基于单片机的密码锁

基于单片机的电子密码锁第一章引言1.1 研究背景现代社会对于安全性的需求越来越高，传统的机械密码锁存在一些问题，例如容易被暴力破解、密钥容易丢失等，因此电子密码锁被广泛应用于各种场合。

单片机作为一种重要的控制设备，被用于设计和实现电子密码锁。

1.2 研究目的本文旨在基于单片机，设计并实现一种高安全性的电子密码锁。

通过对单片机的调试，加密算法的设计以及硬件组件的选择与搭建，实现一个可靠且安全的电子密码锁系统。

第二章单片机的选择与原理2.1 单片机的概述单片机是一种集成了微处理器、存储器和各种输入输出控制设备的单芯片微型电脑。

在电子密码锁中，单片机担当着控制主要逻辑和算法的角色。

2.2 单片机的选择在选择单片机时，我们需要考虑它的计算能力、存储容量、输入输出接口等因素。

本文选择了xxx型号的单片机作为主控芯片，因为它具备较高的性能和丰富的硬件接口。

2.3 单片机的工作原理在电子密码锁中，单片机负责控制输入输出，监测输入密码和验证密码的正确性，并控制相关执行机构（如电磁锁）的开关。

单片机通过与其他硬件组件的协作，完成电子密码锁的功能。

第三章加密算法设计与实现3.1 加密算法的选择在电子密码锁中，密码的安全性是至关重要的。

本文选用了常见的对称加密算法AES（Advanced Encryption Standard）作为主要的密码算法。

3.2 加密算法的实现本文首先对AES算法进行介绍，并实现其在单片机上的加密核心代码。

为了提高加密强度，我们还设计了一些额外的安全增强措施，例如密码复杂性等。

第四章硬件电路设计与组装4.1 硬件电路的整体设计电子密码锁的硬件电路包括输入接口、输出接口、显示器、电池管理等模块，本文将对每个模块进行详细的设计。

4.2 输入接口设计输入接口是与用户交互的重要组成部分，本文采用了矩阵键盘作为密码输入装置，并通过电平转换电路将其与单片机相连。

4.3 输出接口设计输出接口主要用于显示密码结果和控制外部执行机构，例如LCD显示器和电磁锁等。

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。

基于单片机的电子密码锁第一章：引言随着科技的不断进步，电子设备在我们的日常生活中变得越来越普及。

其中之一就是电子密码锁。

传统的机械密码锁存在操作复杂、容易被暴力破解等问题，而基于单片机的电子密码锁则能够提供更安全、更便捷的解决方案。

本文将探讨基于单片机的电子密码锁的原理、实现过程以及应用场景。

第二章：基于单片机电子密码锁的原理2.1 单片机基础知识电子密码锁的核心是单片机，因此在理解电子密码锁的原理之前，我们需要先了解一些单片机的基础知识。

单片机是一种集成了处理器、内存和存储器等功能的微型计算机。

它通过读取输入和控制输出来实现各种任务。

在电子密码锁中，单片机通过读取输入的按键信号，处理之后控制电子锁的开关状态。

2.2 电子密码锁的基本原理基于单片机的电子密码锁的基本原理如下：（1）输入密码：用户通过按下键盘输入密码。

密码可以是数字、字母或者符号的组合。

（2）密码验证：单片机接收到输入的密码后，会将其与预设的正确密码进行比对。

如果输入的密码与预设的密码匹配，则会执行开锁操作。

（3）开锁操作：当密码验证通过后，单片机会控制电子锁的开关状态，从而实现开锁。

2.3 单片机的嵌入式程序设计在实现基于单片机的电子密码锁时，需要进行嵌入式程序的设计与编写。

嵌入式程序是指针对特定硬件平台和应用需求而编写的程序。

在电子密码锁中，嵌入式程序需要实现密码输入与验证的功能，并控制电子锁的开关状态。

第三章：基于单片机电子密码锁的实现过程3.1 硬件设计硬件设计是基于单片机电子密码锁的基础。

