮；如果密码错误，则报警电路的红灯电路打开，若连续三次输入密码错误，声光电路打开，红灯闪烁；在以上工作的同时显示电路工作，同步显示输入数值,具有较高的安全性。 关键词：STC90C52、电子密码锁、7805、12864、薄膜矩阵键盘、数码管动态显示、声光显示。 ●应用的技术分析： 本课题的实现，需要使用到以下关键技术： ①基于STC90C52单片机简单设计及外围扩展电路 ②键盘输入及单片机间的数据传输 ③LED显示技术、动态输出及单片机间的数据传输 ●设计者当前已具备的技术条件： ①课题组成员都参阅过相关的51单片机开发方面的书籍，熟悉Altium Designer Winter 09电路设计，有一定的项目开发及电路设计基础。 ②课题组成员系统学习过基于Keil C51，对C语言函数库的调用有一 定的了解，具备C语言程序设计开发基础。
密码锁设计方案 第1章绪论 1.1课题背景 密码锁是锁的一种，开启时用的是一系列的数字或符号。密码锁的密码通常都只是排列而非真正的组合。部分密码锁只使用一个转盘，把锁内的数个碟片或凸轮转动；亦有些密码锁是转动一组数个刻有数字的拨轮圈，直接带动锁内部的机械。 此单片机设计（密码锁）是一种能防止多次探密码的基于单片机的密码锁设计方案，给出了该单片机密码锁的硬件电路和软件程序，同时给出了单片机型号的选择，硬件设计，软件流程图，汇编语言源程序等内容。密码锁应用非常广泛，如生活中的密码箱等；到取款机取款时插入卡后要输入个人设定的密码；银行里的密码柜，再比如核武器在发射时也有密码的等等。 很多行业的许多地方都需要密码锁，但普通密码锁的密码容易被多次试探而破译。我们的设计给出了一种能防止多次试探密码的密码锁设计方法，利用单片机控制。因为单片机不但具有体积小，成本低，控制灵活，便于产品化等特点，而且单片机具有新的发展，具体主要体现在单片机片内资源越丰富，用它构成的单片机控制系统的硬件开销就会越少，产品的体积和可靠性就会越高，所以，使用单片机系统控制密码锁，体积小，成本低，控制灵活，便于产品化，可以防止多次试探，从而有效地克服了上述缺点。 1.2本设计课题的研究现状 随着电子技术的发展单片机功能的增强，出现了带微处理器的智能密码锁，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。目前发达国家已经大规模地应用智能门禁系统，可以通过多种更加安全，更加可靠的方法来实现大门的管理。但电子密码锁在我国的应用还不广泛，主要出现在保险柜、密码箱、高级宾馆等场所，家居用的较少，究其原因，我认为有以下几点： （1）价格原因 （2）厂商的推广力度不够。
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；
单片机密码锁设计（汇编语言）带原理 图电路图 什么是密码锁 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。 硬件设计 基于AT89C51为核心的单片机控制的电子密码锁设计。本设计能完成开锁，修改密码，密码错误报警，LCD显示密码等基本的密码锁功能。设计的电路框如图1。 《 , 图一 & 电路的功能单元设计
1.单片机AT89C51组成基本框图 单片机引脚介绍 P0：P0口是一个漏极开路的8位双向I/O口。在访问片外存储器时P0分时提供低8位地址线和8位双向数据线。当不接片外存储器或不扩展I/O口时，P0可作为一个通用输入/输出口。P0口作输入口使用时，应先向口锁存器写“1”，P0口作输出口时，需接上拉电阻。 P1：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，因此它作为输出口使用时，无需再外接上拉电阻，当作为输入口使用时，同样也需先向其锁存器写“1”。 & P2：P2口也是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，在访问片外存储器时，输出高8位地址。 P3：P3口除了一般的准双向通用I/O口外，还有第二功能。 VCC：+5V电源 VSS：接地 ALE：地址锁存器控制信号。在系统扩展时，ALE用于控制把P0口输出的低8位地址锁存起来，以实现低位地址和数据的隔离。此外，由于ALE是以晶振1/6的固定频率输出的正脉冲，因此，可作为外部时钟或外部定时脉冲使用。 /PSEN：外部程序存储器读选通信号。在读外部ROM时，/PSEN有效（低电平），以实现外部ROM单元的读操作。 /EA：访问程序存储控制信号。当/EA信号为低电平时，对ROM的读操作限定在外部程序存储器；当/EA信号为高电平时，对ROM的读操作是从内部程序存储器开始，并可延至外部程序存储器。 RST：复位信号。当输入的复位信号延续两个机器周期以上的高电平时即为有效，用完
