电子密码锁设计(参考范文).
北海职业学院
毕业设计 (论文) 2012 －2013 学年度
电子信息工程系(部) 应用电子技术专业
题目
学生姓名
学生班级
指导教师
起止日期
2012 年10 月日
北海职业学院
毕业设计 (论文)任务书
系(部)专业班级姓名学号
指导教师
职务(称)
20年月日
北海职业学院
学生毕业设计（论文）成绩鉴定表
电子密码锁设计
作者：xxx
【摘要】随着科学技术的不断发展，人们对日常生活中的安全保险器件的要求越来越高。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。密码锁具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等优点，本设计使用ATMEL公司的AT89S52实现一基于单片机的电子密码锁的设计。本文介绍一种基于单片机和串行EEPROM的智能密码锁，是密码锁设计中比较简单的一种，其主要功能有键盘输入、LED数码管显示、加密、修改密码、密码检测、错误报警等简单易懂、使用方便、安全性能高等。本设计采用AT89S52单片机为芯片主体，采用AT24C08为掉电存储器的芯片。这种芯片稳定性高，成本低。它是采用AT89S52单片机和AT24C08串行EEPROM，通过AT89S52模拟I2C 总线和AT24C08通讯，实现密码锁的功能。
【关键词】AT89S52 AT24C08 密码锁矩阵键盘
第一章引言
在日常的生活和工作中, 住宅与部门的安全防范、单位的文件档案、财务报表以及一些个人资料的保存多以加锁的办法来解决。若使用传统的机械式钥匙开锁，人们常需携带多把钥匙, 使用极不方便, 且钥匙丢失后安全性即大打折扣。随着科学技术的不断发展，人们对日常生活中的安全保险器件的要求越来越高。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。密码锁具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等优点。
在安全技术防范领域，具有防盗报警功能的电子密码锁逐渐代替传统的机械式密码锁，克服了机械式密码锁密码量少、安全性能差的缺点，使密码锁无论在技术上还是在性能上都大大提高一步。随着大规模集成电路技术的发展，特别是单片机的问世，出现了带微处理器的智能密码锁，它除具有电子密码锁的功能外，还引入了智能化管理、专家分析系统等功能，从而使密码锁具有很高的安全性、可靠性，应用日益广泛。
随着人们对安全的重视和科技的发展，许多电子智能锁（指纹识别、IC卡辨认）已在国内外相继面世。但是这些产品的特点是针对特定的指纹和有效卡，只能适用于保密要求的箱、柜、门等。而且指纹识识别器若在公共场所使用存在容易机械损坏，IC卡还存在容易丢失、损坏等特点。加上其成本较高，一定程度上限制了这类产品的普及和推广。鉴于
目前的技术水平与市场的接收程度，电子密码锁是这类电子防盗产品的主流。本次设计使用ATMEL公司的AT89S52实现一基于单片机的电子密码锁的设计
第二章方案论证
设计本课题时构思时考虑到数字电路方案原理过于简单，而且不能满足现在的安全需求，所以本文采用一种是用以AT89S52为核心的单片机控制方案。
以AT89S51为核心的单片机控制方案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，不但能实现基本的密码锁功能，还能添加调电存储、声光提示甚至添加遥控控制功能。其原理方框图如图2－1所示。
图2－1
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的程度上扩展功能，而且还可以方便的对系统进行升级。
第三章硬件设计
3.1 功能模块
通过单片机送给开锁执行机构，将P3.5置低电平，密码正确指示灯亮，从而达到开锁的目的。其原理如图3－1所示。
图3－1密码锁开锁示意图
3.12按键电路设计
由于设计要求使用矩阵键盘，所以本设计就彩行列式键盘，同时也能减少键盘与单片机接口时所占用的I/O口线的数目，在按键比较多的时候，通常采用这样方法。
每一条水平（行线）与垂直线（列线）的交叉处不相通，而是通过一个按键来连通，利用这种行列式矩阵结构只需要N条行线和M条列线，即可组成具有N×M个按键的键盘。在这种行列式矩阵键盘非键盘编码的单片机系统中，键盘处理程序首先执行等待按键并确认有无按键按下的程序段。
当确认有按键按下后，下一步就要识别哪一个按键按下。对键的识别通常有两种方法：一种是常用的逐行扫描查询法，另一种是速度较快的线反转法。
判断键盘中哪一个键被按下使通过将列线逐列置低电平后，检查行输入状态来实现的。方法是：依次给列线送低电平，然后查所有行线状态，如果全为1，则所按下的键不在此列；如果不全为1，则所按下的键必在此列，而且是在与零电平行线相交的交点上的那个键。
按键的操作面板如图3－2所示。共计数字键10个，功能键4个，键盘上还有2个指示灯和蜂鸣器。
图3－2按键操作面板示意图
其中10个数字键用来输入密码，另外4个功能键分别是：A、B、C、D。其中A键的功能是显示密码，B键的功能是确认输入的密码，C键的功能是当输入密码错误的时候，清除前面已经输入的数据，重新输入，D是用来进入修改密码的状态。上面的两个指示灯L1、L2、是用来指示操作的状态：L1是开门指示灯，正常的情况下无显示，当键盘动作且密码正确的时候，灯亮；L2是电源状态指示灯，当接通电源时，指示灯自动点亮，否则，灯灭。
面板上还有一个蜂鸣器，其功能是当用户输入密码错误时或密码输入错误次数超过了3次，鸣笛以示报警。
3.13显示电路设计
本系统设计的显示电路是为了给使用者以提示而设置的，选择四位连体共阳的数码管,本系统的显示采用并行显示的方式，只使用单片机的两个口P0口和P2口，就可以完成单片机的显示功能，显示电路的电路原理图如图3－3所示,P0口完成段码显示，P2口完成位选功能。
电路设定：当密码输入错误次数达到三次以上时,显示”E”,当无输入\断电时,则关闭显示，当忘记密码,输错密码,判断密码正确无误时，可通过功能键进行显示更改密码及判断。
图3－3显示器原理图
3.14 AT24C08断电存储单元的设计
