電子密碼鎖1602液晶顯示資料
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目 錄
第1節(jié) 引言…………………………………………………………………………1
1.1 電子密碼鎖述……………………………………………………………1
1.2 本設(shè)計(jì)主要任務(wù)…………………………………………………………1
1.3 系統(tǒng)主要功能……………………………………………………………2
第2節(jié) 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)………………………………………………………………3
2.1 系統(tǒng)的硬件構(gòu)成及功能 …………………………………………………3
2.2 AT89C2051單片機(jī)及其引腳說(shuō)明………………………………………3
第3節(jié) 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)………………………………………………………………5
3.1 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)（流程圖）……………………………………………5
3.2 軟件設(shè)計(jì)思想……………………………………………………………5
3.3 儲(chǔ)單元的分配……………………………………………………………5
3.4 系統(tǒng)源程序………………………………………………………………6
3.5 系統(tǒng)應(yīng)用說(shuō)明……………………………………………………………9
3.6 小結(jié)………………………………………………………………………9
結(jié)束語(yǔ)……………………………………………………………………10
參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………………11
附錄 ……………………………………………………………………………12
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電子密碼鎖
第1節(jié) 引 言
1.1 電子密碼鎖概述
隨著社會(huì)物質(zhì)財(cái)富的日益增長(zhǎng)和人們生活水平的提高，安全成為現(xiàn)代居民最關(guān)心的問(wèn)題之一。而鎖自古以來(lái)就是把守門的鐵將軍，人們對(duì)它要求甚高，即要求可靠地防盜，又要使用方便，這也是制鎖者長(zhǎng)期以來(lái)研制的主題。傳統(tǒng)的門鎖既要備有大量的鑰匙，又要擔(dān)心鑰匙丟失后的麻煩。另外，如：賓館、辦公大樓、倉(cāng)庫(kù)、保險(xiǎn)柜等，由于裝修施工等人住時(shí)也要把原有的鎖膽更換，況且鑰匙隨身攜帶也諸多便。隨著單片機(jī)的問(wèn)世，出現(xiàn)了帶微處理器的密碼鎖，它除具有電子密碼鎖的功能外，還引入了智能化、科技化等功能。從而使密碼鎖具有很高的安全性、可靠性。目前西方發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)大量應(yīng)用智能門禁系統(tǒng)，可以通過(guò)多種的更加安全更加方便可靠的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)大門的管理。但電子密碼鎖在我國(guó)的應(yīng)用還不廣泛，成本還很高，希望通過(guò)不斷地努力使電子密碼鎖能夠在我國(guó)及居民日常生活中得到廣泛應(yīng)用，這也是一個(gè)國(guó)家生活水平的體現(xiàn)。
很多行業(yè)的許多地方都要用到密碼鎖，隨著人們生活水平的提高，如何實(shí)現(xiàn)家庭或公司的防盜這一問(wèn)題也變的尤其突出，傳統(tǒng)的機(jī)械鎖由于其構(gòu)造簡(jiǎn)單，被撬的事件屢見(jiàn)不鮮，再者，普通密碼鎖的密碼容易被多次試探而破譯，所以，考慮到單片機(jī)的優(yōu)越性，一種基于單片機(jī)的電子密碼鎖應(yīng)運(yùn)而生。電子密碼鎖由于其保密性高，使用靈活性好，安全系數(shù)高，受到了廣大用戶的親睞。
設(shè)計(jì)本課題時(shí)構(gòu)思的方案：采用以AT89C2051為核心的單片機(jī)控制方案；能防止多次試探而不被破譯，從而有效地克服了現(xiàn)實(shí)生活中存在的許多缺點(diǎn)。