设计方案 系统设计方案 利用所学的电子技术知识和电子设计方法，设计出一个电子密码锁有以下两种基本方案可以选择： 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/译码器等数字逻辑器件实现电子控制。从而实现想要设计的电子密码锁的功能。此方法设计简单，但硬件电路比较多，操作起来比较复杂。 方案二：使用MCS-51系列单片机为核心控制附加一些简单的外围电路，利用单片机的一个I/O端口组成4×4键盘作为输入电路，采用汇编语言编写程序来实现电子密码锁的各项功能，程序语言功能强大，调试较为简单。具有很强的实用性。 设计方案选择 综上提出的两种方案，方案一给出的采用数字逻辑电路的设计方法的好处就是设计简单，因为采用数字逻辑电路可以分成各个功能模块来设计，每个模块实现各自的一个功能。这钟方法设计的密码锁电路大致包含：按键输入、密码核对、密码修改、开锁电路、错误提示电路等功能模块。采用数字电路虽然设计简单但是操作繁琐，要运用很多数字逻辑器件，硬件电路复杂，而且可能会出现较多器件故障，同时难以检查和维护。方案二提出的使用单片机为核心控制的方案，利用单片机丰富的I/O端口和灵活的编程设计，不但能实现密码锁的功能，而且控制准确性高，外围电路少硬件电路简单，方便灵活，调试简单不易出错，体积小成本低也利于现实中实现，具有较高的实际意义和实用价值。这个设计方案的最关键的地方就在于编程，利用程序的执行来实现密码锁的基本功能，因此单片机方案还有较大活动空间，能在很大程度上扩展功能，方便对系统进行升级。 针对第一种方案：系统vhdl设计 功能描述： 假设设计的密码锁有7个数据输入键，分别用K1到K7表示；一个“确认键”（按一下确认键，密码锁内部就产生一个正脉冲），用CLK_AFFIRM表示；一个“重置和修改密码使能键”，用S/W 表示；一个开锁状态指示灯GREENLED；一个密码输入错误报警器REDLED. 1.密码预置。未使用过的密码锁初始状态为“打开”，内部密码为随机数，故使用前必须进行密码 预置。通过按键将S/W调为“1”，密码锁进入密码预置模式，按照K1~K7→确认键→K1~K7→确认键的顺序输入想要设置的密码，其中K1~K7表示的意思是，给K1到K7赋值，赋值顺序可任意改变，但一旦按下确认键，K1到K7分别对应的数值便不可改变。整个过程中只要按下两次确认键，密码预置便成功完成。 2.密码验证。通过按键将S/W调为“0”，密码锁进入密码验证模式。按照K1~K7→确认键→K1~K7 →确认键的顺序输入密码，如果密码与预置的密码（如果修改过密码，则与最后一次修改成功后的密码）相匹配，开锁指示灯GREENLED变亮，同时锁子被打开。如果没反应，需要重新输入密码，但是输入密码的次数最多为3次，如果3次都输入了错误密码，那么错误报警器REDLED 就会报警，如果继续输入了正确密码，报警器就会解除警报。 3.密码修改。用户必须提供正确的密码后方能进入密码修改模式，否则，修改无效。如果用户通 过了密码验证，那么此时将S/W调为“1”便可顺利进入密码修改模式。修改密码过程与重置类
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
数字逻辑电路课程设计 课题：电子密码锁设计 姓名： 班级：13通信 学号： 成绩： 指导教师： 开课时间:
目录 摘要 (1) 一课程设计目的内容及安排 (2) 1.1设计目的 (2) 1.2设计内容 (2) 1.3设计安排 (2) 1.4设计内容 (2) 二电子密码锁设计要求及总框图 (3) 2.1设计要求 (3) 2.2总框图 (4) 三各模块电路设计 (5) 3.1密码输入存储比较模块 (5) 3.2五秒计时电路 (6) 3.3二十秒计时电路 (8) 3.4报警电路 (10) 3.5总电路 (11) 四设计心得 (12) 五参考文献 (13)
电子密码锁 摘要：设计一个密码锁的控制电路，当输入正确代码时，输出开锁信号以推动执行机构工作，用红灯亮、绿灯熄灭表示关锁，用绿灯亮、红灯熄灭表示开锁；在锁的控制电路中储存一个可以修改的4位代码，当开锁按钮开关（可设置成6位至8位，其中实际有效为4位，其余为虚设）的输入代码等于储存代码时，开锁；从第一个按钮触动后的5秒内若未将锁打开，则电路自动复位并进入自锁状态，使之无法再打开，并由扬声器发出持续20秒的报警信号。密码输入存储及比较部分使用芯片74LS194及74LS85。五秒及时部分采用芯片74LS161和数码显示管。二十秒报警电路由74LS160，555定时器组成的多谐振荡器，LED灯和蜂鸣器组成。利用multisim对电路进行仿真可以得到结果。 关键词：电子密码锁，计时电路，报警电路
