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单片机设计原理单片机设计原理单片机设计原理单片机设计原理

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中文摘要
摘要: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。
基于以上思路,本次设计使用 ATMEL 公司的 AT89C51 实现一基
1

于单片机的电子密码锁的设计,其主要具有如下功能:
(1)密码通过键盘输入,若密码正确,则将锁打开。
(2)报警、锁定键盘功能。密码输入错误数码显示器会出现错误提
示,若密码输入错误次数超过 3 次,蜂鸣器报警并且锁定键盘。
电子密码锁的设计主要由三部分组成: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。
密码锁设计的关键问题是实现密码的输入、清除、更改、开锁等功
能:
(1)密码输入功能:按下一个数字键,一个“-”就显示在最右边的
数码管上,同时将先前输入的所有“-”向左移动一位。
(2)密码清除功能:当按下清除键时,清除前面输入的所有值,并
清除所有显示。
(3)开锁功能:当按下开锁键,系统将输入与密码进行检查核对,
如果正确锁打开,否则不打开。
主 要 的 设 计 实 施 过 程 : 首 先 , 选 用 ATMEL 公 司 的 单 片 机
AT89C51,以及选购其他电子元器件。第二步,使用 DXP 2004 设计
硬件电路原理图,并设计 PCB 图完成人工布线(后因 PCB 板损坏决定
采用万能板焊接的方法)。第三步,使用 Keil uVision3 软件编写单片
机的 C 语言程序、仿真、软件调试。第四部,使用 PROTEUS 软件进行
模拟软、硬件调试。最后,联合软、硬件调试电路板,完成本次毕业设
计。
关键词:4×4 矩阵键盘;AT89C51;密码锁;密码二次确认
2

Abstract
Abstract : In our daily life, the security of house, company department,
documents and finance forms, also some personal information always used the
lock to protect them. If use the normal keys to lock out the door, we should
taken many keys with ourself.That is so difficult to use. And if we lost the
keys with careless, the security looks very easy to break out.As the developing
of the technology,people
ask for high securty machines.For satisfy this request, the cipher lock is
appeared.The cipher has higher security, lower cost, lower power and easy to
use.
Base on the thinking of the cipher lock, this design uses AT89C51 of ATMEL
COMPANY to carry out the SCM digital cipher lock, its main function as
follow:
1. set password with 6 words, enter the words via keybord, if enter the right
number, the lock will unlock.
2. alarm function. If enter the wrong password, the mon will show the error
message, when enter the wrong password over 3 times, the buzzer will alarm
and lock the keybord at the same time.
this lock is made by 3 parts: gob circuit of 4x4 matrix keybord , gob circuit of
cipher lock, gob circuit of 8 way display output. other wise, the system has
LED light, and warning buzzer.
the main function of this cipher lock is carried out enter, clear, and change the
password, and unlock the door.
1. enter the password: press one number button, one signal "-" will show on
the digital tube on the right side, pls put the "-" to left side at the same time.
2. change the password: use the new enter number as the new password.
3

3. unlock function: press the unlock button, the system will check up the enter
number and password, if yes the lock will open, if not it keep lock.
design the theory chart with DXP 2004, and design the PCB board. third,
compile the C lang. program, resemble, and test with software keil uVision3.
fourth, simulate the hardware test with software PROTEUS. LAST, test the
circuit board wihe the software and hardware, finish.
Keywords: matrix keybord; AT89C51: LED digital tube.
目录
中文摘要 1
Abstract 3
目录 4
第 1 章 概 述 1
第 2 章 系统总体方案设计 2
第 3 章 硬件电路设计 3
3.1 键盘电路设计 4
3.2LED 显示电路 5
3.3 开锁电路 7
3.4 报警电路 8
第四章 软件设计 10
4.1 软件设计思路 10
4.2 各子程序设计 10
第 5 章 系统调试 15
第 6 章 心得体会 16
第 7 章 参考文献 18
附 录 19
4
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