开题报告-电子密码锁的设计

一、选题的依据及意义

（一）选题依据

现在随着科学技术的不断发展不断进步，我们已经由机械化慢慢地向智能化发展。我们

原来印象中的锁就是机械式的，必须要有专门的一把钥匙来打开与其配对的锁，到哪我们都

要带着钥匙，很不方便。这样不但给我们带来了生活上的麻烦，而且钥匙还会经常丢失，一

旦丢失就带来了两个很常见的问题，一个是我们又要去重新配一把钥匙，让我们浪费了金钱；

二是给我们带来了不安全的后患，如果钥匙是被人捡到了，而且又知道是你家的钥匙，那就

大事不好了，很可能会给我们的人身和财产安全带来威胁。

可见对于老式的锁，存在很多的缺陷，如不方便、性价比较低、安全度低等。所以，我

们现在就出现了一种更加能够满足人们需求的电子密码锁。电子密码锁很好的克服了我们担

心的问题。首先，常见的电子密码锁是由一块微控制器（即单片机）和一些元器件、电路组

成的，除此之外还有用FPGA和数字逻辑电路设计的。而我们选择较常用的，用单片机来

实现电子密码锁的设计。单片机又称微控制器，体积很小、价格便宜、种类繁多，通过用户

编写的程序结合相应的控制电路来实现想要的功能。现在单片机已经应用在我们日常生活中

的各个领域，比如家用电器，我们的空调、遥控电视、智能电风扇等都会用到单片机；军事

上，导弹的导航装置、还有飞机上的控制类器件中都会有单片机的存在。单片机的问世，给

我们的生活带来了极大的便利，变得方便智能化了。

而基于单片机的这些优点，我们用到电子密码锁的设计上来，自然会使密码锁继承了很

多的优点，极大的改善了传统锁的不足。电子密码锁具备的优点我们可以总结一下：

1）我们通过编写程序，把默认的能打开密码锁的密码写在程序里，只有按键输入密码

和程序里的密码完全相同时，密码锁才会打开，这样就不用人走到哪都要带着沉甸甸的钥匙，

只要在脑子里记住密码就可以了，所以很方便。

2）电子密码锁用的元件都是焊在电路板上的，不易活动磨损，所以这样的使用时间就

会很长，性价比得到很大提升。

3）在知道原密码的情况下，用户可以自行修改密码，当发现密码泄露时，就可以及时

修改，而且密码是多位的，在不知道密码的情况下想打开几乎是不可能的。这样就大大提高

了密码锁的保密性、可靠性。

由此可见，电子密码锁足以代替传统的机械式锁，它的这些优点是机械锁所不能比拟的，

这就是我选题的依据。 （二）选题意义 因为传统的机械锁存在灵活性差、不方便、保密性低、性价比低等缺点，已经满足不了人们对锁的要求，所以这注定要出现一种更优秀的锁来取代它，这是发展的必然趋势。现在电子密码锁的技术已经相当成熟，它灵活性高、方便、保密性高和性价比高等的优点，使得电子密码锁一经问世就得到了大量的应用。比如，在办公室可以安装一个电子密码锁，将重要的文件信息放在里面，然后自己编写好一个密码，只有自己可以打开。如果别人要打开，1 一旦输入错误密码，就会立即报警，通知你有人在试图打开你的密码锁，这样你就立刻知道了情况，以迅雷不及掩耳盗铃之势迅速赶到现场，避免自己的东西丢失。当然还有在家里，电子密码锁应用的也很普遍了，通过良好的保密性，我们可以放心的将钱、首饰等重贵物品放在密码锁箱内。 随着科技的发展，电子密码锁的设计不断得到了完善，使得更加适合各个场所去使用，满足了我们要求的便利和安全的需求，它拥有这么多的优点我们没有理由不去使用它。电子密码锁完全替代传统的机械锁的时代就快到来，只是时间的问题。相信，随着电子密码锁不断的被开发被完善，一定会成为我们日常生活中不可或缺的一部分，所以电子密码锁的出现对人类具有极大的意义。 二、国内外研究现状及发展趋势（含文献综述）