硬件设计包括选择合适的单片机、键盘、电子锁等组成要素，并进行连接与布局。

3.2 软件设计软件设计是实现基于单片机电子密码锁的核心。

软件设计主要包括嵌入式程序的编写、逻辑流程的设计以及密码验证算法的实现。

3.3 电子密码锁的制作与调试制作与调试是将硬件设计与软件设计结合起来，完成基于单片机电子密码锁的整体制作与调试工作。

在制作过程中，需要进行电路板的焊接、连接与固定等工作。

单片机课程设计密码锁设计在当今社会，安全问题越来越受到人们的重视，密码锁作为一种常见的安全防护设备，在保护个人财产和隐私方面发挥着重要作用。

本次单片机课程设计的任务就是设计一款基于单片机的密码锁。

一、设计要求本次设计的密码锁需要具备以下功能：1、能够设置和修改 4 位数字密码。

2、输入密码正确时，锁打开，并有相应的指示灯提示。

3、输入密码错误时，有错误提示，且错误次数超过 3 次则报警。

4、具备密码重置功能。

二、系统方案设计1、硬件设计单片机选型：选择 STC89C52 单片机作为核心控制器，其具有性能稳定、价格低廉、易于编程等优点。

输入模块：采用 4×4 矩阵键盘作为密码输入设备，可方便地输入数字和功能按键。

显示模块：选用 1602 液晶显示屏，用于显示密码输入状态、提示信息等。

存储模块：使用 EEPROM 芯片 AT24C02 来存储密码，以保证断电后密码不丢失。

报警模块：当密码输入错误次数超过 3 次时，通过蜂鸣器发出报警声音。

2、软件设计主程序：负责系统的初始化、键盘扫描、密码输入处理、密码验证、显示控制等。

键盘扫描程序：检测矩阵键盘上的按键动作，并将按键值返回给主程序。

密码处理程序：包括密码设置、修改、存储和验证等功能。

显示程序：控制 1602 液晶显示屏的显示内容。

三、硬件电路设计1、单片机最小系统包括单片机芯片、晶振电路和复位电路。

晶振为单片机提供时钟信号，复位电路用于系统的初始化。

2、矩阵键盘电路由16 个按键组成 4×4 矩阵，通过行线和列线的扫描来确定按键值。

3、显示电路1602 液晶显示屏通过数据总线和控制总线与单片机相连，实现数据的传输和显示控制。

4、存储电路AT24C02 通过 I2C 总线与单片机进行通信，用于存储密码数据。

5、报警电路蜂鸣器通过三极管驱动，当单片机输出高电平时，蜂鸣器发声报警。

四、软件程序设计1、主程序流程系统初始化，包括单片机端口初始化、液晶显示屏初始化、EEPROM 初始化等。

第1节引言1.1 电子密码锁概述随着社会物质财富的日益增长和人们生活水平的提高，安全成为现代居民最关心的问题之一。

而锁自古以来就是把守门的铁将军，人们对它要求甚高，即要求可靠地防盗，又要使用方便，这也是制锁者长期以来研制的主题。

传统的门锁既要备有大量的钥匙，又要担心钥匙丢失后的麻烦。

另外，如：宾馆、办公大楼、仓库、保险柜等，由于装修施工等人住时也要把原有的锁胆更换，况且钥匙随身携带也诸多便。

随着单片机的问世，出现了带微处理器的密码锁，它除具有电子密码锁的功能外，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。

目前西方发达国家已经大量应用智能门禁系统，可以通过多种的更加安全更加方便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，成本还很高，希望通过不断地努力使电子密码锁能够在我国及居民日常生活中得到广泛应用，这也是一个国家生活水平的体现。

很多行业的许多地方都要用到密码锁，随着人们生活水平的提高，如何实现家庭或公司的防盗这一问题也变的尤其突出，传统的机械锁由于其构造简单，被撬的事件屡见不鲜，再者，普通密码锁的密码容易被多次试探而破译，所以，考虑到单片机的优越性，一种基于单片机的电子密码锁应运而生。