一课程设计目的内容及安排 1.1设计目的 1 根据设计要求，完成对交通信号灯的设计。 2 加强对Multisim10仿真软件的应用。 3 掌握交通信号灯的主要功能与在仿真软件中的实现方法。 4 掌握74LS160,74LS192等功能。 1.2 设计内容 设计一个密码锁的控制电路，当输入正确代码时，输出开锁信号以推动执行机构工作，用红灯亮、绿灯熄灭表示关锁，用绿灯亮、红灯熄灭表示开锁； 在锁的控制电路中储存一个可以修改的4位代码，当开锁按钮开关（可设置成6位至8位，其中实际有效为4位，其余为虚设）的输入代码等于储存代码时，开锁； 从第一个按钮触动后的5秒内若未将锁打开，则电路自动复位并进入自锁状态，使之无法再打开，并由扬声器发出持续20秒的报警信号。 1.3设计安排
课程设计说明 书 课程名称：《单片机技术》设计 题目：基于51单片机的电子密码锁 院（部）：学生姓名：电子信息与电气工程学院 马亚林 学号： 专业班级：指导教师：12 通信工程（专升本） 丁莹亮 2013 年05月17日
设计题目 课 程 设 计 任 务 书 基于 51 单片机的电子密码锁 学生姓名 设计要求： 12 通信工程（专 升本） 设计以单片机 AT89C51 为核心的电子密码锁，包括电子密码锁完整的设计过程以及外围 的开锁电路和报警电路的设计。 电子密码锁要完成以下部分的设计：按键接口电路、电子密码锁的控制电路、输出 八段显示电路。 电子密码锁控制电路能完成以下功能设计：数字按键的数字输入、存储和清除、功 能按键的功能设计、密码的清除和复位、报警信号产生电路密码核对、解除电锁电路、 输出八段显示电路完成以下电路设计：数据选择电路、八段显示器扫描电路。 学生应完成的工作： 1. 2. 3. 4. 5. 运用 Proteus 软件设计电路原理图； 用 Proteus 软件进行仿真； 焊接电路板并调试实现其功能； 完成实习报告； 我的任务是设计电路原理图并仿真。 参考文献阅读： [1] 杜尚丰. CAN 总线测控技术及其应用.北京：电子工业出版社，2007.1 [2] 杜树春.单片机 C 语言和汇编语言混合编程实例详解.北京：北京航空航天大学出版社，2006.6 工作计划： 2013.5.6 熟悉课题并查阅相关资料，同时消化吸收资料内容； 2013.5.7——2013.5.8 2013.5.9——2013.5.10 根据设计题目确定硬件设计方案，并交与指导老师修改； 开始着手课题的软件设计，与指导老师进行沟通； 2013.5.13 申请领用元器件； 2013.5.14——2013.5.17 进行实物制作，并撰写课程设计报告。 任务下达日期：2013 年 5 月 6 日 任务完成日期：2013 年 5 月 17 日 指导教师（签名）： 学生（签名）：王立斌 王立斌 所在院部 基于 51 单片机 的电子密码锁 专业、年级、 班
基于单片机AT89C52智能密码锁设计 [摘要]本文介绍一种基于单片机智能密码锁，对系统硬件设计和软件实现进行了详细的描述。该系统采用A T89C52单片机芯片，最终用户通过键盘输入的密码，实现密 码锁的功能。它除了具备传统密码锁的功能，还引入了智能化，科技化等功能， 从而使密码锁具有很高的安全性、可靠性，受到了广大用户的亲睐。 [关键词]密码锁单片机AT89C52 智能 Based on yangzhou nanpu garden guard against theft intelligent combination lock design Abstract:This paper introduces a kind of intelligent trick lock, based on single chip of the system hardware design and software realization are described. The system adopts the AT89C52 single chip computer chips, end users through the keyboard input password, realize the combination lock function. It besides having traditional combination lock function, also introduced intelligent, technology, and other functions, thus make combination lock has high safety and reliability, by the majority of users pro-gaze。Key words:Trick lock MCUA T89C52 Intelligent