下载文档原格式
基于51单片机控制的电子密码锁设计摘要：本设计以单片机以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，实现要是信息在主机的初步认证注册、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，这便对于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，增强系统可扩展性和运行的稳定性。
测试结果表明，本系统各功能已达到本设计的所有要求。
关键词：AT89C51；密码锁；单片机设计；电子锁目录摘要 (1)关键词 (1)第一章密码锁的简介及现况 (1)1.1引言 (1)1.2电子密码锁的简介 (1)1.3电子密码锁发展趋势 (2)1.4本设计所要实现的目标 (2)1.5设计的密码锁的功能 (2)第二章设计方案的选择 (3)2.1方案的论证与比较 (3)第三章单片机的组成 (4)3.1AT89C51单片机的简介 (4)3.2电路图的绘制 (7)第四章单片机硬件资源 (7)4.1开锁机构 (7)4.2按键电路设计 (8)4.3显示电路设计 (10)4.4AT89C51单片机复位方式 (11)4.5密码锁的电源电路设计 (12)第五章程序调试 (13)5.1程序调试用到的软件及工具 (13)5.2KEIL C51简介 (14)5.3调试过程 (14)5.4调试、仿真与实现 (15)第六章软件设计 (16)6.1系统软件设计的总统思想 (16)6.2各子程序设计 (17)1 键盘扫描子程序 (17)2 LED显示子程序 (18)3 密码比较和报警程序 (19)设计总结与展望 (21)致谢 (22)附录：总原理图 (22)参考文献 (24)第一章密码锁的简介及现况1.1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。
使用电子密码锁。
与此同时，在电子密码锁的应用过程之中，可以有效的提升安全防护的安全性和可靠性。
具体的来说，就是以51单片机作为主控芯片，结合4x4的矩阵键盘，以及相应的LCD 显示和报警模块，来实现电子密码锁的设计与实现过程，与此同时，通过该设计方式，用户还可以自主的进行密码的设定和修改，远程的对电子密码锁进行控制，有着一定的推广可行性。
关键词：51单片机；电子密码锁；设计；实现Design and implementation based on 51 single chip microcomputer electroniccombination lockAbstract：At present, in the process of encrypted for security, the main use of combination lock is with automatic alarm function of electronic combination lock, through the use of treated woman combination lock, can effectively overcome the traditional mechanical combination lock security is high enough. Against such a situation, this design is mainly introduced the design and implementation based on 51 single chip microcomputer electronic combination lock.Concrete, was based on 51 single chip microcomputer as main control chip, the combination of 4 x4 matrix keyboard, and the corresponding LCD display and alarm module, to achieve electronic combination lock design and implementation process, at the same time, through this design approach, the user can also free to set and modify the password, remote to control electronic combination lock, has certain feasibility.Keywords:51 single chip microcomputer; Electronic combination lock; Design; implementation目录第1章绪论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 研究意义 (1)1.3 国内外的研究现状及发展趋势 (1)第2章设计整体框架 (2)2.1 电子密码锁系统框图 (2)2.2 采用51单片机的优缺点 (2)第3章电子密码锁硬件电路的设计 (4)3.1 控制模块的设计 (4)3.1.1 51单片机简介 (4)3.1.2 51单片机引脚描述 (4)3.1.3 51单片机内部的复位电路 (5)3.2 显示模块的设计 (5)3.3.1 液晶显示屏类型介绍 (5)3.3.2 液晶显示屏引脚介绍 (5)3.2.3 指令操作 (5)3.3 按键模块的设计 (6)第4章电子密码锁的软件设计 (7)4.1 软件介绍 (7)4.2 主程序设计 (7)4.3 模块程序设计 (7)4.3.1 显示程序设计 (7)4.3.2 电机程序设计 (8)4.3.3 按键程序设计 (8)4.4 软件调试 (8)5 总结 (9)致谢 (10)参考文献 (11)第1章绪论1.1 研究背景随着电子科学技术的不断发展，各种新型的电子信息控制技术已经可以应用到人类社会生活的各个领域之中。
