基于单片机的电子密码锁设计毕业设计(论文) .doc
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1、 毕 业 设 计(论 文) 单片机电子密码锁设计 系系 别别: :自自动动化工程系化工程系 专专业业名名称称: : 学学生生姓姓名:名: 学学 号:号: 指指导导教教师师姓名、姓名、职职称称: : 完成日期 2009 年 5 月 6 日 电子科技大学中山学院 毕业设计(论文)任务书 系系 别别:自动化工程系 专专 业业: 学学 生生 姓姓 名名: 学学 号:号: 设设计计(论论文文)题题目目:单片机电子密码锁设计 起起 迄迄 日日 期期: 设设计计(论论文文)地地点点:电子科技大学中山学院 指指 导导 教教 师师: 专专业业教教研研室室负负责责人人: 发任务书日期: 2008 年 10 月 6
2、 日 任务书填写要求 1毕业设计(论文)任务书由指导教师根据各课题的具体情况填 写,经学生所在专业教研室的负责人审查、系领导=签字后生效。 此任务书应在毕业设计(论文)开始前一周内填好并发给学生; 2任务书内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电 子文档标准格式(可从教务处网页上下载)打印,不得随便涂改或潦 草书写,禁止打印在其它纸上后剪贴; 3任务书内填写的内容,必须和学生毕业设计(论文)完成的情 况相一致,若有变更,应当经过所在专业教研室及系主管领导审批后 方可重新填写; 4任务书内有关“系” 、 “专业”等名称的填写,应写中文全称, 不能写数字代码。学生的“学号”要写全号,不能只
3、写最后 2 位或 1 位数字; 5任务书内“主要参考文献”的填写,应按照国标 GB 7714 87文后参考文献著录规则的要求书写,不能有随意性; 6有关年月日等日期的填写,应当按照国标 GB/T 740894数 据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求,一律 用阿拉伯数字书写。如“2004 年 3 月 15 日”或“2004-03-15” 。 毕毕 业业 设设 计(论计(论 文)任文)任 务务 书书 1本毕业设计(论文)课题应达到的目的: 采用单片机、LCD 等芯片,设计电子密码锁,能随时修改密码,输入密码时可以 使用删除键对输入密码进行修改;具有防多次试探功能,连续输入密码达到一
4、定次数, 发出光声报警密码输入错误时有光声报警,连续输入 3 次错误,键盘自锁,等待管理解 锁;开锁后或修改密码后可以选择退出,返回开锁前状态。 2本毕业设计(论文)课题任务的内容和要求(包括原始数据、技术要求、 工作要求等): 技术要求: (1) 掌握 Proteus 软件的基本应用,用于设计与仿真; (2) 需要用 protel 软件绘制电路原理图及局部原理图; (3) 掌握单片机编程语言,可选用汇编语言或 C 语言; (4) 掌握焊接电路的步骤与技巧。 功能要求: (1) 能多次修改密码; (2) 能防多次试探; (3) 带报警和锁键盘功能 (4) LCD1602 显示方式: 开锁前显示
5、:please input 输入密码时显示:* 输入密码正确时显示:WELCOME 输入密码错误时显示:ERORR 用户连续输入密码 3 次错误显示:Close 第一次输入修改密码时显示:Revision 第二次输入修改密码时显示:input again 修改密码成功时显示:Changed 毕毕 业业 设设 计(论计(论 文)任文)任 务务 书书 3对本毕业设计(论文)课题成果的要求包括毕业设计论文、图表、实 物样品等: (1) 硬件实物 (2) 毕业论文 4主要参考文献: 1李全, 迟荣强.单片机原理及接口技术M. 高等教育出版社,2004.1 2江晓安, 董秀峰. 模拟电子技术M. 西安电
6、子科技大学出版社,2001.10 3余永强. ATMEL89 系列单片机应用技术M. 北京航空航天大学出版社,2001.10 4陈明荧. 8051 单片机课程设计M. 清华大学出版社, 2003.9 5戴佳,苗龙,陈斌.51 单片机应用系统开发典型实例M. 中国电力出版社,2005.9 6康华光. .电子技术基础M. .高等教育出版社,2002 7梁燕, 邵凯.用单片机实现遥控器的红外发射J.成都信息工程学院学报,2005 8单片机原理与应用及 C51 程序设计M.清华大学出版社 2006.8 9梁宗善.新型集成块应用M.华中理工大出版社,2004 10荣贵.电子制作M.科学技术文献出版社,
7、2003 11Steven F.Barrett,Daniel J.Pack.Embedded SystemM.电子工业出版社,2006 毕毕 业业 设设 计(论计(论 文)任文)任 务务 书书 5本毕业设计(论文)课题工作进度计划: 起 迄 日 期工 作 内 容 2008 年 10 月 6 日 12 月 31 日 完成开题报告,复习单片机基础知识,了解设计系统的功 能,确定设计目标,查找相关资料及文献 2009 年 1 月 1 日 3 月 20 日 绘制设计相关电路原理图,焊电路板,编写及调试程序, 实现设计的基本功能 2009 年 3 月 21 日 5 月 6 日撰写论文、修改论文 2009
8、 年 5 月 6 日 5 月 10 日 做答辩用 PPT,准备论文答辩 指导教师审查意见: 该课题具有一定的实用价值,充分运用所学课程知识,难易程度适中, 工作量适中,同意开题。 指导教师(签名): 年 月 日 I 单片机电子密码锁设计 摘 要 随着电子产品向智能化和微型化的不断发展 ,单片机已成为电子产品研制和开发中 首选的控制器。本文介绍了一种应用 AT89S52 单片机设计的防盗自动报警电子密码锁系 统。经实验验证该系统具有软硬件设计简单 ,易于开发 ,成本较低 ,安全可靠,操作 方便等特点 ,可作为产品进行开发,应用于住宅、办公室的保险箱及档案柜等需要防盗 的场所 ,所以电子密码锁凭着