现在电子技术的发展之迅猛，已经进入到各界各地的各个领域中。国内外对电子产品的

研究也正在如火如荼底进行着，没有哪个国家甘于落后。当然，对电子密码锁的研究自然很

热门。电子密码锁在国外发展得比较早，而且发展很迅速，得到了广泛的应用。在我国虽然

起步较一些国家晚了一点，但是电子密码锁的发展却不比他们慢。现在电子密码锁的研制，

已经达到了一个很高的水准，不管是在功能上还是稳定性上都已经是很全面的了，而且保密

性做的非常好，有用于指纹识别的，也有用人眼和人的声音识别的[1]。

不管是在国内还是国外，电子密码锁的应用都很普遍，一般应用在日常的生活和工作当

中，主要是用于防盗。目前，在国内外使用最普遍的电子密码锁还是键盘输入式的，这种电

子密码锁容易使用，而且不易丢失和破解密码，所以被大家所接受。比如我们最常见的自动

存取款机，上面就是键盘式的密码锁，如果安全性不好的话，银行自然不会使用，可见键盘

式密码锁是可以信赖的。据息，电子密码锁的研究是开始于20世纪30年代，应用在一些特

殊场所，人们通过键盘输入一组密码完成开锁。在过去，机械锁的安全性是很低的，而且到

处都要带着钥匙，很不方便，所以现在电子密码锁的出现是很及时的[2]。原来刚开始开发出

来的密码锁是用模拟电子开关来实现的，也是存在很多的缺陷，它的保密性不好，而且种类

也不多，和单片机制作的电子密码锁相比也是出于下风。这种单片机式的电子密码锁的密码

量很大，可以和机械锁配合使用，提高了安全性。所以我们现在的电子密码锁的市场是很广

阔的，用单片机设计密码锁是必然的趋势。

我们随着科学技术的逐渐发展，我们世界各地都在不断的努力和创新着科学技术。电子

密码锁的设计也已经不断得到了完善，使得更加适合各个场所去使用。电子密码锁已经突破

了我们原来低级的防盗要求，它还变的更加方便了，而且保密性能更加好了，我们的基本要

求已经不再是电子密码锁所追求的目标了，它正向着更高的一个层次发展，并应用到我们生

活的各个领域中。我们现在的电子密码锁已经完全满足了我们要求的使用要便利和用起来要

十分安全的需求，而且它还正在往一个我们想象不到的方向发展着，奋斗着。既然电子密码

锁它拥有这么多的优点我们没有理由不去使用它，它需要我们这一代去不断的创新，不断的

完善它。可以想象一下，在世界各国的不断努力之下，我们电子密码锁是完全可以替代传统

的机械锁的，老的不中用的东西就应该被淘汰掉，这是适者生存的道理，谁更能适应这个社

会谁就是成功着，谁就是时代的代表着。我相信电子密码锁代替传统机械锁的时代就快到来2 了，这只是时间的问题。相信，随着电子密码锁不断的被开发被完善，一定会成为我们日常