断电存储单元的作用是在电源断开的时候，存储当前设定的信息。AT24C08是ATMEL 公司的8KB字节的电可擦除存储芯片，采用两线串行的总线和单片机通讯，电压最低可以到2.5V，额定电流为1mA，静态电流10Ua(5.5V)，芯片内的资料可以在断电的情况下保存40年以上，而且采用8脚的DIP封装，使用方便。其电路如图3－4所示。
图3－4断电存储电路原理图
由于AT24C08的数据线和地址线是复用的，采用串口的方式传送数据，所以只用两根线SCL（移位脉冲）和SDA（数据/地址）与单片机传送数据。
每当设定一次单价，系统就自动调用存储程序，将单价信息保存在芯片内；当系统重新上电的时候，自动调用读存储器程序，将存储器内的单价等信息，读到缓存单元中，供主程序使用。
3.15 总体设计总框图
图3－5总体设计框图3.2 原理图
3.3 PCB图
第四章软件设计4.1 程序流程图
图4－3 键盘程序流程图图4－4 24c08程序流程图
4.2 程序实现功能.
该主要由三部分组成：4×4矩阵键盘接口电路、密码锁的控制电路、输出八段显示电路。另外系统还有LED提示灯，报警蜂鸣器等，可分为以下几个模块：
垣残壁
(1)主程序模块
主程序主要完成初始化、检查有无按键按下、以及调用显示等等，其流程图如4-1所示。
(2)显示子程序
由于是分屏显示数据，所以就要用到4个显示子程序，分别是：功能键显示密码状态子程序、修改密码显示子程序、判断密码输入正确提示子程序、密码输入错误次数超过3次后的锁定状态显示子程序，其流程图如4-2所示。
(3)键盘扫描及识别子程序
键盘采用查询的方式，放在主程序中，当没有按键按下的时候，单片机循环主程序，一旦有按键按下，便转向相应的子程序处理，处理结束再返回，其程序流程图如4-3所示。
(4)调电存储服务程序
入的密码相比较。当修改密码的时候，需要把输入的密码保存到AT24C08中，并实现断电保护,其流程图如4-4所示。
程序及部分说明
#include
#include
unsigned
char b[14]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,
0x80,0x90,0xff,0xff,0xff,0xff};
unsigned char c[4];
unsigned char a[4]={0xf1,0xf2,0xf4,0xf8},kk[8];
unsigned char K,Key,ac,i,z,wr,ii; //ac表示数码管显示个数
sbit scl = P2^6;
sbit sda = P2^7;
sbit P35 = P3^5;
sbit P34 = P3^4;
// 延时子程序
void delay(unsigned char pp) //延迟时间等于pp*1ms
{
while(pp--)
{
unsigned char j;
for(j=0;j<126;j++); //j进行的内部循环，1次延迟8us,延迟1ms
}
}
void delayNOP()
{
_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
}
//开始位
void start()
{
sda = 1;
delayNOP();
scl = 1;
delayNOP();
delayNOP();
}
// 停止位
void stop()
{
sda = 0;
delayNOP();
scl = 1;
delayNOP();
sda = 1;
delayNOP();
}
//应答//
void respons ()
{
unsigned char i;
scl=1;
delayNOP();
while((sda==1)&&(i<250))i++;
scl=0;
delayNOP();
}
//总线初始化//
void init()
{
sda=1;
delayNOP();
scl=1;
delayNOP();
}
//写字节//
void write_byte(unsigned char date) {
unsigned char i,temp;
temp=date;
for(i=0;i<8;i++)
{
temp=temp<<1;
scl=0;
sda=CY;
delayNOP();
scl=1;
delayNOP();
}
scl=0;
delayNOP();
sda=1;
delayNOP();
}
//读字节//
unsigned char read_byte()
{
unsigned char i,j,k;
scl=0;
delayNOP();
sda=1;
delayNOP();
for(i=0;i<8;i++)
{
scl=1;
delayNOP();
if(sda==1)
j=1;
else
j=0;
k=(k<<1)|j;
scl=0;
delayNOP();
}
return k;
}
//写地址//
void write_add(unsigned char address,unsigned char date) {
start();
write_byte(0xa0);
respons();
write_byte(address);
write_byte(date);
respons();
stop();
}
//读地址//
unsigned char read_add(unsigned char address)
{
unsigned char date;
start();
write_byte(0xa0);
respons();
write_byte(address);
respons();
start();
write_byte(0xa1);
respons();
date=read_byte();
stop();
return date;
}
//功能//
void fun1()//功能键显示密码
{
for(z=0;z { P0=c[z]; P2=read_add(wr++); c[3]=c[2]; c[2]=c[1]; c[1]=c[0]; c[0]=read_add(i++); } } void fun2()//判断密码 { if(((P0=read_add(i))!=(P0=c[i]))&&((P2=read_add(i))!=(P2=a[i]))) { P34=0; delay(100);