9、比较强的实用性、锁密匙量大,又要制造简单;既安全可靠, 又成本低廉;既保密性强,又实用性广,在密码锁的巨大市场上占有一席之地。 本文讲述了基于 AT89S52 单片机的“电子密码锁”的设计与实现,首先在绪论中介绍 了此系统的简介、研究本系统的目的和意义。此后,本文在第二、三、四章论述了系统整 体结构框图,系统各模块功能,论述了系统工作原理并对所使用各种芯片的功能与特性进 行了介绍、系统硬件设计;在第五章中重点剖析了软件设计开发的过程。而在最后一章简 述了本次设计的总结,个人感受。此外,通过对系统软硬件的不断调试,进一步完善功能, 同时也加深了对单片机、LCD 液晶显示器、电路设计等方面知识。
10、关键词: 单片机;AT89S52;电子密码锁; LCD 显示 II L Listist sliceslice machinemachine electronicselectronics combinationcombination locklock designdesign Abstract As electronic products to intelligence and the continuous development of miniaturization, SCM has become the research and development of electronic produ
11、ct first controller. This paper introduces a kind of application of AT89S52 SCM design anti-theft alarm system, automatic electronic locks. Through the experiment validate the system hardware and software design is simple and easy to develop, low cost, convenient operation, safe and reliable, etc. C
12、an be used as product development and application in residential, office of safe and security needs of the cabinet etc, so electronic locks with stronger practicability, lock the key, and make simple, Both safe and reliable, and low cost, Both secrecy, and practicability, the huge market in locks. T
13、his paper introduced the based on the electronic locks AT89S52 SCM design and realization of the system, first introduced in the introduction of the system, the system of research purpose and meaning. In this paper, then the second, third, and fourth chapter discusses the system structure, system fu
14、nction module diagram of the system, and discusses the principle and the use of various chip introduces the characteristics and functions of the system hardware design;, In the fifth chapter focuses on the design of the software development process. But in the last chapter describes the design of pe
15、rsonal experience. In addition, based on the hardware and software system, further improve constantly commissioning function, also deepened the SCM, LCD, circuit design and less likely to knowledge. Keyword: List slice machine; AT89S52;Acousto-optic alarm;LCD display III 目 录 1 绪 论 .1 1.1 密码锁简介1 1.2
16、电子密码锁发展趋势1 1.3 基本原理2 1.4 研究的主要内容3 2 系统总体设计方案 .4 2.1 系统的功能介绍 .4 2.2 系统的整体框图 .4 2.3 系统各单元模块功能 .4 3 密码锁的工作原理 .6 3.1 系统工作原理简介 .6 3.2 AT89S52 单片机 6 3.3 1602LCD 液晶显示模块 8 3.3.1 显示特性 8 3.3.2 物理特性 9 3.3.3 外型尺寸图 9 3.3.4 结构块图 .10 3.3.5 模块显示特性详解 .10 3.3.6 字符码与字符字模之间的对应关系表 .11 4 系统硬件设计 12 4.1 单片机 AT89S52 中断系统 12