1.2 本設(shè)計(jì)主要任務(wù)
（1）共8位密碼，每位的取值范圍為1～8。
（2）用戶可以自行設(shè)定和修改密碼。
（3）按每個(gè)密碼鍵時(shí)都有聲、光提示。
（4）若鍵入的8位開(kāi)鎖密碼不完全正確，則報(bào)警5秒鐘，以提醒他人注意。
（5）開(kāi)鎖密碼錯(cuò)3次要報(bào)警10分鐘，報(bào)警期間輸入密碼無(wú)效，以防竊賊多次試探密碼。
（6）鍵入的8位開(kāi)鎖密碼完全正確才能開(kāi)鎖，開(kāi)鎖時(shí)要有1秒的提示音。
（7）密碼鍵盤上只允許有8個(gè)密碼按鍵和1個(gè)發(fā)光管。鎖內(nèi)有備用電池，只有內(nèi)部上電復(fù)位時(shí)才能設(shè)置或修改密碼，因此，僅在門外按鍵是不能修改或設(shè)置密碼的。
（8）密碼設(shè)定完畢后要有2秒的提示音。
以上是初步設(shè)定的電子密碼鎖的主要功能。
1.3 系統(tǒng)主要功能
本系統(tǒng)主要由單片機(jī)系統(tǒng)、鍵盤、報(bào)警系統(tǒng)組成。系統(tǒng)能完成開(kāi)鎖、超時(shí)報(bào)警、超次鎖定、管理員解密、修改用戶密碼基本的密碼鎖的功能。除上述基本的密碼鎖功能外，還具有調(diào)電存儲(chǔ)、聲光提示等功能，依據(jù)實(shí)際的情況還可以添加遙控功能。本系統(tǒng)成本低廉，功能實(shí)用。
第1節(jié) 電子密碼鎖硬件設(shè)計(jì)
2.1 系統(tǒng)的硬件構(gòu)成及功能
根據(jù)總體要求分析，該密碼鎖電路所需要的I/O口線少于15個(gè)，所以可選擇質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的AT89C2051，而且不需要外接程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器及其它擴(kuò)展部件。
電子密碼鎖由電路和機(jī)械兩部分組成，此次設(shè)計(jì)的電子密碼鎖可以完成密碼的修改、設(shè)定及非法入侵報(bào)警、驅(qū)動(dòng)外圍電路等功能。從硬件上看，它由六部分組成，分別是：LED顯示器，顯示亮度均勻，顯示管各段不隨顯示數(shù)據(jù)的變化而變化，且價(jià)格低廉，它用于顯示鍵盤輸入的相應(yīng)信息；無(wú)須再加外部EPROM存儲(chǔ)器，且外圍擴(kuò)展器件較少的AT89C52單片機(jī)是整個(gè)電路的核心部分；振蕩電路為CPU產(chǎn)生賴以工作的時(shí)序；顯示燈是通過(guò)CPU輸出的一個(gè)高電平，通過(guò)三極管放大，驅(qū)動(dòng)繼電器吸合，使外加電壓與發(fā)光二極管導(dǎo)通，從而使發(fā)光二極管發(fā)光，電機(jī)工作?，F(xiàn)在來(lái)進(jìn)行修改密碼操作。修改密碼實(shí)質(zhì)就是輸入的新密碼去取代原來(lái)的舊密碼。密碼的存儲(chǔ)用來(lái)存儲(chǔ)一位地址加1，密碼位數(shù)減1，當(dāng)八個(gè)地址均存入一位密碼，即密碼位數(shù)減為零時(shí)，密碼輸入完畢，此時(shí)按下確認(rèn)鍵，新密碼產(chǎn)生，跳出子程序。為防止非管理員任意的進(jìn)行密碼修改，必須輸入正確密碼后，按修改密碼鍵，才能重新設(shè)置密碼。密碼輸入值的比較主要有兩部分，密碼位數(shù)與內(nèi)容任何一個(gè)條件不滿足，都將會(huì)產(chǎn)生出錯(cuò)信息。當(dāng)連續(xù)三次輸入密碼出錯(cuò)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)報(bào)警信息，LED顯示出錯(cuò)信息，蜂鳴器鳴叫，提醒人注意。
在電路中，P1口連接8個(gè)密碼按鍵AN1～AN8，開(kāi)鎖脈沖由P3.5輸出，報(bào)警和提示音由P3.7輸出。BL是用于報(bào)警與聲音提示的喇叭，發(fā)光管D1用于報(bào)警和提示，L是電磁鎖的電磁線圈。
圖1 電子密碼鎖硬件電路圖
2.2.1AT89C2051單片機(jī)及其引腳說(shuō)明