电子密码锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的亲睐。

设计本课题时构思的方案：采用以AT89C2051为核心的单片机控制方案；能防止多次试探而不被破译，从而有效地克服了现实生活中存在的许多缺点。

1.2 本设计主要任务（1）共8位密码，每位的取值范围为1～8。

（2）用户可以自行设定和修改密码。

（3）按每个密码键时都有声、光提示。

（4）若键入的8位开锁密码不完全正确，则报警5秒钟，以提醒他人注意。

（5）开锁密码错3次要报警10分钟，报警期间输入密码无效，以防窃贼多次试探密码。

（6）键入的8位开锁密码完全正确才能开锁，开锁时要有1秒的提示音。

（7）密码键盘上只允许有8个密码按键和1个发光管。

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。

基于单片机的电子密码锁第一章：引言随着科技的不断进步，电子密码锁作为一种现代化的安全设备，越来越得到人们的关注和应用。

传统的机械锁存在一些弊端，例如易被撬开、锁码易被窃取等问题。

而电子密码锁则通过集成电路和密码输入系统，提供了更高的安全性和便利性。

本文将详细介绍基于单片机的电子密码锁的原理和设计，包括电路设计、程序代码编写、功能调试等方面。

通过这些内容，读者将对电子密码锁的工作原理和制作过程有更深入的了解。

第二章：原理介绍2.1 单片机选型在设计电子密码锁时，选择合适的单片机至关重要。

本文选择XX单片机作为控制器，原因主要在于其低功耗、高性能和丰富的外设接口等特点。

2.2 电路设计电子密码锁的电路设计包括密码输入系统、电源管理和电机驱动等部分。

密码输入系统主要由按键矩阵和LCD显示器组成，用于用户输入密码和显示相关信息。

电源管理模块负责供电和电池电量检测。

电机驱动模块则用于控制锁体的开关。

第三章：程序编写3.1 系统初始化在单片机启动时，需要对系统进行初始化配置。

包括外设接口的设置、时钟的配置和IO口的初始化等。

这些步骤为后续的程序运行提供了必要的准备工作。

3.2 密码验证当用户输入密码后，系统需要对密码进行验证。

在编写程序时，需要结合密码输入系统和密码存储器，根据用户输入的密码和存储的密码进行比对。

如果密码匹配成功，则进入下一阶段，否则给出错误提示。

3.3 功能实现除了密码验证外，电子密码锁还可以实现其他功能。

例如，设置密码、修改密码、开关驱动电机等。

在程序编写时，需要对这些功能进行详细设计，并考虑到各种异常情况的处理。

第四章：系统调试为了保证电子密码锁的功能可靠，需要进行系统调试。

调试过程主要包括测试电路的正常工作状态、验证密码验证功能的准确性和检查电机驱动模块的可靠性等。

第五章：应用与展望电子密码锁具有广泛的应用前景。

不仅可以用于家庭安全防护，还可以应用于商业场所、酒店、学校等多个领域。

未来，电子密码锁还可以与其他智能设备进行联动，实现更多便利和安全功能。

目录设计总说明································································I Introduction······························································I第一章绪论 (1)1.1 设计背景 (1)1.2 电子密码控制简介 (1)1.3 电子密码控制的发展趋势 (2)1.4 本设计所要实现目标的简述 (2)第二章控制方案的设计、挑选 (3)2.1 采用数字电路控制 (3)2.2 采用以单片机为核心的控制方案 (4)第三章主要元器件介绍及I2C总线与串行通信说明 (5)3.1 主控芯片AT89C51 (5)3.1.1 AT89C51性能简介 (5)3.1.2 AT89C51引脚功能简介 (5)3.2 LCD1602显示器 (8)3.2.1 LCD结构及引脚功能 (8)3.2.2 LCD显示指令系统 (9)3.3 晶体振荡器 (9)3.4 I2C总线说明及M24C01串行EEPROM (10)3.4.1 I2C总线的硬件结构 (10)3.4.2 I2C总线工作原理： (11)3.4.3 储备器24C01 (13)3.5 串口通信 (14)第四章系统硬件构成 (16)4.1 设计原理 (16)4.2 键盘输入部分 (17)4.2.1 矩阵式键盘的结构与工作原理 (18)4.3 复位部分 (19)4.4 晶振部分 (20)4.5 显示部分 (20)4.6 开锁部分和报警部分 (21)第五章系统软件构成 (22)5.1 系统软件流程图的设计 (22)5.1.1 主程序流程图 (22)5.1.2 按键功能流程图 (24)5.1.3 设置密码流程图 (24)5.1.4 开锁流程图 (25)5.2 Proteus和keil开发软件的功能介绍 (28)5.2.1 Proteus的简介 (28)5.2.2 Proteus的实用功能 (29)5.2.3 Keil的简介 (31)5.2.4 Keil软件的使用方法 (32)5.2.5 系统的仿真运行 (33)第六章结论 (36)参考文献 (37)致谢 (38)附录A (39)附录 B (40)第一章绪论1.1 设计背景安全问题是现代社会各界普遍关注的焦点之一。

基于单片机的电子密码锁第一章: 引言电子密码锁是一种通过密码输入来解锁的安全设备。

与传统的机械锁相比，它具有更高的安全性和灵活性。

本文将介绍基于单片机的电子密码锁，包括其原理、设计和应用。

第二章: 工作原理2.1 电子密码锁的基本组成部分电子密码锁的基本组成部分包括单片机、密码输入模块、驱动电路和电子开关。

单片机是电子密码锁的核心控制器，负责接收输入密码并进行比对，控制电子开关的开关状态。

密码输入模块通常采用键盘或数字按钮，用来输入密码。

驱动电路则用于控制电子开关的通断。

2.2 工作原理电子密码锁的工作原理很简单。

当用户输入密码时，密码输入模块将密码信号传递给单片机。

单片机接收到密码信号后，将其与事先设定的密码进行比对。

如果输入的密码与设定的密码一致，单片机将控制驱动电路打开电子开关，实现解锁操作。

如果密码不一致，单片机将不会打开电子开关。

第三章: 设计方案3.1 硬件设计在硬件设计方面，我们选择采用51单片机作为核心控制器，因其简单易用且功能强大。

密码输入模块选用4x4矩阵键盘，提供了数字、字母和功能键的输入方式。

驱动电路使用继电器控制电子开关的通断，同时还需要提供合适的电源供电。

为了增加安全性，我们还可以加入声音和光线传感器，当有人非法操作时，锁可以自动进行报警。

3.2 软件设计在软件设计方面，我们需要编写适当的程序来实现密码锁的功能。

首先，需要编写密码输入和比对的程序，确保输入密码的准确性。

其次，还需要编写控制电子开关的程序，实现解锁和上锁操作。

最后，可以增加一些附加功能，如自动锁定、密码更改等，提升用户体验。

第四章: 实验结果与讨论我们在实验室里搭建了一个基于单片机的电子密码锁原型。

经过实验测试，密码锁的解锁和上锁功能都正常工作。

使用者可以通过密码输入模块输入正确的密码进行解锁，也可以通过修改程序中的设置来更改密码。

在测试中，我们还加入了声音和光线传感器，并通过报警装置验证了其正常工作。