西南科技大学本科生毕业论文 I
本科生毕业论文
基于单片机的电子密码锁设计
摘要：锁，是指加在门、箱子、抽屉等物体上的封缄器，要用专用的钥匙才能打开。自古以来锁都是人们财产安全乃至生命安全的一种重要保障。伴随着人类历史的发展和人们对自身财产安全和人生安全的重视，各种各样的多功能的锁具也相继出现，人们使用的锁具也由传统的机械式锁逐渐发展为安全性能更好，功能更多的电子密码锁。
在现代社会，电子密码锁已是一个被大家所熟识的名词。相信很多人的小区大门上的锁都用的是电子密码锁。本文中将要介绍的电子密码锁是一种通过判断密码输入是否正确来控制电路或是芯片的工作状态，进而控制锁的打开和闭合，从而完成开锁、闭锁任务的电子锁装置。
本设计是基于AT89C51单片机为控制核心的密码锁设计方案。在本次基于单片机的电子密码锁设计中，将采用AT89C51单片机作为控制核心，配合相应的电路和软件程序，实现密码的输入和修改、信息的显示、键盘的锁定、系统报警、开锁和闭锁等功能。在设计中，利用识别密码是否正确来开锁或报警，通过串行存储器AT24C02来实现密码的修改和存储。
本文设计的密码锁具有安全性高、功耗低、操作简单等优点。 关键词:单片机；密码锁；电子锁；矩阵键盘；掉电存储
西南科技大学本科生毕业论文 II
The Design Of Electronic Code Lock Based On
Single Chip Microcomputer
Abstract：As sealed device, the lock added to such objects like door, box, drawer etc, can be opened with specified key. Since the ancient time, lock is a kind of security, guaranteeing people?s property safety even life safety. With the development of human history and more attention paid to property safety and life safety, various multi-functional locks can be seen in the world. Traditional mechanical locks people use in life are gradually replaced by electronic combination lock characterized with better safety performance and more functions.
In the modern society, electronic combination lock is a noun familiar to everyone. Usually, the door of community is equipped with electronic combination lock. This paper will introduce an electronic combination lock. This lock controls the electric circuits and the performance of chips by identifying password. Thus, the openness and closeness of the lock can be controlled, and the task of electronic lock device can be completed.
This design is about combination lock, based on the AT89C51 single-chip microcomputer as the core of controlling goals. This design in which the AT89C51 single-chip microcomputer as the core of the controlling goals cooperated with relevant circuits and software programs can achieve such functions like password input and modification, information display, keyboard locking, warning system, and the openness and closeness of the lock etc. In this design, the openness of lock and alarming are according to identifying the password, and password revision and storage is achieved by the function of the AT24C02 serial storage.
Electronic combination lock described in this paper is characterized with high security, low power consumption, and simplicity of operation etc.
西南科技大学本科生毕业论文 III
Keywords: Single-chip microcomputer, Combination lock, Electronic lock, Matrix keyboard, Power lost storage
目录
第1章 绪论 .................................................................................................................. 1 1.1 电子密码锁简介 ................................................................................................. 1 1.2 电子密码锁设计的背景及意义 ......................................................................... 1 1.3 电子密码锁的现状及发展趋势 ......................................................................... 2 第2章 总体设计 .......................................................................................................... 3 2.1 设计分析 ............................................................................................................. 3 2.2 系统结构 ............................................................................................................. 4 第3章 硬件电路设计 .................................................................................................. 5 3.1 单片机接口分配 ................................................................................................. 5 3.2 单片机最小系统设计 ......................................................................................... 5 3.2.1 时钟电路 ....................................................................................................... 5 3.2.2 复位电路 ....................................................................................................... 6 3.2.3 最小系统 ....................................................................................................... 6 3.3 矩阵键盘设计 ..................................................................................................... 7 3.4 LCD显示模块设计 ............................................................................................. 8 3.5 掉电存储模块 ................................................................................................... 10 3.5.1 I2C总线 ....................................................................................................... 10 3.5.2 AT24C02简介 ............................................................................................. 12 3.6 开锁机构 ........................................................................................................... 13 3.7 报警机构 ........................................................................................................... 13 3.8 硬件综合设计 ................................................................................................... 14 第4章 软件设计 ........................................................................................................ 15 4.1 软件总体设计 ................................................................................................... 15 4.2 键盘扫描子程序 ............................................................................................... 16
西南科技大学本科生毕业论文 IV
4.3显示模块子程序 ................................................................................................ 18 4.4 掉电存储子程序 ............................................................................................... 20 4.4.1 写操作方式 ................................................................................................. 21 4.4.2 读操作方式 ................................................................................................. 22 4.5 定时器中断子程序 ........................................................................................... 23 4.6 密码输入子程序 ............................................................................................... 25 4.7 报警子程序 ....................................................................................................... 26 第5章 联合仿真和调试 ............................................................................................ 27 第6章 实物设计和制作 ............................................................................................ 29 总结 .............................................................................................................................. 31 致谢 .............................................................................................................................. 32 参考文献 ...................................................................................................................... 33 附录1 设计实物图 ..................................................................................................... 34 附录2 程序源代码 ..................................................................................................... 36
第1章 绪论
1.1 电子密码锁简介
什么是电子密码锁？“一种通过密码输入来控制电路或者是芯片工作，从而
控制机械开关的闭合，完成开锁、闭锁任务的电子产品。”——百度百科上是这样解释的。简单来说，电子密码锁就是能够实现密码等信息的设置、存贮、识别和显示，以及报警信号的接收和发送等功能的电子器件。
电子密码锁相对传统机械锁有以下几个优势：
(1)密码可更改。用户可以随时更改密码，以确保密码锁的安全性和可靠性。
可以更改密码这一功能同时也避免了人员的更替而使锁的安全性降低，这是传统钥匙锁所不具备的功能。
(2)操作简单。无论是开锁还是更改密码，只要识字的人都能够直接使用，使
用方法简单而不繁琐。
(3)能够报警。报警功能无疑更增加了锁的安全性。
(4)无法“技术”破解。不知道密码就无法打开锁，即使是惯偷也只能望“锁”兴
叹。
1.2 电子密码锁设计的背景及意义
在现代文明社会，虽然人们的道德素质越来越高，“梁上君子”、“三只手”等人群相对旧社会大大减少，但是像“某某小区遭入室行窃，居民损失XXXX”之类的新闻我们还是经常能够在报纸上看到的。随着人们生活水平和自身防范意识的提高，个人财产安全和人身安全的问题也越来越受到人们的重视，拥有一把能够有效保证居民财产安全和人身安全的锁具也越发的重要起来。
锁具的起源可以追朔到人类社会财产私有化的出现，锁具从其出现到发展至今天的高科技化、信息化，已经有若干年的历史了。经过若干年的使用和研究，人们对锁具的结构、机理也了解得相当透彻了，因此，不使用钥匙就能将锁打开的方法也层出不穷。特别是传统的机械锁，由于其构造简单，在惯偷面前，甚至能够只用一根铁丝就直接将其打开，使其失去了保障用户个人财产安全的意义。
那么，如何才能提高锁具保障用户财产安全的有效性呢？在信息现代化的今天，锁具也应该向高精度、高安全性的智能化、信息化发展。自20世纪70年代