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51单⽚机的电⼦密码锁—1这个程序是为了实现基于51单⽚机的电⼦密码锁，⽬前，程序解决了最重要之⼀的输⼊的密码和保存的正确密码相⽐较的问题。
通过定义了两个数组：uchar table2[6]; //临时密码保存uchar password[6]="123456"; //进门密码将输⼊的密码写⼊到table2[]中有⼀点需要特别注意：因为我写到table2[]数组内的是ASCII值的0-9，⽽ASCII值的0-9对应的符号却是NUT，SOH... (省略)所以在刚开始调试时，LCD1602屏幕输出的总是奇怪的字符，⽽不是我想要的0-9，通过查询ASCLL码表可以知道字符（0-9）对应的数值是48-57，所以我通过定义了⼀个新的数组，uchar smgduan[10]={48,49,50,51,52,53,54,55,56,57};以及lcd_write_data(smgduan[table2[i]]);的⽅式，实现了在LCD上输出字符0-9的功能。
在最后做两个数组⽐较时，开始同样出现了这个情况，因为数字1和字符1对应的ASCII值不同，所以password[i]不等于table2[i]，需要进⾏转换，我的⽅式的是password[i]==smgduan[table2[i]];罗⾥吧嗦这个多，主要还是给未来的⾃⼰看看，当初犯得错误多么低级。
---------------------------------------------------分割线-----------------------------------------------------------------------------------下⼀版改进考虑把重复按键选择数字改成矩阵按键，加进些其他的功能。
---------------------------------------------------分割线-----------------------------------------------------------------------------------程序部分：/*这个⽅案是我写基于51单⽚机的电⼦密码锁过程中，未完成全部功能的程序。
目录1.设计的目的和意义1.1 设计的目的 (1)1.2设计内容 (1)1.3设计要求 (1)2.硬件电路设计2.1 总体方案设计 (1)2.2 硬件电路图 (1)3.系统软件设计3.1．密码的设定 (2)3.2.密码的输入 (2)3.3.密码的判断与处理 (3)3.4. 原程序清单 (3)3.5. 程序流程图 (5)4.电路调试4.1.调试过程 (7)参考文献 (8)1.设计的目的和意义1.1 设计的目的：（二级标题和正文为小四号宋体，行距为固定值20磅）(1)．根据要求设计PC机的控制电路和程序(2)．熟悉模拟实验线路(3)．掌握程序的系统调试1.2 设计的内容：（1）．密码的设定：在此程序中密码是由我们自己设定的，通过两个按键将三位分别密码保存在20H,21H,22H单元当中。
（2）.密码的输入：两个按键来完成密码的输入，其原理和密码设定是一样的，不过就是将他们存贮的单元做了改变，将其分别放入10H,11H,12H单元中。
当完成密码的输入过程。
进入密码的判断比较处理状态并给出相应的处理过程。
(3).密码的判断与处理：先将设定的密码20H单元的值与后来用户输入的密码10H单元中的值进行比较，如果正确就进行下一单元的比较，不正确则跳转到计数子程序计数。
如果计数到三次就跳转到喇叭鸣叫子程序。
1.3 设计要求：先用两个按键设定好3个初始密码，再采用二个按键实现3个密码的输入功能，当密码输入正确之后，锁就打开，相应的LED灯亮。
如果输入的三次的密码不正确，就立即引发报警声。
2．硬件电路设计：2.1.电路的连接:(1).将8051的P1.0和P1.1口分别接到两个开关上.(2).将P1.2口和P1.4口分别接到不同颜色的LED灯上.(3).将P1.3口接到喇叭口.2.2.电路硬件图:3．系统软件设计：设计思路如下:3.1---3.33.1．密码的设定：在此程序中密码是由我们自己设定的，通过两个按键将三位分别密码保存在20H,21H,22H单元当中。
单片机的电子密码锁目录第一章绪论......................................................... . (2)1.1电子密码锁简介......................................................... .. (2)1.2电子密码锁设计的背景及意义............................................................................. . (3)第2章总体设计............................................................................. . (3)2.1设计分析............................................................................. (3)2.2系统结构............................................................................. (4)第3章硬件电路设计............................................................................. (5)3.1单片机最小系统设计............................................................................. . (5)3.1.1时钟电路............................................................................. (5)3.1.2 复位电路 ............................................................................ . (6)3.1.3 最小系统 ............................................................................ (6)3.2 矩阵键盘设计 ............................................................................ . (7)3.3 LCD显示模块设计 ............................................................................ (8)3.4 开锁机构 ............................................................................ ............................................... .93.5 报警机构 ............................................................................ ............................................... .103.6 硬件综合设计 ............................................................................ ....................................... .10第4章软件设计 ............................................................................ ........................................ (11)4.1 软件总体设计 ............................................................................ .. (11)4.2 键盘扫描子程序 ............................................................................ ................................... .124.3 定时器中断子程序 ............................................................................ ......................... . (14)4.4 密码输入子程序 ............................................................................ . (15)4.5 报警子程序 ............................................................................ (16)总结 ............................................................................ ................................................................ .17参考文献 ............................................................................ ...................................................... (18)附录程序源代码 ............................................................................ ....................................... . (19)摘要：本文中将要介绍的单片机电子密码锁是一种通过判断密码输入是否正确来控制电路或是芯片的工作状态，进而控制锁的打开和闭合。
基于51单片机的电子密码锁设计与应用研究基于51单片机的电子密码锁设计与应用研究摘要：随着科技的不断发展，电子密码锁在我们的日常生活中被广泛应用。
本文以51单片机为核心，对电子密码锁进行了设计与研究。
通过对电子密码锁的原理、组成部分及其在实际应用中的优点进行了探讨，并详细介绍了设计过程和程序实现。
利用51单片机的高性能、低功耗和强大的扩展性，成功实现了电子密码锁的设计与应用。
实验结果表明，该电子密码锁具有良好的安全性和可靠性，可以满足人们对安全性的需求。
关键词：51单片机；电子密码锁；设计；应用；安全性引言随着信息技术和智能化的快速发展，电子密码锁作为一种安全可靠的门禁控制系统，已经在社会生活中得到广泛应用。
相比于传统的钥匙锁而言，电子密码锁具有更高的安全性、更方便的使用特点，成为现代化社会安全管理的重要组成部分。
51单片机作为一种常用的微控制器，具有高性能、低功耗、价格经济等优点，因此被广泛应用于电子密码锁的设计和研究中。
本文旨在通过基于51单片机的电子密码锁的设计与应用研究，探讨电子密码锁的工作原理、设计流程和实现方法，并对其在实际应用中的优势进行分析。
一、电子密码锁的原理与组成部分电子密码锁是一种基于数字电子技术的门禁控制系统，主要由输入模块、控制模块和输出模块组成。
1. 输入模块：输入模块主要用于输入开锁密码。
一般来说，输入模块可以使用按键、密码键盘、触摸屏等方式。
在本设计中，我们选择了密码键盘作为输入模块。
2. 控制模块：控制模块主要负责接收输入的密码并进行处理，判断是否正确并控制锁的开关状态。
51单片机就是一个常用的控制模块。
