宿迁泽达职业技术学院毕业论文(设计)
目录
1 引言
2 系统总体设计 2.1 方案的设计
2.2 方案的比较
3 主要元器件介绍
3.1 MCS-51 单片机结构 3.2 单片机的构成
4 系统硬件构成
4.1 设计原理 4.2 控制器
4.3 矩阵键盘输入控制电路 4.4 按键电路设计部分 4.5 密码存储部分 4.6 显示部分 4.7 开锁部分
5 系统软件设计
结论 致谢 参考文献
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1引言
随着人们生活水平的提高，如何实现防盗、安全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，受到了广大用户的亲呢。
1.1电子密码锁的概述
1.1.1 电子密码锁的简介
随着社会物质财富的日益增长，安全防盗已成为社会问题。而锁自古以来就是把门户的将军，人们对其要求比较高，不仅安全的防盗，而且还要使用方便，这是制锁者长期以来研制的主题。锁的种类很多有密码锁、磁性锁、电子锁、激光锁、声控锁等等。在传统钥匙的基础上加了一组或多组密码，不同声音，不同磁场，不同声波，不同光束光波，不同图像（如指纹、眼底视网膜等）来控制锁的开启。从而大大的提高了锁的安全性能，是不法之徒无从下手，人们也就能对自身财产安全有了更多的保障。当今安全信息系统应用越来越广泛，特别在保护机密、维护隐私和财产保护方面起重大作用，而基于电子密码锁的安全系统是其中的组成部分，因此研究它具有重大的现实意义。 1.1.2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”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，难以被窃。但密码不能太简单，太简单了就容易被他人在键盘上试探出来，或者可能被旁观者窃测出来，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，或者密码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，因而不怕旁观者窃测；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，因而即使旁观者看到操作动作也难以窃测出密码；“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，需要输入两组以上的密码才被认可，大大提高了保密性，如果限定输入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，但键盘式电子密码不仅在市场上居于主流地位，而且，还经常作为其它类型电子防盗锁的辅助输入手段。
电子密码锁可以在日常生活和现代办公来完成，住宅与办公室的安全防范，单位的文件档案财务报表以及一些个人资料的保存等多种场合使用。大大提高了主人物资的安全性。目前使用的密码锁种类多，各具特色。
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1.1.3 电子密码锁的特点
电子密码锁是一种通过密码输入来控制电路或是芯片工作,从而控制机械开关的闭合,它的种类很多,有简易的电路产品,也有基于芯片的性价比较高的产品,现在应用较广的电子密码锁是以芯片为核心.主要的特点:
(1) 保密性好。可以设置6位密码，密码通过键盘输入，若输入正确，则将打开。 (2) 密码可变。用户可以经常更改密码，防止密码被盗，同时也可以避免因人员的更替而使锁得密级下降。
(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。
2 系统的总体设计
2.1方案的设计
方案一:采用数字电路控制用以74LS112双JK触发器构成的数字逻辑电路作为密码控制系统的核心。共设了9的用户输入键，其它的都是干扰键，若按下干扰键，键盘输入电路自动清零，原先输入密码无效，需要重新输入；如果用户输入密码超过10秒（一般情况下不会超过10秒，若用户觉得不便，还可以修改）。电路将报警20秒，若电路连续报警三次，电路将锁定键盘2分钟，防止他人的非法操作。
方案二：采用以单片机为核心的控制方案，由于单片机为核心的控制方法种类繁多，各种型号都有其一定的应用环境，因此选用时多加比较。一般来说在选取单片机时从下面几个方面考虑：性能、存储器、串行接口、模拟电路、工作电压、功耗、封装形式、抗干扰性和保密性。基于以上因素本设计选用AT89C51作为本设计的核心元件，利用单片机灵活的编程设计和丰富的I/O端口及其控制的准确性。实现基本的密码控制功能，在单片机的外围电路外接输入键盘用于密码的输入和一些功能的控制，外接显示器用于显示功能，先按键盘开锁键之后按键盘的数字键0—9输入密码，密码输入完后按下确认键，如果密码输入正确则开锁，不正确显示密码错误重新输入密码，当三次密码错误，则发出报警，当用户修改密码时，先按下键盘修改键后输入原来的密码，只有当输入的原密码正确后才能设置新密码，新密码输入无误后按确认键重新密码将得到存储，密码修改成功。
2.2方案的比较
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方案一采用数字电路设计方案虽然简单，但控制的准确性和灵活性差，故不采用。方案二的控制灵活性和准确性好，且保密性强还具有扩展功能，根据现实的需要此设计采用方案二。
图1 单片机的控制
3 主要元器件介绍
3.1 MCS-51单片机结构
单片机，亦称单片机微电脑或单片微型计算机。它是把中央处理器（CPU）、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、输入/输出端口I/O等主要计算机功能部件都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。计算机的产生加快了人类改造世界的步伐，但是它毕竟大，微计算机（单片机）在这种情况下诞生了，它为我们改变了什么？纵观我们生活在各个领域，我们的生活中都离不开单片机。以前没有单片机时这些东西做，但是只能使用复杂模拟电路，然而这样做出来的产品不仅体积大，而且成本不高并且由于长期使用，元器件会不断老化，控制的精度自然达不到标准。单片机产生后，我们就将这些变为智能化了，我们只需要在单片机外围接一点简单的接口电路，核心部分只是由人为的写入程序来完成。这些产品体积小，成本低，长期使用不会担心精度达不到了，而且容易升级改善。 AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位位微处理器，称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51 指令集和输出的各种芯片引脚是互相兼容的，其中AT89C51单片机是高性能的单片机，它具有8位微处理器，128B片内RAM，4K的片内ROM，4个八位的并行I/O接口P0-P3，两个定时/计数器及五个中断源的中断控制系统。再不接任何外围电路的情况下可以实现大部分较为复杂的逻辑控
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