模拟多功能密码锁设计

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。

《电工学新技术实践》电子电路部分设计数字部分四位二进制电子密码锁的设计
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一、设计要求
①密码锁可以输入4位二进制密码，每输入一次后需按确认键确认。

②若输入的密码正确，则绿灯显示亮。

③若密码输入不正确，且连续超过3次，则红灯亮。

④可修改密码。

二、设计条件
本设计基于学校实验室的环境，根据实验室提供的实验条件来完成设计任务，实验室为该设计提供的仪器设备和主要元器件如下
EEL—69模拟、数字电子技术实验箱一台
集成运算放大器实验插板一块
直流稳压电源一台
双踪示波器一台
数字万用表一块
主要元器件
同步加法计数器74LS161、74LS00、74LS02、导线等
（EEL—69模拟、数字电子技术实验箱上有喇叭、三极管以及芯片的插座；集成运算放大器实验插板上有不同参数值的电阻和电容，可任意选用）
三、设计内容
1.元器件清单
3个74LS161，1个74LS00，1个74LS02，开关和导线若干。

2.电路原理图（含管脚接线）
3.设计和说明
本密码锁利用了74LS161分频功能，采用波形叠加形式确定密码是否一致，一致时绿灯亮。

当输入密码连续出现三次错误时，负责计数的74LS161将信号给红灯使红灯亮，同时同步清零，重新开始计数。

当其中出现正确密码时则74LS161被异步清零，重新计数。

四、设计总结
本设计利用波形进行密码确认，较为准确，且电路结构简单，利用芯片数量较少。

“数字电子技术”课程设计实验报告姓名：指导老师：班级：13电子卓越班 学号：2013*********时间：2014·12·05东莞理工学院电子工程学院密码锁目录一、选题意义 (3)二、方案论证选择 (4)2.1 设计要求 (4)2.2 拓展要求 (4)2.3 系统框图 (4)2.4 设计过程 (5)三、电路设计 (5)3.1 所需芯片及芯片管脚图 (5)3.2 CD4017构成的主题电路 (6)3.2确认键的电路设计 (6)3.3输入密码三次锁死系统原理分 (7)3.4用led显示当前输入密码个数 (8)3.5 综合电路 (8)四、电路调试及实物照片 (9)五、心得体会 (13)一．选题意义1概述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。

2性能特点其性能和安全性已大大超过了机械锁，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。

4. 电子密码锁操作简单易行，一学即会。

5.干扰码功能在输入正确密码前可输入任意码。

6.安保功能如果连续输错4次密码将会自动断电3分钟。

7.紧急开启功能（Panic Open）出门时无需其他操作，只需一次的把手动作，可机械的开启门，所以遇到火灾等应急状况下也迅速，安全的开启门。

8.入侵感应功能在门上锁的状态下，有人破锁而入时，会发出强力的报警音。

9.火灾报警功能在室内如果温度达到75°左右，将会发出强力的报警音，同时锁会自动开启。

10.双重锁定功能外部强制锁定：在内部不能开启，适用于外出时，防止有人入侵。

电子密码锁设计作者：罗巧艳来源：《科学与财富》2019年第02期摘要：本设计是以单片机AT89S52为主控芯片，并结合外围数码管显示，以及矩阵按键，继电器等电路组合而成。

系统能够完成开锁、修改密码等基本功能。

整个设计在Keil开发环境下，用C语言编写单片机芯片的控制程序来实现具有多功能的电子密码锁。

关键词：单片机AT89S52；矩阵按键；数码管；继电器引言在信息产业迅速发展的今天，我们生活中必不可少的设备都向着小型化、微型化、智能化、自动化的方向发展。

电子密码锁的特点是安装门锁时不破坏原门的组装结构，避免用钥匙开启旋芯式锁的一切烦恼。

安全性能高，成本低，功耗低，易操作，从而实现了对锁的电子控制，突破了传统的机械锁的单一性，保密性低，易撬性的缺点，具有使用灵活性好，安全系数高的优点。

它的主要工作部分是将输入密码与设定密码进行比较，密码正确时，控制继电器开锁，密码错误时，数码管清屏，继电器保持关闭状态。

它的电路结构简单，密码破译难度较大，操作简单。

1 概述1.1 电子密码锁的背景和意义密码锁是我们生活中经常用到的工具之一，广泛应用于门锁，皮箱，保险柜，车门等。

电子密码锁使用单片机控制的智能电子密码锁，不但功能全，而且具有更高的安全性和可靠性。

并且只需记住一组密码，无需携带钥匙，免除了人们携带钥匙的烦恼，被越来越多的人所喜欢。

1.2电子密码锁的发展趋势20世纪80年代后，使用在安全性要求较高且需要有电源提供能量还局限在一定范围内，很难普及，所以对密码锁的研究一直没有明显进展。

到了90年代，美国、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支持，从而推动密码锁走向实际应用的阶段。

