单片机的电子密码锁的设计
目录
引言 1
（一）研究的背景 1
（二）研究的意义 1
一、系统构成 2
二、单片机简介 2
（一）单片机的性能参数 2
（二）引脚功能 3
三、系统的硬件设计 4
（一）时钟电路 4
（二）复位电路 5
（三）键盘电路 6
（四）液晶显示电路 6
（五）存储电路 7
（六）报警电路 8
（七）开锁电路 8
四、系统的软件设计 9
（一）系统主程序设计 9
（二）开锁子程序设计 10
（三）显示子程序设计 11
五、系统的安装与调试 12
（一）系统的安装 12
（二）系统的调试 14
结束语 15
参考文献 16
致 谢 17
附录一 原理图 18
附录二 PCB图 19
附录三 元器件清单 20
附录四 源程序 21
引言
（一）研究的背景
现在我们每人身上都有一个东西那就是钥匙，一大串的钥匙用来开不同的锁，现在在我们的生活中锁是基本上是每家每户都会使用的一个物品，像生活中开门需要锁，抽屉需要锁等等很多地方都会需要这个东西，那么它的功能就是用来保障下自己家一些贵重物品的安全像一些珠宝首饰或者是一些重要的东西，还有就是保存一些自己的隐私不希望别人看到，但是锁不止是应用在家庭中，现在社会上广泛的应用到公司，甚至是国家，基本上到处都是这个东西的身影，这个东西的定义就是为安全性，隐私性诞生的。但是现在随着科技不断进步，以前传统的锁 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
满足不了现在我们对于安全和隐私的需求，经常都是看新闻哪一家哪一户被小偷光顾了，还有什么重要文件被人家盗取了，这些都是对于我们重要的东西的，丢失了不能找到的那就是损失了。所以我们需要创新出新的东西，防止我们需要保存的物品丢失或者保障我们基本的安全。所以电子密码锁就这样出现了，不仅增加了被保障物品的安全和隐私性，而且使用特别方便，只需要输入密码来实现开锁的功能，不像以前的传统锁，钥匙一旦丢失了就相当的麻烦，还要请开锁公司来开锁，这样不仅浪费财力物力而且更加不安全，我们以前也曾经出现了一些新研究出来的锁，但是都没有达到一种很理想的效果，要不就是种类太少了，要不然就是保密性又不够好，还加上要是用的元器件种类太多，制作起来比较麻烦，最后还轻易被人家破解掉，所以我们需要新型的锁代替以前需要钥匙来开锁的一些弊端。
我这个设计本系统采用AT89C51单片机，来控制机械开关的闭合，完成开锁、闭锁的功能的设计与实现
有下面4种特点：
1.密码排序组合很多种，不会轻易被人家打开锁。
2.密码可以经常更换，防止密码被别人所知道。
3.密码输入不正确的时候就会报警，起到了保护作用。
4.操作起来十分简单方便很快就能学会。
（二）研究的意义
很早的时候我们看电影就看到了，我们打开一个门或者是锁之类的什么的时候，我们不是用钥匙打开，而是在几排数字键上面按几个数字，然后就能打开我们所需要打开的东西的时候，我们当时以为这只是电影里面的科幻镜头，但是现在这个东西应该被研究出来应用到我们生活中，把新的东西带入到我们的生活中去。还有社会在进步，我们平时生活中的物品也应该跟上我们的脚步，我们从最早就是一块门板来把门关上，接着就是一把锁挂在门上面，到后面出现了我们传统的锁，又到了现在我们是不是应该也有一些变化，人们也不会满足这个现状的，电子密码锁应该被研究出来，来跟上现在时代科技发展得脚步的。我们现在的生活就是想怎么更加智能，怎么才能更加快捷，所以我们的产品应该满足这两个条件后，会更加受到现在人们的喜爱的，电子密码锁这个新型的产品也会让大部分的接受的，我们应该好好研究使其能够得到普遍的使用。
一、系统构成
图1系统构成的方框图
体系组成方框图如图1所示。包括一个矩阵键盘锁，SCM和其他外部硬件组件构成了该设计，组成我这个设计系统的有单片机，这个也是这个系统的最重要的一个部分；以及矩阵键盘，可以实现密码的输入还有可以做出很多功能；还有就是用来显示我们最后结果的液晶显示器和报警的电路等等一起组成的。先是单片机接收到我们输入的密码，看看是否和自己存储的一样，接下来开锁的部分和报警部分就接到控制引脚传来的高低电平，判断下是应该开锁还是报警的。
二、单片机简介
（一）单片机的性能参数
AT89C51系列的单片机被我应用到了该设计中，那这个系列的单片机制作技术是用了高密度的存储器的，所以兼容性能也是好的，主要是现在价格不贵，性价比很高，也是基于单片机研究的人们选择多的一系列，被应用得地方很广泛，它的主要特点如表1所示。
