电子密码锁演讲

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1、 电子密码锁学 院：重庆三峡学院应用技术学院班 级：07电子信息工程（智能化仪器仪表）演讲人：王 兵指导老师：徐正坤摘要：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，传统的机械锁，由于其构造的简单，安全性能低，无法满足人们的需要。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。本次设计的题目是基于单片机的电子密码的设计，系统由AT89C51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。本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，具有一定的推广价值。电子

2、密码锁的特点：1.保密性能远远大于机械锁，互开率低。2.密码可变，用户可以经常变更密码，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，防止试探密码。电子密码锁的发展趋势：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。键盘式电子密码锁在键盘上输入，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，不易丢失。键盘式电子密码锁经过不断发展，使得安全性能更好。独出心裁的“键盘乱序显示”技术使得键盘

3、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”技术使得单组密码不一定有效，适合多人分权使用，需要输入两组以上密码才可被认可，大大提高了保密性。总之，尽管新式电子防盗锁层出不穷，键盘式电子密码锁在市场上仍然居于主流地位，而且，还经常作为其他类型电子防盗锁的辅助输入手段。方案设计：本设计构思了两种方案：一种是以用AT89C51为核心的单片机控制方案，单片机具有资源丰富、速度快、编程容易等优点。利用单片机内部的随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）及丰富的IO端口和控制的准确性，外接液晶显示（LCD）、键盘

4、输入等实现数据的处理传输和显示功能；另一种是用以74LS112双JK触发器构成的数字逻辑电路控制方案，用以74LS112双JK触发器构成的数字逻辑电路作为密码锁的核心控制，将密码保存在JK触发器中，与输入密码通过比较器比较，判断结果是否相符。采用数字电路设计的方案好处就是设计简单，但控制的准确性和灵活性差，不能满足现在的安全需求。通过比较以上两种方案，单片机方案有较大的活动空间，不但能实现所要求的功能而且能在很大程度上扩展功能，所以本次设计采用前一种设计方案（即以AT89C51为核心的单片机控制方案）。系统总体方案设计 设计的要求是要实现密码固定在ROM中，密码的输入与校对还要在三次密码输入错

5、误的情况下启动禁止按键功能，设计的基本思路是，将密码固化，放入表中，在得到按键后，查表比较密码，如果正确，显示“1”，如果三次密码错误，就不调用读取按键函数，只打开警示灯，打开报警，同时屏幕显示“ERROR”。下图21是电子密码锁的总体框架图：电路分为五个部分，LCD显示、复位电路、键盘输入、报警电路、LED指示。AT89C51LCD显示键盘输入晶振复位电路报警电路LED指示 硬件电路设计 系统设计原理图：按键电路设计：本次设计采用矩阵式键盘（也称行列式键盘），它适用于按键较多的场合，它由行线和列线组成，按键位于行列的交点上。一个3X3的行列结构可以构成一个有9个按键的键盘。同理，一个4X4的

6、行列结构可以构成一个16键的键盘。很明显，在按键数量较多的场合，矩阵式键盘与独立式键盘相比，要节省很多I/O口线。按键设置在行列线交点上，行列线分别接到按键开关两端。行线通过上拉电阻接到+5V上。平时无按键按下时，行线处于高电平状态，而当有按键按下时，行线电平状态将由于此行线相连的该列线电平决定。该列线电平如果为低电平，则行线电平为低电平；该列线电平如果为高电平，则行线电平为高电平。这是识别矩阵键盘按键是否按下的关键所在。由于矩阵键盘中行列线为多键公用，各按键均影响该键所在的行列的电平。因此各按键彼此将相互发生影响，所以必须将行列信号配合起来做适当的处理，才能确定闭合键的位置。矩阵键盘电路如图

7、所示：LCD显示电路：LCD与LED是两种不同的显示技术，LCD是由液态晶体组成的显示屏，而LED则是由发光二极管组成的显示屏。LED显示器与LCD显示器相比，LED在亮度、功耗、可视角度和刷新速率等方面，都更具优势。由于LCD能更好的实现功能要求，且硬件电路比较简单，故本次设计采用LCD作为电路显示部分。如图所示：密码存储电路：下图所示AT24C02的1、2、3脚是三条地址线，用于确定芯片的硬件地址。AT24C02C中带有片内地址寄存器。每写入或读出一个数据字节后，该地址寄存器自动加1，以实现对下一个存储单元的读写。所有字节均以单一操作方式读取。为降低总的写入时间，一次操作可写入多达8个字节

8、的数据。指示灯及报警电路设计：报警部分采用扬声器及外围电路组成，用LED指示灯观察是否开锁成功。当有按键按下时，会听到“叮”声，每按下一次，发声一次，密码正确时，不发声直接开锁，指示灯亮，当密码输入错误时，扬声器发声报警，指示灯熄灭状态。第4章 仿真调试Keil调试：(1)在Windows下运行Keil uvision3软件，进入Keil开发环境；(2)在Keil uvision3选择Project/New Project，建立一个新的工程项目；(3)给工程项目取名，保存；(4)紧接着自动化弹出器件选择窗口，选择Atmel公司的AT89C51，并在弹出窗口中选择否；(5)在Keil uvisi

9、on3中选择File/New,打开程序编辑器；(6)输入程序，检查无误后保存文件在工程项目相同的目录中；(7)在Project Workspace窗口中，选择Source Group条目并单击右键，在弹出的菜单中选择Add Files to GroupSource Group；(8)加入刚才保存的汇编程序源文件。注意，按一次Add按键即可，选完后单击Close退出；(9)在Project Workspace 窗口中，选择Target1条目并单击右键，在弹出的菜单中选择Option for TargetTarget1,准备为Target1配置编译环境；(10)在Output页为Create HE

10、X file项打勾，以便输出单片机烧写用的HEX格式文件；(11)编译结果显示在Output Windows中，若有错，可双击错误提示行，然后定位到源程序中修改；若无误就可进行下面的软件调试。Proteus仿真Proteus的ISIS是一款Labcenter出品的电路分析仿真系统，可仿真各种电路和IC并支持单片机，元件库齐全，使用方便，是不可多得的专业的单片机软件仿真系统。该软件特点：(1)全部满足我们提出的单片机软件仿真系统的标准，并在同类产品中具有明显的优势；(2)具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及外围电路组成的系统的仿真、RS232动态仿真、IC调试器、SPI调试器、键盘和LCD系

11、统仿真功能；有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等；(3)目前支持的单片机类型有：68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各种外围芯片；(4)支持大量的存储器和外围芯片。该软件是一款集单片机和SPICE分析于一身的仿真软件，功能强大。下面进入软件仿真阶段，首先，启动Proteus软件，按照元件清单选择所需要的元件，按照电路图（见附页）连接好电路图，选择单片机，载入已编译好的程序（格式为HEX文件），然后运行，调试功能，观察是否满足设计要求。参考文献单片机语言C51典型应用设计 刘文涛 北京邮电人民出版社电子综合设计实例集萃 王振红 化学工业出版社 单片机的C语言应用设计 罗忠梅 北京航天航空大学出版社 单片机原理及接口技术 李全利 高等教育出版社MCS51单片机原理及应用教程 刘迎春 清华大学出版社单片机外围电路设计 沙占友 电子工作出版社单片机原理机应用 李念强 机械工业出版社