到目前为止，随着电子技术和信息技术的发展，电子密码锁的技术领域已发展的十分成熟。

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。

数字密码锁实验报告⼀、主要要求及指标：1．设置三个正确的密码键，实现按密码顺序输⼊的电路。

密码键只有按顺序输⼊后才能输出密码正确信号。

2．设置若⼲个伪键，任何伪键按下后，密码锁都⽆法打开。

3．每次只能接受四个按键信号，且第四个键只能是“确认”键，其他⽆效。

4．能显⽰已输⼊键的个数（例如显⽰* 号）。

5．第⼀次密码输错后，可以输⼊第⼆次。

但若连续三次输⼊错码，密码锁将被锁住，必须系统操作员解除（复位）。

⼆、设计⽅案1.⽅案原理图：输⼊控制伪码键密码键确认键按键个数计数74LS164复位返回键复位键值锁存密码顺序判别亮灯显⽰输出控制亮灯报警密码正确2. 基本原理：输⼊按键，当密码键按正确循序按下，密码信号输⼊D触发器构成的移位寄存器，输⼊正确时信号从Q1移到Q3 ，Q3为“1”时输出密码正确信号，亮绿灯显⽰正确，否则信号传递失败，灯不亮。

按键同时⽤74164记录按键个数，⽆论密码键还是伪键，每次按键都产⽣⼀个脉冲，输出⼀个按键信号使⼀盏灯亮。

当最后位按键（第四位）不是“确认键”时，亮起红灯提⽰，重新按键。

扩展部分：当连续三次输⼊错码，74164计数电路输出错误信号，亮起红灯报警，同时使⽤与门控制使密码锁被锁住，此时必须系统操作员解除（复位）。

3.设计⽅案⽐较：按键个数计数电路我们考虑了两个⽅案。

⼀是：74164记录按键个数，⼆是由D触发器构成移位寄存器计数。

D触发器计数需使⽤更多元件，且增加电路复杂程度，使安全性稳定性⼤⼤降低，故我们最终选择了74164移位寄存器记录按键个数。

三、单元电路设计计算1、本电路主要包含四部分，分别是密码电路、按键个数计数电路、错误输⼊计数电路和防抖电路。

2、密码电路（硬件固化密码）1）⼯作原理当密码键按正确顺序按下，密码正确信号从Q1移到Q3，Q3为‘1’时表⽰密码正确输⼊。

2）D触发器7474N⼯作原理真值表：时序图：3）电路图本部分由4个D触发器和6个开关构成。

其中前三个D触发器分别代表密码的三位，第四个D触发器是确认键。

本科毕业设计（论文）题目基于单片机的电子密码锁设计院（系部）河北大学专业名称电子信息工程年级班级学生姓名指导教师2011年月日摘要本课题设计了一种基于单片机的数字电子密码锁，这种数字电子密码锁以单片机作为数据处理主控芯片。

电子密码锁的设计主要由四部分组成：4×4矩阵键盘接口电路、以AT89S52芯片为核心的密码锁的数据处理及控制电路、掉电情况下依然能保存密码的EEPROM存储器芯片，输出七段显示电路。

另外系统还有LED提示灯，报警蜂鸣器，单片机复位电路等。

电子密码锁设计的关键问题是实现密码的输入、清除、开锁、更改等功能。

同时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，办公室等场所的用锁要求，具有推广价值。

关键词单片机密码锁 4*4矩阵键盘 EEPROM存储芯片实用经济AbstractThis project designed a digital electronic lock which used a MCU as data process and control chip. The main functions digital electronic lock are as follows:The design of the electronic password lock is mainly made up of four parts: 4×4 matrix keyboard interface circuit, data processing and control circuit, eeprom memory chip that is used to keep password when the lock loses power and display circuit. In addition the system also consists of LED lights, alarm buzzers, single-chip reset circuit and so on..The key question of the electronic lock designing is the realization of functions, such as the input password, clear password, unlock, change password and other functions.And 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 4*4matrix keyboard EEPROM Practical economy目录1 绪论 (1)1.1国内外研究综述 (1)1.2选题的目的和意义 (2)1.3本论文的任务 (3)2电子密码锁总体设计 (4)2.1系统总体设计 (4)2.2单片机 (5)2.3密码存储芯片选择 (10)2.4键盘输入方案比较 (12)2.5显示方案比较 (13)3电子密码锁的硬件设计 (1)3.1系统结构框图 (1)3.2主控部分 (2)3.3显示部分 (3)3.4键盘输入部分 (4)3.5密码存储部分 (5)3.6电源部分 (5)3.7其它功能部分 (8)3.8 电子密码锁的电路原理图 (10)4电子密码锁的软件组成 (12)4.1系统软件设计流程 (12)4.2 Keil uVision2软件介绍 (13)4.3各主要部分的功能实现程序设计 (14)4.3.1初始化程序设计 (14)4.3.2按键处理程序设计 (17)4.3.3密码更改程序设计 (21)5系统仿真 (24)5.1系统仿真过程 (24)5.2仿真调试中遇到的问题及解决办法 (25)总结 (1)致谢 (2)参考文献 (3)附录 (4)1 绪论1.1国内外研究综述在电子锁出现以前人们广泛的使用机械锁，但是随着时间的推移机械锁已不能满足人们的要求，于是电子锁应用而生。