3. 输出模块：输出模块用于将控制模块的指令转化为实际操作，控制锁的开关或者报警功能。
一般来说，输出模块可以使用电磁铁、继电器、蜂鸣器等设备。
在本设计中，我们采用了电磁铁作为输出模块。
二、电子密码锁的设计过程1. 硬件设计电路连接：将密码键盘的输出与51单片机的输入口相连，将电磁铁与51单片机的输出口相连。
基于单片机的电子密码锁设计摘要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得尤为突出。
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显得日趋重要。
本文从经济实用的角度出发，系统由STC89C52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、LCD显示、报警、开锁等电路模块。
它能完成以下功能：正确输入密码前提下，开锁；错误输入密码情况下，报警；密码可以根据用户需要更改。
用C语言编写的主控芯片控制程序与EEPROM AT24C02读写程序相结合，并用Keil软件进行编译，设计了一款可以多次更改密码，具有报警功能的电子密码控制系统。
本密码锁具有设计方法合理，简单易行，成本低，安全实用，保密性强，灵活性高等特点，具有一定的推广价值。
关键词：电子密码锁；报警；液晶显示Design of Electric Password Lock Based on MCUAbstractAs people's living standards improve, the question how to achieve home security has become particularly prominent. In science and technology is developing continuously, electronic code lock as a security guard's role is increasingly important.This article from the economical point of view, the system by the STC89C52 with low power CMOS based E ² PROM AT24C02 as the master chip and the data memory unit, combined with the external keyboard, LCD display, alarm, unlock and other circuit modules. It performs the following functions: enter the password correctly under the premise of unlocking; wrong password case the alarm; password can be changed according to user needs. Master in C language control program and EEPROM AT24C02 chip to read and write process are combined and compiled with the Keil software, designed a number you can change the password, the password with an electronic alarm control system.The lock has a reasonable design, simple, low cost, safe and practical, confidentiality, flexibility, and high, with some promotional value.Key Words：Electric Password lock;Alarm; LCD Display目录引言 (8)第1章绪论 (9)1.1 电子密码锁的背景与研究意义 (9)1.2电子密码锁的现状及发展趋势 (9)1.3本章小结 (11)第2章系统整体方案设计 (12)2.1 设计目标 (12)2.2 主控部分的选择 (12)2.3 密码输入方式的选择 (12)2.4 本章小结 (13)第3章硬件系统设计 (14)3.1系统芯片介绍 (14)3.1.1单片机STC89C52功能介绍 (14)3.1.2 LCD1602显示器介绍 (15)3.1.3存储芯片AT24C02介绍 (16)3.1.4 I2C总线介绍 (16)3.2 硬件电路设计 (18)3.2.1 复位电路 (18)3.2.2 晶振电路 (19)3.2.3存储电路 (19)3.2.4 键盘输入电路 (20)3.2.5 显示电路 (21)3.2.6 电源输入电路 (22)3.2.7 报警电路 (22)3.2.8 开锁电路 (23)3.3 本章小结 (24)第4章软件程序设计 (25)4.1 主程序流程图 (25)4.2 按键软件设计 (25)4.2.1 按键功能程序流程图 (25)4.2.2 按键功能子程序 (26)4.3 密码设置软件设计 (27)4.3.1 密码设置程序流程图 (27)4.3.2 密码设置子程序 (28)4.4 开锁软件设计 (28)4.4.1 开锁程序流程图 (28)4.4.2 开锁功能子程序 (29)4.5 本章小结 (30)第 5 章系统仿真、调试及结论 (31)5.1 Proteus软件简介 (31)5.2 进入Proteus ISIS (31)5.3 工作界面 (31)5.4 各模块的电路图及说明 (33)5.4.1 电子密码锁系统主模块AT89C51单片机 (33)5.4.2 电子密码锁系统的键盘模块 (34)5.4.3 电子密码锁系统的显示模块 (34)5.4.4 电子密码锁系统的晶振复位电路 (35)5.4.5电子密码锁系统的掉电存储及报警电路 (35)5.4.6 电子密码锁系统的开锁电路 (35)5.4 本章小结 (36)结论与展望 (37)致谢 (38)参考文献 (39)附录A 密码锁电路原理图 (40)附录B 一篇引用的外文文献及其译文 (41)附录C 主要参考文献的题录及摘要 (47)附录D 主要C语言源程序 (49)插图清单图2- 1系统整体设计框图 (12)图3- 1 STC89C52引脚分布图 (14)图3- 2 AT24C02引脚图 (16)图3- 3开始结束信号图 (17)图3- 4复位电路原理图 (19)图3- 5晶振电路原理图 (19)图3- 6掉电存储电路原理图 (20)图3- 7键盘输入原理图 (21)图3- 8显示电路原理图 (22)图3- 9电源输入电路原理图 (22)图3- 10报警电路原理图 (23)图3- 11密码锁开锁机构示意图 (23)图3- 12开锁电路原理图 (24)图4- 1主程序流程图 (25)图4- 2按键功能流程图 (26)图4- 3密码设置流程图 (27)图4- 4开锁流程图 (29)图5- 1 Proteus启动时的屏幕 (31)图5- 2 Proteus ISIS的工作界面 (32)图5- 3 Proteus运行按键 (32)图5- 4 Proteus仿真图 (33)图5- 5 STC89C52单片机引脚图 (33)图5- 6键盘输入模块 (34)图5- 7密码显示模块 (34)图5- 8晶振及复位电路 (35)图5- 9掉电存储及报警电路 (35)图5- 10开锁电路 (36)表格清单表3-1 LCD1602引脚接口说明表 (8)表3-2 LCD1602基本操作程序 (15)引言在当今社会，安全防盗已成为社会问题，而锁自古以来就是防盗的重要工具，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互开率非常之高，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。
基于51单片机的简易电子密码锁毕业设计课程设计-图文前言随着电子技术的发展，具有防盗报警等功能的电子密码锁代替密码量少、安全性差的机械式密码锁已是必然趋势。
电子密码锁与普通机械锁相比，具有许多独特的优点：保密性好，防盗性强，可以不用钥匙，记住密码即可开锁等。
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。
下面就是现在主流电子密码锁：目前常见的遥控式电子防盗锁主要有光遥控和无线电遥控两类。
键盘式电子密码锁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。
卡式电子防盗锁使用各种“卡”作为钥匙的电子防盗锁是当前最为活跃的产品，无论卡的种类如何多种多样，按照输入卡的操作方式，都可分为接触式卡和非接触式卡两大类。
生物特征防盗锁人的某些与生俱来的个性特征（如手、眼睛、声音的特征）几乎不可重复，作为“钥匙”就是唯一的（除非被逼迫或伤害）。
因此，利用生物特征做密码的电子防盗锁，也特别适合金融业注重“验明正身”的行业特点。
在我国电子锁整体水平尚处于国际上70年代左右，电子密码锁的成本还很高，市场上仍以按键电子锁为主，按键式和卡片钥匙式电子锁已引进国际先进水平，现国内有几个厂生产供应市场。
但国内自行研制开发的电子锁，其市场结构尚未形成，应用还不广泛。
国内的不少企业也引进了世界上先进的技术，发展前景非常可观。
希望通过不断的努力，使电子密码锁在我国也能得到广泛应用。
一、作品功能：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。
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:图1 系统框图 2.2最小系统1.单片机：单片机最小系统包括单片机、晶振电路、复位电路等,最小系统是整个系统的核心部分,也是设计中首先应该设计的部分,其中单片机的选择直接决定着之后整个设计应该如何进行, 因为我们刚刚学完单片机,学习时是以MCS-51单片机为主的,对51系列单片机最熟悉,因此决定选用51系列单片机, 51系列单片机中Atmel89C51使用最为广泛，且价格较低，性能完全能满足本次设计，因此决定选用AT89C51芯片。
AT89C51外形及引脚排列如图2所示：图2 AT89C51外形及引脚排列AT89C51主要特性：·和MCS-51 兼容·4K 字节可编程闪烁存储器 ·1000次写入/擦除循环 ·数据保留时间：10年 ·全静态工作：0Hz-24MHz单片机最小系统键盘电路数码管显示控制开锁电路 发光二极管指示·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2.晶振电路图3 晶振电路AT89C51中有一个用于构成内部振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是该放大器的输入端和输出端。
这个放大器和作为反馈元件的片外石英晶体一起构成自激振荡器，晶振电路如图3所示。
石英晶体振荡电路对外接电容C2和C3虽没有十分严格的要求，但电容容量的大小会轻微影响振荡频率的高低、振荡器工作的稳定性、起振的难易程度，一般电容使用30pF±10pF,这里使用30pF的独石电容。
因此晶振电路中使用12M晶振，30pF独石电容。
3.复位电路如图4所示为80C51单片机复位电路。
结合实际需求，本次设计加入了手动复位。
RC构成微分电路，在接电瞬间，产生一个微分脉冲，其宽度若大于2个机器周期，80C51型单片机将复位，为保证微分脉冲宽度足够大，这里取10μF电容、10KΩ电阻。
若按下复位键，则C1被短路，R1两端电压为Vcc，产生的高电平时间足以使单片机复位图4 复位电路关于复位电路的计算如下：AT89C51的最低复位电平是0.7VccV1 为电容最终可充到的电压值Vt 为t时刻电容上的电压值则，Vt=V1×[1-exp(-t/RC)]即，t = RC×Ln[V1/(V1-Vt)]在C1充电到0.7Vcc前，R1上电压均大于0.7Vcc，即为有效复位电压，因此需要求电容充电到0.3Vcc的时间。