表1 AT89C51 主要特点
（二）引脚功能
图2 AT89C51引脚图
VCC：供电电压。
GND：接地。
P0口：输入和输出口都是双向8位，一般用在存储外部程序数据。
P1口：有内部上拉电阻，且输入和输出都是8位双向的，为用户设计使用专门的P1口，P1口是一个静态端口的输出锁存器，就把P1端口当做普通的I/O输入。
P2口：输入和输出都是8位双向的，带有内部上拉电阻。在输出高8位的P2口，89C51芯片需要扩展外部存储器和输入/输出端口。在P2端口的输出锁存器写1时，P2端口被当做普通的I/O输入。
P3口：当在P3端口的输出锁存器写1时，就把P3端口当做普通的输入/输出输入。准双向输入/输出端口，存在有内部上拉电阻。
下面这个表2展示了P3口的另外一些功能：
表2 P3口第二功能
RST：正常运行RST引脚微控制器复位信号输入端，当MCU进入复位操作模式要在RST加上高两个机器周期以上才行，没有特殊情况，微控制器，RST引脚应不超过0.5 V。
ALE/PROG： 一般情况下为输入端，编程脉冲的输入端为引脚时，表示编程片内Flash存储器，把低8位地址锁存许可信号称为ALE。
图5 键盘电路
（四）液晶显示电路
现在我们生活中很多东西都用到了液晶显示器，平时生活中看到的显示屏大部分都是这个。为了看到结果比较直观一点，显示的东西也相应多了很多，而对于明显的美学设计，采用总线和排阻的简化连接，LCD液晶显示屏被我用在了整个设计中，而不是采用的正常的数码管显示，做好开锁准备后，任意键都可以按下来激活，使用数字键0-9在键盘上输入密码，每次我们按下一次时，显示屏会显示相应的*，然后把密码输好，按下时，输入正确的密码，“OPEN”将显示在LCD上，其中单片机P2.0脚输出低电平，晶体管Q2导通时，把电磁铁吸合，跳继电器开关，电子密码锁打开，当显示出“CI SHU01”时表示密码输入得不对，当三次不对时恢复初始界面，P2.0输出的是高电平，电子密码锁不能打开。图6展示了详细的连接方式。
引言 1
（一）研究的背景 1
（二）研究的意义 1
一、系统构成 2
二、单片机简介 2
（一）单片机的性能参数 2
（二）引脚功能 3
三、系统的硬件设计 4
（一）时钟电路 4
（二）复位电路 5
（三）键盘电路 6
（四）液晶显示电路 6
（五）存储电路 7
（六）报警电路 8
（七）开锁电路 8
四、系统的软件设计 9
（一）系统主程序设计 9
（二）开锁子程序设计 10
（三）显示子程序设计 11
五、系统的安装与调试 12
（一）系统的安装 12
（二）系统的调试 14
结束语 15
参考文献 16
致 谢 17
附录一 原理图 18
附录二 PCB图 19
附录三 元器件清单 20
附录四 源程序 21
引言
（一）研究的背景
现在我们每人身上都有一个东西那就是钥匙，一大串的钥匙用来开不同的锁，现在在我们的生活中锁是基本上是每家每户都会使用的一个物品，像生活中开门需要锁，抽屉需要锁等等很多地方都会需要这个东西，那么它的功能就是用来保障下自己家一些贵重物品的安全像一些珠宝首饰或者是一些重要的东西，还有就是保存一些自己的隐私不希望别人看到，但是锁不止是应用在家庭中，现在社会上广泛的应用到公司，甚至是国家，基本上到处都是这个东西的身影，这个东西的定义就是为安全性，隐私性诞生的。但是现在随着科技不断进步，以前传统的锁 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
满足不了现在我们对于安全和隐私的需求，经常都是看新闻哪一家哪一户被小偷光顾了，还有什么重要文件被人家盗取了，这些都是对于我们重要的东西的，丢失了不能找到的那就是损失了。所以我们需要创新出新的东西，防止我们需要保存的物品丢失或者保障我们基本的安全。所以电子密码锁就这样出现了，不仅增加了被保障物品的安全和隐私性，而且使用特别方便，只需要输入密码来实现开锁的功能，不像以前的传统锁，钥匙一旦丢失了就相当的麻烦，还要请开锁公司来开锁，这样不仅浪费财力物力而且更加不安全，我们以前也曾经出现了一些新研究出来的锁，但是都没有达到一种很理想的效果，要不就是种类太少了，要不然就是保密性又不够好，还加上要是用的元器件种类太多，制作起来比较麻烦，最后还轻易被人家破解掉，所以我们需要新型的锁代替以前需要钥匙来开锁的一些弊端。