基于PLC的一种密码锁控制系统设计全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：基于PLC的一种密码锁控制系统设计一、引言本文将基于PLC的密码锁控制系统进行设计，通过对密码锁控制系统的功能需求分析、PLC的基本原理介绍、系统结构设计和具体实现方案的探讨，为密码锁控制系统的设计提供一种基于PLC的解决方案。

二、密码锁控制系统的功能需求分析密码锁控制系统主要实现以下功能：1.开锁功能：用户输入正确的密码后，密码锁可以自动开启门锁，实现进出门的功能。

2.密码管理功能：系统可以支持对密码进行增加、修改、删除等管理操作。

3.报警功能：当用户输入错误密码超过一定次数时，系统将会发出报警信号。

4.记录功能：系统可以记录用户的开锁记录，以便后期查询和管理。

5.远程控制功能：系统可以支持远程控制，用户可以通过手机APP等方式对密码锁进行控制。

三、PLC的基本原理介绍PLC是一种专门用于工业控制的可编程控制器，其基本工作原理是通过对输入信号的采集和处理来控制输出信号。

PLC的工作过程主要分为三个步骤：1.输入信号采集：PLC通过输入模块采集外部传感器、按钮等设备的信号，例如传感器检测门锁的开闭状态、键盘输入密码等。

2.程序运行：PLC根据预先编写的控制程序，对输入信号进行逻辑运算、计算等处理，并根据处理结果控制输出模块的工作状态。

3.输出信号控制：PLC通过输出模块控制执行器、电磁锁等设备的工作状态，从而实现对门锁的控制。

基于上述功能需求和PLC的基本原理，我们可以设计一种基于PLC的密码锁控制系统。

1.系统结构设计：密码锁控制系统由输入模块、PLC主控模块、输出模块和电磁锁等组成。

输入模块负责采集用户的密码输入和门锁状态等信号，通过PLC主控模块进行逻辑处理后，控制输出模块对电磁锁等设备进行控制。

2.控制程序设计：通过PLC编程软件编写控制程序，实现对密码输入的逻辑判断、报警信号的触发、开锁指令的输出等功能。

在编写控制程序时，需要考虑安全性、稳定性等因素，确保系统的可靠性和稳定性。

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。

6位密码锁课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解密码锁的基本原理，掌握6位密码锁的构造和功能。

2. 学生能够运用数学逻辑思维，分析密码的组合方式和可能性。

3. 学生能够运用所学知识，解释日常生活中类似密码锁的加密技术应用。

技能目标：1. 学生能够运用逻辑推理和数学方法，设计出具有较高安全性的6位密码锁。

2. 学生能够运用所学知识，解决与密码锁相关的实际问题，提高解决问题的能力。

3. 学生能够通过小组合作，进行有效沟通与协作，共同完成密码锁的设计与验证。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对密码学及信息安全领域的兴趣，激发学生的求知欲和探索精神。

2. 培养学生严谨、细心的学习态度，提高学生对安全意识的认识。

3. 培养学生团队协作精神，学会尊重他人意见，共同为达成目标而努力。

本课程针对六年级学生的认知特点，以实际生活中的密码锁为载体，结合数学和逻辑思维，引导学生掌握密码锁的基本原理和设计方法。

课程注重培养学生的实践能力和创新意识，同时强化学生的安全意识，提升综合素质。

通过本课程的学习，学生能够将所学知识应用于实际生活，为未来的学习和发展奠定基础。

二、教学内容1. 密码锁原理介绍：讲解密码锁的基本工作原理，包括密码的设置、存储和比对过程。

- 教材章节：第三章《数据的表示与加密》- 内容列举：数字编码、加密算法初步介绍2. 6位密码锁设计：分析6位密码的组合方式和可能性，探讨如何设计出安全性高的密码。

- 教材章节：第四章《简单的加密技术》- 内容列举：排列组合、概率统计在密码设计中的应用3. 实践操作：分组进行密码锁设计实践，让学生亲身体验设计过程，提高实际操作能力。

- 教材章节：第五章《实践活动》- 内容列举：动手制作简易密码锁、分析密码锁的破解方法4. 密码锁应用与拓展：介绍密码锁在现实生活中的应用，激发学生学习兴趣，拓展知识面。

- 教材章节：第六章《密码学在日常生活中的应用》- 内容列举：密码锁在银行、手机等领域的应用案例教学内容按照上述安排，注重理论与实践相结合，逐步引导学生掌握密码锁相关知识。