将V1=Vcc，Vt=0.3Vcc代入上式： 0.3VCC=Vcc×[1-exp(-t/RC)]即[1-exp(-t/RC)]=0.3；∴exp(-t/RC）=0.7∴- t/RC=ln(0.7)∴t/RC=ln(1.43) ln（1.43）≈0.35也就是t=0.35RC。
带入R=10K C=10μF得。
t=0.35×10K×10uf=35ms∵时钟周期T=1／f=1／12M=1μs∴2个机器周期=2T=4μs∴t＞＞2μs所以复位电路中电容选10μF 电解电容，10K 电阻，一只按键开关可以使电路上电复位和手动复位。
4.存储器设定电路最小系统电路的最后部分是存储器的设定，如果把31脚（EA ）接地，则采用外部程序存储器，如果将其接Vcc ，则采用内部程序存储器。
AT89C51具有4KB 可编程闪烁存储器，足以满足本设计要求，因此不采用外部程序存储器，即将31脚（EA ）接Vcc ，如图5所示：图5 存储器设定电路2.3电源电路本次设计的电源采用以前模拟电路课程设计做的直流稳压电源，电源采用LM7805三端稳压器，外形及引脚排列如图6所示用LM7805来组成稳压电源所需的外围元件较少，LM7805电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路，使用起来可靠、方便，而且价格便宜。
该系列集成稳压IC 型号中的LM78xx 后面的数字代表该三端集成稳压电路的输出电压，如l m7805表示输出电压为正5V ，因为本设计中单片机和各个芯片的工作电压均为5V ，因而采用L M7805。
图6 LM7805图7 直流稳压源电路电源电路如图7所示，220V 市电通过变压器降压成12V 的交流电,经过整流桥整流,再经7805稳压到5V 。
C1、C2和C3具有滤波功能，使电流更加稳定，保证了系统的稳定运行。
12 JP1 1 2JP2 D1D2D3D4D5R1 1KC1 100C2 0.1C3 1001 2 378052.4键盘电路本设计采用矩阵式键盘，又称行列式键盘，是将I/O线的一部分作为行线，另一部分作为列线，按键设置在行线和列线的交叉点上，行列线分别连接到按键开关的两端，当键按下时，两导线连通。
这种设计能减少键盘和单片机I/O接线的数目，只需要N个行线和M个列线就可以实现N×M个键的操作，在按键比较多的时候，通常采用这种方法。
其电路如图8所示：图8 矩阵式键盘电路图行线作为输入，通过上拉电阻接+5V，被钳位在高电平状态。
列线作为输出，通过列线输出扫描码，通过行线读入行线状态来判断是哪一键被按下。
图示电路中各键的键值从第一行左起依次为11H、 12H、 14H、18H、21H、22H、24H、28H、41H、42H、44H、48H、81H、82H、84H、88H。
键盘各键值通过查键值表可以转换为相应的代码，代表不同的值。
本设计中要用到13个键，分别为0～9键用于输入六位密码，确认键‘#’用于输入密码完毕后确认，清除键‘CLR’用于想重新输入时清楚之前输入的密码，修改密码键‘CHG’用于输入密码验证正确后选择修改密码，剩余三个键未用，可以留待以后扩展功能，键盘如图9所示：图9 键盘2.5显示电路本系统设计的显示电路是为了给用户以提示而设置的。
考虑到节约单片机的口资源，本系统的显示采用串行显示的方式，只使用单片机的两个串行口P3.0（RXD）和P3.1（TXD），就可以完成单片机的显示功能。
本部分电路主要使用七段数码管和移位寄存器芯片74LS164。
单片机将要显示的数据信号传送到移位寄存器芯片74LS164寄存，再由移位寄存器控制数码图10 74LS164管脚图管的显示，从而实现移位寄存点亮数码管显示。
由于单片机的时钟频率达到12M，移位寄存器的移位速度相当快，所以我们根本看不到数据是一位一位传输的。
仿佛是全部数码管同时显示的一样。
74LS164是串行输入带锁存的8位移位寄存器，其管脚图见图10，真值表见表1当清除端（CLEAR）为低电平时，输出端（QA－QH）均为低电平。
串行数据输入端（A，B）可控制数据。
当 A、B 任意一个为低电平，则禁止新数据输入，在时钟端（CLOCK）脉冲上升沿作用下 Q0 为低电平。
当 A、B 有一个为高电平，则另一个就允许输入数据，并在 CLOCK 上升沿作用下决定 Q0 的状态. 表1 74LS164真值表74LS164主要特性：串行输入带锁存时钟输入,串行输入带缓冲异步清除最高时钟频率可高达36Mhz功耗：10mW/bit工作温度：0°C to 70°CVcc最高电压：7V输入最高电压：7V最大输出驱动能力：高电平：－0.4mA数码低电平：8mA图11 LED数码管显示电路显示电路如图11所示，每一片74LS164的CLR端均接Vcc。
从单片机串口输出的信号先送到第1片移位寄存器74LS164的AB端,由于移位脉冲的作用，使数据向右移最终从移到Q7脚，第1片的Q7脚接第2片的AB端，以此类推，在移位寄存器的移位作用下，第1个8位数据送到第6片74LS164，第2个8位数据送到第5片74LS164，以此类推，每一个八位数据出现在74LS164的并行输出端，每片74LS164的八个输出脚接七段数码管数码管的八个输入数据脚，七段数码管数码管根据74LS164上的数据状态显示相应的数字，从而达到显示的目的，移位寄存器74LS164还兼作数码管的驱动。
数码管按段数分为七段数码管和八段数码管，其外形及管脚图如图12所示，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元（多一个小数点显示）；按能显示多少个“8”可分为1位、2位、4位等等数码管；按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。
共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形图12 七段共阳极数码管外形及管脚图成公共阳极(COM)的数码管。
共阳数码管在使用时应将公共极COM接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮。