AT89C2051單片機(jī)是51系列單片機(jī)的一個(gè)成員，是8051單片機(jī)的簡(jiǎn)化版與Intel MCS-51系列單片機(jī)的指令和輸出管腳相兼容。由于將多功能八位CPU和閃速存儲(chǔ)器結(jié)合在單個(gè)芯片中，因此，AT89C2051構(gòu)成的單片機(jī)系統(tǒng)是具有結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單、造價(jià)最低廉、效率最高的微控制系統(tǒng)，省去了外部的RAM、ROM和接口器件，減少了硬件開(kāi)銷，節(jié)省了成本，提高了系統(tǒng)的性價(jià)比。內(nèi)部自帶2K字節(jié)可編程FLASH存儲(chǔ)器的低電壓、高性能COMS八位微處理器，
AT89C2051是一個(gè)有20個(gè)引腳的芯片，引腳配置如圖2所示。與8051相比，AT89C2051減少了兩個(gè)對(duì)外端口（即P0、P2口），使它最大可能地減少了對(duì)外引腳下，因而芯片尺寸有所減小。
圖2 AT89C2051引腳配置
AT89C2051芯片的20個(gè)引腳功能為：
VCC 電源電壓。
GND 接地。
RST 復(fù)位輸入。當(dāng)RST變?yōu)楦唠娖讲⒈３?個(gè)機(jī)器周期時(shí)，所有I/O引腳復(fù)
至“1”。
XTAL1 反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。
XTAL2 來(lái)自反向振蕩放大器的輸出。
P1口 8位雙向I/O口。引腳P1.2～P1.7提供內(nèi)部上拉，當(dāng)作為輸入并被外部下拉為低電平時(shí)，它們將輸出電流，這是因內(nèi)部上拉的緣故。P1.0和P1.1需要外部上拉，可用作片內(nèi)精確模擬比較器的正向輸入（AIN0）和反向輸入（AIN1），P1口輸出緩沖器能接收20mA電流，并能直接驅(qū)動(dòng)LED顯示器；P1口引腳寫入“1” 后，可用作輸入。在閃速編程與編程校驗(yàn)期間，P1口也可接收編碼數(shù)據(jù)。
P3口 引腳P3.0～P3.5與P3.7為7個(gè)帶內(nèi)部上拉的雙向I/0引腳。P3.6在內(nèi)部已與片內(nèi)比較器輸出相連，不能作為通用I/O引腳訪問(wèn)。P3口的輸出緩沖器能接收20mA的灌電流；P3口寫入“1”后，內(nèi)部上拉，可用輸入。P3口也可用作特殊功能口，功P3口同時(shí)也可為閃速存儲(chǔ)器編程和編程校驗(yàn)接收控制信號(hào)。
P3口特殊功能
P3口引腳
特殊功能
P3.0
RXD(串行輸入口)
P3.1
TXD(串行輸出口)
P3.2
INT0(外部中斷0)
P3.3
INT1(外部中斷1)
P3.4
T0(定時(shí)器0外部輸入)
P3.5
T1(定時(shí)器1外部輸入)
第3節(jié) 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
圖3給出了該單片機(jī)密碼鎖電路的軟件流程圖。圖中AA1～AA8以及START、SET、SAVE是程序中的標(biāo)號(hào)，是為了理解程序而專門標(biāo)在流程圖的對(duì)應(yīng)位置的，分析程序時(shí)可以仔細(xì)對(duì)照參考。
3．1 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)流程圖（見(jiàn)附頁(yè)）
3．2 軟件設(shè)計(jì)思想
軟件任務(wù)分析環(huán)節(jié)是為軟件設(shè)計(jì)做一個(gè)總體規(guī)劃。從軟件的功能來(lái)看可分為兩大類：一類是執(zhí)行軟件，它能完成各種實(shí)質(zhì)性的功能（如計(jì)算、顯示、輸出控制和通信等）；另一類是監(jiān)控軟件，它是專門用來(lái)協(xié)調(diào)各執(zhí)行模塊和操作者的關(guān)系，在系統(tǒng)軟件中充當(dāng)組織調(diào)度角色的軟件。這兩類軟件的設(shè)計(jì)方法各有特色；執(zhí)行軟件的設(shè)計(jì)偏重算法效率，與硬件關(guān)系密切，千變?nèi)f化；監(jiān)控軟件著眼全局，主要處理人機(jī)關(guān)系，特點(diǎn)是邏輯嚴(yán)密、千頭萬(wàn)緒。
本設(shè)計(jì)要完成的軟件任務(wù)主要有：一是鍵盤輸入的識(shí)別；二是8位LED的顯示；三是密碼的比較、修改、存儲(chǔ)；；四是報(bào)警和開(kāi)鎖控制電平的輸出。
