《信息安全系统设计基础》制作
基于AVRmega16单片机的电子密码锁
所属系部： 通信工程系 所属班级： 1331
2015年 12 月 23 日
一、 小组成员
——负责代码编辑，编写LCD功能模块和eeprom存储功能，实验报告撰写 ——负责硬件调试和部分代码汇总，负责PPT以及成果展示 ——负责代码编辑，编写矩阵键盘功能模块和蜂鸣器报警功能
二、 电子密码锁系统的现实意义，实现目标以及实现功能
2.1、现实意义
在日常的生活和工作中, 一些个人资料的保存多以加锁的办法来解决。使用传统的机械式钥匙开锁需携带多把钥匙, 且钥匙易丢失，安全性即大打折扣。随着科学技术的不断发展。为满足人们对锁的使用要求，增加其安全性，用密码代替钥匙的密码锁应运而生。电子密码锁具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等优点。
2.2、实现目标
本设计旨在进一步掌握AVR单片机理论知识，理解嵌入式单片机系统的硬软件设计，加强对实际应用系统设计的能力。通过本设计的学习，使我掌握单片机程序设计和微机接口应用的基本方法，并能综合运用本科阶段所学软、硬件知识分析实际问题，为单片机应用和开发打下良好的基础。
2.3、实现功能
2.3.1 LCD显示屏（显示输出的内容）
由1602LCD实现显示输入字符。首先初始化lcd，在屏幕上显示password，正确输入后显示welcome，并提示是否进行修改。
2.3.2 4*4矩阵键盘（输入数字，执行清除，确认，修改密码操作）
4*4矩阵键盘是一种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的输入设备。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。我们主要使用它来进行进行密码输入，确定，清除，以及修改密码。
2.3.3蜂鸣器（各种提示音效）
由蜂鸣器组成。当密码输入正确时，会有正确的提示音效。若密码输入三次错误，则蜂鸣器发出报警声提示，同时键盘锁定30秒钟。
2.3.4 EEPRPM（存储密码）
用来存储密密码，EEPROM 数据存储器，它是作为一个独立的数据空间而存在的，可以
按字节读写。EEPROM 的寿命至少为100,000 次擦除周期。EEPROM 的访问由地址寄存器、数据寄存器和控制寄存器决定。
三、 电子密码锁系统的总体设计方案
单片机是单片微型机的简称，故又称为微控制器MCU（Micro Control Unit）。通常由单块集成电路芯片组成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器CPU，存储器和I/O接口电路等。因此，单片机只要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。单片机广泛用于智能产品，智能仪表，测控技术，智能接口等，具有操作简单，实用方便，价格便宜等优点，而其中ATMEGA16是单片机中典型的代表，应用于各种控制领域。从设计的实用性，方便性和成本出发，选择了以ATMEGA16单片机作为中央处理单元进行电子密码锁的设计。
3.1 显示
当按下一个数字键时，需要显示按下的数字，实验初期采用的是数码管，但是由于数
码管需要占用过多引脚，最后采用lcd显示，难点在于lcd的设置较为复杂。
3.2 密码存储
电子锁，需要一定的保密性能，若果将密码存在FLASH中，则还需要另算空间，防止代码遇到问题，所以将密码存入eeprom中。确保密码更新。
3.3 矩阵键盘输入
4x4矩阵键盘由8个引脚控制，比起独立键盘，设定更为复杂
3.4蜂鸣器
由蜂鸣器组成。当密码输入正确时，会有正确的提示音效。若密码输入三次错误，则蜂
鸣器发出报警声提示，同时键盘锁定30秒钟。
3.1、 硬件类
硬件的组成框图如下：
主要用到的硬件：ATMEGA16 LCD液晶显示屏 编码键盘 硬件分配：
3.1.1、PORTB、PORTD口：做为输出口，控制LCD液晶显示屏显示数据的结果。 3.1.2、 PORTA口：做为输入口，与键盘连接，实现数据的输入。 3.1.3 LCD液晶显示屏显示输出。 3.1.4 PORTC口，蜂鸣器
3.2、软件类
电子密码锁的程序主要包括以下功能模块：
3.2.1、4*4矩阵键盘输入模块，eeprom读出读入、各种蜂鸣器音效模块等部分； 3.2.2、基于LCD液晶显示屏的显示模块； 3.2.3、主模块，为系统的初始化。
四、电子密码锁系统的硬件原理图和系统流程图
4.1、电子密码锁系统的硬件原理图如下（proteus仿真图）
4.2、电子密码锁的软件流程图
4.2.1、主函数流程图