生活中不可或缺的一部分，我们的生活在进步，人们的思想和接受的教育程度也在不断的提

高，所以我们今后的知识层面和深度也会随之扩大。

随着科学技术的不断进步不断发展，除了这种键盘式的电子密码锁之外，又有了很多如

指纹识别、声音识别、人眼识别等更加先进的智能密码锁。这些虽然保密性能更高了，不易

泄露密码，但是适用的范围很窄，使用也不方便，而且还很容易损坏。所以使得这些智能密

码锁的发展受到了影响，要想突破更加符合人类使用的密码锁，就成了以后研制的一大任务。

不过现在人们想到了组合式的密码锁，因为数字、图像、特殊符号、人体的特征等都可以作

为开锁的“钥匙”，为了提高更高的安全性，人们就想到为什么不可以将上面的这些密钥组合

在一起呢？这样不就可以使我们的密码锁更加保密了吗[3]？不错，对于极其重要的场合，比

如银行金库，当然可以大胆的去尝试。因为对于这么对安全性能要求到苛刻地步的场合，使

用这种具有多种密钥组合而成的密码锁是很合适的。即使这种密码锁不方便，但是它满足了

银行金库的特定的需求，这是对专门的场合设置的专用的密码锁。所以，发挥自己的想象力，

我们可以开发出更多更好的电子密码锁，来满足大众的和特定人群的需求，使密码锁的设计

达到炉火纯青的地步。所以，电子密码锁的发展前景也是极其广阔的，在社会大发展的形势

之下，电子密码锁的进步更会是我们的大势所趋。 三、本课题研究内容

本课题是要用单片机来完成控制，结合用户编程和电路的设计来完成电子密码锁的制

作。通过阅读各种参考资料，选择所要的元器件，连接电路。然后用Keil软件编写程序和

调试，用Professional软件进行仿真。仿真通过后，在Altium Designer软件中绘制原理图，

制作PCB板，最终做出实物。研究的内容是：

（1）设置6位密码，密码通过键盘输入，若输入正确，则将打开。按按键时会有声音

提示。

（2）密码可以由用户自己设定（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，在输入新密码时需要两次确认，以防误操作。输入密码正确有1s

的提示音，新密码设置后有2s的提示音。

（3）要有报警、锁定、键盘功能，密码输入用LCD液晶显示。当密码输入错误时有

5s的报警，连续3次输入错误密码时，系统将报警20s。 四、本课题研究方案

以单片机STC89C52为主要芯片，电子密码锁的输入用按键进行操作，用发光二极管来

显示锁的开或关，用LCD1602来显示输入的密码。仿真的软件选用Professional软件，用

Keil软件编写程序和调试，用Altium Designer软件中绘制原理图，制作PCB板，最后制作

实物。

利用单片机丰富的I/O端口，准确的控制，来实现基本的密码锁功能。各个按键代表不

同的数字，我们用按键输入的数字密码和自己保存在单片机里的密码进行对比，从而可以判3 断密码是否正确，密码输入的正确与否可以通过报警声音的长短和发光二极管的灭亮情况来

判断，当输入密码正确时蜂鸣器响1s，且代表开锁的发光二极管亮，代表上锁的发光二极

管灭。输入密码错误时蜂鸣器响5s，且代表上锁的发光二极管亮，代表开锁的发光二极管

灭。修改密码时，在输入密码正确的情况下，我们通过按下修改密码的按键，然后就可以修

改密码了，修改时会有2s的提示音，且为了确保设置的新密码，我们采用两次输入的方式，

若两次输入都正确，则设置新密码成功。

电路的总的方框图如图1所示： 晶振电路

图1 单片机控制密码锁方框图 五、研究目标、主要特色及工作进度

（1）研究目标

研究目标：设计一个具有修改密码、报警、锁定、显示等功能的电子密码锁。

（2）主要特色

该课题的电子密码锁要求设置6位密码，密码通过键盘输入，设置每位密码的值为1

至6，若输入正确，则将打开，按按键时有声音提示；密码可以由用户自行设定（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，在输入新密码时需要

两次确认，以防误操作。若输入密码正确则有1s的提示音，新密码设置后有2s的提示音；

要有报警、锁定、键盘功能，密码输入用LCD液晶显示。当密码输入错误时有5s的报警，

连续3次输入错误密码时，系统将报警20s。

（3）工作进度

1）2013年11月中旬至2013年12月初，收集相关资料，拟定大纲、撰写开题报告。

2）2013年12月初至2014年1月，撰写初稿，翻译相关外文资料。

3）2014年1月5日至2014年1月13日，毕业设计中期检查，检查设计进程、程序、

计算、实物制作和初稿完成。

4）2014年3月11至5月8日，继续完善毕业设计，打印二稿并交老师批改。

5）2014年5月9日至5月20日，毕业设计后期检查，打印答辩稿，检查实物的制作 单片机 STC89C52 键盘输入电路

复位电路 报警电路

电源输入电路 显示电路

密码修改和上锁电路 上锁和开锁指示电路