17、 4.2 8051 单片机的复位电路 12 4.3 光声报警电路 13 4.4 矩阵键盘电路 13 4.5 1602LCD 显示电路 .14 4.6 利用 PROTEUS 仿真的电路图 14 4.7 硬件实物演示.15 5 系统软件设计 17 5.1 KEIL 软件介绍 17 5.2 软件开发 17 6 结束语 20 附 录 21 参考文献 25 致 谢 .26 1 1 绪 论 1.1 密码锁简介 安全问题是现代社会各界普遍关注的焦点之一。在现实生活中,很多场合都用到了电 子密码锁,比如说门禁系统,银行账户管理,保险箱等等地方都要用到电子密码锁,而且 对其要求也很高。所以高安全性能密码锁的研究
18、就成了一个必需的话题。近几年各种安全 产品(如指纹识别、卡辨识、红外防盗等)已相继问世,但这类产品的特点是针对特定指 纹或有效卡。只能适用于保密要求高或供个人使用的保险箱保险柜等,虽然这些产品安全 性高,但其生产成本高,携带、安装及使用不方便,这在一定程度上限制了这类产品的普 及和推广。 随着单片机的迅速发展,其应用领域越来越广,如消费电子、家用电器、办公设备、 商业营销设备、工业控制和机电一体化控制系统、智能测量仪表以及汽车与航空航天电子 系统中都广泛采用了单片机。51 系列单片机由于具有可靠性好,以及扩展控制功能强等优 点,成为国内目前应用最广泛的一种 8 为单片机之一。随着单片机的应用领
19、域越来越广泛, 可以看出其的优越性和可靠性,所以将其应用到保密和安全方面是必然的,也是相当可靠, 相当有意义的,基于单片机的电子密码锁的研究在保护财产和人身安全方面可以给人们带 来更多更好的选择。 本文介绍的是一种由单片机编程控制实现的多功能密码锁,这种电路设计具有密码输 入有效提示、错误指示、控制开锁电平、控制报警电路、密码修改等功能。可在意外泄密 的情况下及时修改密码,密码可以是 1-16 位,保密性强、灵活性高、特别适用于家庭、 办公室 学生宿舍及宾馆等场所,具有社会推广价值。 1.2 电子密码锁发展趋势 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
20、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。键盘式电子密码 在键盘上输入,与打电话差不多,因而易于掌握,其突出优点是“密码”是记在被授权人脑 子里的数字和字符,既准确又可靠,不会丢失(除了忘记) ,难以被窃(除非自己泄露) 。 但是密码不能太简单,太简单了就容易被他人在键盘上试探出来,或者可能被旁观者窥测 出来,造成保密性不足。当然,密码又不能太复杂,太复杂了可能自己都糊涂了,或者输 入密码操作成功率低,造成使用不便。因此,为了发扬优点、克服弱点,键盘式电子密码 也在不断发展中,如“任意设定密码”技术使得被授权人可以根据自己的需要或喜好设定密 码,常用常新;而“自动更改密码”技术
21、使得本次输入的密码将自动更改成下次应输入的密 码,更改的规律不为他人所知,因而不怕旁观者窥测;独出心裁的“键盘乱序显示”技术使 得键盘上的固定键位每次显示出的字符不固定,并且显示的窄小角度只能由操作者正面看 得到,因而即使旁观者看见操作动作也难以窥测出密码;“多重密码设定”技术使得单组密 2 码不一定有效,适合多人分权使用,需要输入两组以上的密码才被认可,大大提高了保密 性,如果限定输入这些密码的先后顺序或时间区段,则保密性还可提高。在输入密码的过 程中,为了限制试探密码的企图,通常输入错误码若干次或若干时间内输入不正确,即“封 锁”键盘,不再接受输入操作。总之,尽管新式电子防盗锁层出不穷,但
22、键盘式电子密码防 盗锁仍然“老树发新芽”,不仅在市场上居于主流地位,而且,还经常作为其他类型电子防 盗锁的辅助输入手段。电子防盗锁广泛应用于金融业,其根本的作用是“授权”,即被“授权” 的人才可以存取钱、物。广义上讲,金融业的“授权”主要包括以下三种层次的内容:1、授 予保管权,如使用保管箱、保险箱和保险柜;2、授予出入权,如出入金库、运钞车和保 管室;3、授予流通权,如自动存取款。目前,金融行业电子防盗锁的应用主要集中在前 两个层面上。当然,以上所说的授权技术再高超,都必须由精良的“锁具”担当承载结构部 件,实现开启、闭锁的功能,而且承担实体防护作用,抵抗住或尽量延迟破坏行为,让电 子防盗锁
23、“软、硬不吃”。一般情况下,锁具防盗的关键是锁身外壳、闭锁的部件(如伸缩 的锁舌或锁栓、锁扣盒锁扣板以及依靠电磁力直接闭锁的电磁部件等)的强度(应有足够 的机械强度和刚度,能够承受一定数值、一定方向的静压力和冲击力以及力矩) 、锁止型 式(能承受某些方式和工具的作用) 、配合间隙(防止采用机械的、电子的方法探入锁具 内部而被开启)和布局(将薄弱的、与锁的开启直接相关的零部件和电路置于壳体保护之 下,并且不易被识别出来) 。提高电子防盗锁之防护能力的必然途径是报警,在金融业的 许多场所有人值守、有电视监控,具有报警功能,可以综合物理防范和人力防范两种作用。 报警的前提是具备探测功能,根据电子防盗
24、锁的使用场所和防护要求,可选择多种多样的 探测手段。在中国的城市金融业中,实现联网报警已经成为对各金融网点的基本要求。根 据国内外的实践经验,金融业实行安全防范风险等级很有必要,即依据使用的防盗报警器 材的性能、安装布局和人员值守状况等,可以评估被防护物或区域的防护能力,得出风险 等级,其中,电子防盗锁的性能至关重要。 1.3 基本原理 单片机电子锁是以 51 系列单片机(AT89S52)为核心,配以相应硬件电路,完成密码 的设置、存贮、识别和显示、驱动电磁执行器并检测其驱动电流值、接收传感器送来的 报警信号、发送数据等功能。 单片机接收键入的代码,并与存贮在 EEPROM 中的密码 进行比较
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