根據(jù)以上任務(wù)，結(jié)合硬件結(jié)構(gòu)，可以將鍵盤輸入的識(shí)別用來(lái)作為系統(tǒng)的監(jiān)控程序（主程序），用顯示程序來(lái)延時(shí)，不斷查詢鍵盤。如果有鍵按下，就得到相應(yīng)的鍵值。結(jié)合當(dāng)前系統(tǒng)所處的狀態(tài)，調(diào)用不同的操作模塊，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。而執(zhí)行模塊主要有數(shù)字輸入模塊、確定鍵模塊、修改鍵模塊、顯示模塊及報(bào)警模塊。
3．3 存儲(chǔ)單元的分配
該密碼鎖中RAM存儲(chǔ)單元的分配方案如下：
31H～38H：依次存放8位設(shè)定的密碼，首位密碼存放在31H單元；
R0：指向密碼地址；
R2：已經(jīng)鍵入密碼的位數(shù)；
R3：存放允許的錯(cuò)碼次數(shù)3與實(shí)際錯(cuò)碼次數(shù)的差值；
R4至R7：延時(shí)用；
00H：錯(cuò)碼標(biāo)志位。
對(duì)于ROM存儲(chǔ)單元的分配,由于程序比較短,而且占用的存儲(chǔ)空間比較少,因此,在無(wú)特殊要求時(shí)，可以從0030H單元（其它地址也可以）開(kāi)始存放主程序。
3．4 系統(tǒng)源程序
ORG 0000H
AJMP START
ORG 0030H
START:ACALL BP
MOV:R0,#31H
MOV:R2,#8
SET:MOV:P1，#0FFH
MOV:A,P1
CJNE:A,#0FFH,L8
AJMP SET
L8: ACALL DELAY
CJNE A,#0FFH,SAVE
AJMP SET
SAVE:ACALL BP
MOV @R0,A
INC R0
DJNZ R2,SET
MOV R5,#16
D2S:ACALL BP
DJNZ R5,D2S
MOV R0,#31H
MOV R3,#3
AA1:MOV R2,#8
AA2:MOV P1,#0FFH
MOV A,P1
CJNE A,#0FFH,L9
AJMP AA2
L9:ACALL DELAY
CJNE A,#0FFH,AA3
AJMP AA2
AA3 ACALL BP
CLR C
SUBB A,@R0
INC R0
CJNE A,#00H,AA4
AJMP AA5
AA4:SETB 00H
AA5:DJNZ R2,AA2
JB 00H,AA6
CLR P3.5
L3:MOV R5,#8
ACALL BP
DJNZ R4,L3
MOV R3,#3
SETB P3.5
AJMP AA1
AA6:DJNZ R3,AA7
MOV R5,#24
L5:MOV R4,#200
L4:ACALL BP
DJNZ R4,L4
DJNZ R5,L5
MOV R3,#3
AA7:MOV R5,#40
ACALL BP
DJNZ R5,AA7
AA8:CLR 00H
AJMP AA1
BP:CLR P3.7 MOV R7,#250
L2:MOV R6,#124
L1:DJNZ R6,L1
CPL P3.7
DJNZ R7,L2
SETB
RET
DELAY MOV R7,#20
L7:MOV R6,#125
L6:DJNZ R6,L6
DJNZ R7,L7
RET
END
3．5 應(yīng)用說(shuō)明
若按鍵AN1～AN7分別代表數(shù)碼1～7，按鍵AN0代表數(shù)碼8。在沒(méi)有鍵按下時(shí)，P1.0～P1.7全是高電平1，若某個(gè)鍵被按下，相應(yīng)的口線就變?yōu)榈碗娖?。假如設(shè)定的密碼是61234578，當(dāng)按鍵AN6被按下時(shí)，P1.6變?yōu)榈碗娖剑琍1端口其余口線為高電平，此時(shí)從P1端口讀入的數(shù)值為10111111，存到31H單元的密碼值就是10111111，也就是BFH。依此類推，存到32H至38H單元的密碼值分別是FDH、FBH、F7H、EFH、DFH、7FH、FEH。開(kāi)鎖時(shí)必須先按AN6，使從P1口讀入的第一個(gè)密碼值與31H單元存儲(chǔ)的設(shè)定值相同，再順序按AN1、AN2、AN3、AN4、AN5、AN7、AN0才能開(kāi)鎖。否則不能開(kāi)鎖，同時(shí)開(kāi)始報(bào)警。
3．6 小結(jié)