我这个设计本系统采用AT89C51单片机，来控制机械开关的闭合，完成开锁、闭锁的功能的设计与实现
有下面4种特点：
1.密码排序组合很多种，不会轻易被人家打开锁。
2.密码可以经常更换，防止密码被别人所知道。
3.密码输入不正确的时候就会报警，起到了保护作用。
4.操作起来十分简单方便很快就能学会。
（二）研究的意义
很早的时候我们看电影就看到了，我们打开一个门或者是锁之类的什么的时候，我们不是用钥匙打开，而是在几排数字键上面按几个数字，然后就能打开我们所需要打开的东西的时候，我们当时以为这只是电影里面的科幻镜头，但是现在这个东西应该被研究出来应用到我们生活中，把新的东西带入到我们的生活中去。还有社会在进步，我们平时生活中的物品也应该跟上我们的脚步，我们从最早就是一块门板来把门关上，接着就是一把锁挂在门上面，到后面出现了我们传统的锁，又到了现在我们是不是应该也有一些变化，人们也不会满足这个现状的，电子密码锁应该被研究出来，来跟上现在时代科技发展得脚步的。我们现在的生活就是想怎么更加智能，怎么才能更加快捷，所以我们的产品应该满足这两个条件后，会更加受到现在人们的喜爱的，电子密码锁这个新型的产品也会让大部分的接受的，我们应该好好研究使其能够得到普遍的使用。
一、系统构成
图1系统构成的方框图
体系组成方框图如图1所示。包括一个矩阵键盘锁，SCM和其他外部硬件组件构成了该设计，组成我这个设计系统的有单片机，这个也是这个系统的最重要的一个部分；以及矩阵键盘，可以实现密码的输入还有可以做出很多功能；还有就是用来显示我们最后结果的液晶显示器和报警的电路等等一起组成的。先是单片机接收到我们输入的密码，看看是否和自己存储的一样，接下来开锁的部分和报警部分就接到控制引脚传来的高低电平，判断下是应该开锁还是报警的。
二、单片机简介
（一）单片机的性能参数
AT89C51系列的单片机被我应用到了该设计中，那这个系列的单片机制作技术是用了高密度的存储器的，所以兼容性能也是好的，主要是现在价格不贵，性价比很高，也是基于单片机研究的人们选择多的一系列，被应用得地方很广泛，它的主要特点如表1所示。
表1 AT89C51 主要特点
（二）引脚功能
图2 AT89C51引脚图
VCC：供电电压。
GND：接地。
P0口：输入和输出口都是双向8位，一般用在存储外部程序数据。
P1口：有内部上拉电阻，且输入和输出都是8位双向的，为用户设计使用专门的P1口，P1口是一个静态端口的输出锁存器，就把P1端口当做普通的I/O输入。
P2口：输入和输出都是8位双向的，带有内部上拉电阻。在输出高8位的P2口，89C51芯片需要扩展外部存储器和输入/输出端口。在P2端口的输出锁存器写1时，P2端口被当做普通的I/O输入。
P3口：当在P3端口的输出锁存器写1时，就把P3端口当做普通的输入/输出输入。准双向输入/输出端口，存在有内部上拉电阻。
下面这个表2展示了P3口的另外一些功能：
表2 P3口第二功能
RST：正常运行RST引脚微控制器复位信号输入端，当MCU进入复位操作模式要在RST加上高两个机器周期以上才行，没有特殊情况，微控制器，RST引脚应不超过0.5 V。
ALE/PROG： 一般情况下为输入端，编程脉冲的输入端为引脚时，表示编程片内Flash存储器，把低8位地址锁存许可信号称为ALE。
图5 键盘电路
（四）液晶显示电路
现在我们生活中很多东西都用到了液晶显示器，平时生活中看到的显示屏大部分都是这个。为了看到结果比较直观一点，显示的东西也相应多了很多，而对于明显的美学设计，采用总线和排阻的简化连接，LCD液晶显示屏被我用在了整个设计中，而不是采用的正常的数码管显示，做好开锁准备后，任意键都可以按下来激活，使用数字键0-9在键盘上输入密码，每次我们按下一次时，显示屏会显示相应的*，然后把密码输好，按下时，输入正确的密码，“OPEN”将显示在LCD上，其中单片机P2.0脚输出低电平，晶体管Q2导通时，把电磁铁吸合，跳继电器开关，电子密码锁打开，当显示出“CI SHU01”时表示密码输入得不对，当三次不对时恢复初始界面，P2.0输出的是高电平，电子密码锁不能打开。图6展示了详细的连接方式。
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