該電子密碼鎖能充分利用了51系統(tǒng)單片機(jī)軟、硬件資源，引入了智能化分析功能，提高了系統(tǒng)的可靠性和安全性，另外，電子密碼鎖若與串行通信結(jié)合在一起將會(huì)成為賓館、工廠、學(xué)校等需要進(jìn)行統(tǒng)一管理的建筑群不可缺的商品。
機(jī)電一體化的電子密碼鎖，其功能大大超過(guò)彈子鎖，且性能更穩(wěn)定、更安全。其特點(diǎn)，首先保密性好，其次編碼可變；其三誤碼輸入保護(hù)；其四停電不掉碼；其五多種密碼開(kāi)鎖方式，使用方便，沒(méi)有單人開(kāi)鎖、二三人多種開(kāi)鎖方式。由于自身的優(yōu)勢(shì)，電子密碼鎖會(huì)受到越來(lái)越多人們的歡迎，使用會(huì)越來(lái)越廣泛，同時(shí)，也將會(huì)被社會(huì)所接受認(rèn)可，并與彈子鎖平分秋色。
結(jié) 束 語(yǔ)
選這個(gè)課題的時(shí)候，是因?yàn)榇髮Ｆ陂g老師讓我們?cè)囍ビ脝纹瑱C(jī)實(shí)現(xiàn)電子密碼鎖，她告訴了我們電子密碼鎖的應(yīng)用領(lǐng)域，于是，當(dāng)老師讓我們做一個(gè)應(yīng)用小系統(tǒng)的時(shí)候，我就已經(jīng)確定了課題。以前老師給我們的思路很簡(jiǎn)單，只要求能夠接受6位密碼，密碼正確，開(kāi)鎖，密碼錯(cuò)誤，清LED，不開(kāi)鎖。所以，借這個(gè)機(jī)會(huì)，我可以完善電子密碼鎖，在原先思路的基礎(chǔ)上，通上各種途徑知識(shí)的獲取，增加各種各樣的功能和防盜措施。
以上是我設(shè)計(jì)的電子密碼鎖電路，參考和結(jié)合了很多有關(guān)電子密碼鎖問(wèn)題的論文，它經(jīng)過(guò)多次修改和整理，已是一個(gè)比較不錯(cuò)的設(shè)計(jì)，可以滿足人們的基本要求，防盜系數(shù)高，安全性能好。但因?yàn)樗接邢?，此電路中也存在一定的?wèn)題。由于他人不知道密碼的位數(shù)，而且還要求在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)按一定的順序開(kāi)鎖，所以他人開(kāi)鎖的機(jī)率很??；電路中未加顯示電路，可以通過(guò)8只LED數(shù)碼管顯示，即從鍵盤輸入什么，LED數(shù)碼管就顯示什么，但考慮到密碼輸入的保密性，這一環(huán)節(jié)可以省去，或者在輸入密碼時(shí)，LED可以顯示其它的數(shù)值，讓其密碼不顯示。電路中還有一個(gè)不好的地方就是鍵盤的分布，我們可以采用行列式或矩陣式鍵盤，這樣可以節(jié)省很多的I/O口線。我試著去改進(jìn)了，后面的電路圖就是我自己動(dòng)手畫的，這次大體的改進(jìn)思路。
這次我第一次寫課程論文，也是第一次認(rèn)認(rèn)真真地去閱讀人家寫的論文，并還要花費(fèi)時(shí)間去讀懂它，然后加以改進(jìn)。過(guò)程確實(shí)有些痛苦，因?yàn)槲覀冾^腦里現(xiàn)有的知識(shí)太少了，必須不斷地查資料、推敲，才有所領(lǐng)悟。過(guò)程是痛苦的，收獲又是幸福的。這次第一次，將來(lái)一定會(huì)有第二次，謝謝老師讓我們提前做好了一些準(zhǔn)備，也知道今后自己該怎么去做。
通過(guò)這次寫課程論文，我感覺(jué)有很大的收獲：首先，通過(guò)學(xué)習(xí)使自己這學(xué)期對(duì)課本上的專業(yè)知識(shí)可以應(yīng)用于實(shí)際，使得理論與實(shí)際相結(jié)合，加深自己對(duì)課本知識(shí)的更好理解，同時(shí)短學(xué)期也鍛煉了自己個(gè)人的動(dòng)手能力；能夠充分利用圖書館、網(wǎng)絡(luò)資源去查閱相關(guān)資料，增加了許多課本以外的知識(shí)，慢慢地能達(dá)到學(xué)以致用。對(duì)我們學(xué)生來(lái)說(shuō)，理論與實(shí)際同樣重要，但對(duì)于我們非師范類學(xué)生，畢業(yè)以后，掌握一定的技術(shù)，有一定的動(dòng)手能力，才是我們今后走向社會(huì)所要具備的，這也我們以后在工作中說(shuō)明自己能力的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。
懇請(qǐng)老師指出不足之處！
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