单片机的智能密码锁设计
一、 引言 4
二、 仿真软件介绍 4
2.1仿真软件简介 4
2.1.1 Proteus软件介绍 4
2.1.2 Keil C51 5
三、 系统硬件设计 5
3.1单片机控制模块设计 5
3.1.1 单片机简介 5
3.1.2 晶振时钟电路 6
3.1.3 复位电路 7
3.1.4 串口引脚功能介绍 7
3.1.5 系统电路图的绘制 8
3.1.6 系统仿真图 8
3.2 矩阵键盘 9
3.3 开锁电路 9
3.4 报警电路 10
3.5 液晶显示电路设计 11
四、系统软件设计 12
4.1主程序设计 13
4.2重置密码设计 14
五、实物图 14
六、 结论 16
七、参考文献： 17
八、附录 18
一、 引言
现实生活中总有这样一个问题困扰着我们，即“如何实现家庭防盗”问题。由于门锁设计简单，安全系数低，被撬事件频繁被报道。因为越来越多的人更青睐于数码电子相关的产品，为了解决这一问题，随之，电子密码锁被设计并且受到了广大用户的一致好评。这款锁较之于其他一般的锁具有经济实惠、安全系数高、易操作、功耗低、使用方便等优点。
智能密码锁是锁的一种，开启时采用的是一串数字或符号。电子锁的种类繁多，随着时代科学技术的不断进步，指纹锁、磁卡锁、声音人脸识别锁等都应运而生，但是最为实用、经济实惠的还是属于按键式电子密码锁。它只要是利用AT89C51单片机来设计的，当然，单片机也是整个设计的核心部分， *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
通过它实现控制与处理的功能。整个密码锁的完成，还需要有LED显示、报警系统、矩阵键盘等几个部分组成。充分应用单片机的引脚资源，外接数码显示管以及键盘输入等，来实现输入传输和显示功能，基本达到设计要求。
二、 仿真软件介绍
2.1仿真软件简介
2.1.1 Proteus软件介绍
Protues软件是一个用于电路制图的软件，它同时具备EDA的仿真功能，也可以应用于单片机的仿真。它能很好的把单片机和它的外围电路的功能展现出来。它也支持多种语言的编译，例如：IAR、Keil等。
Protues的器件库拥有2700多的元器件，也可以自己创建出所需要的元器件，这些元器件在画板上形象逼真、工作过程也是极其的相仿，例如：示波器、信号发生器、电压表、电流表等。形象的设计给这个软件大大的提升了它的应用价值。它在仿真显示方面，通过颜色的不同来提醒工作者们，当前是低电平工作还是在高电平下工作，同时可以显示出其电压的大小。对于一些抽象难懂的公式方程，也可以在这里得到特别好的分析。当在器件搜索中未能搜到想要的元器件时，我们可以通过创建新元件来，来实现该元器件的功能特点及其频率特性等。这样我们就可以在短时间内完成一份形象并切能达到预计功能的原理图。
原理图完成之后就可以绘制PCB图了，从概念到产品的完美设计就变成一步之遥了。 PCB制图可以有手动布线和自动布线两种布线方法，当自动布线出现问题时，可以通过手动布线来使得PCB电路图更加完善。完整的设计PCB图可以通过16个铜箔层、2个丝印层、4个机械层来灵活的布线。
Protues最大的特点就是仿真技术，因此它不失为单片机爱好者们所钟爱的画图软件。
2.1.2 Keil C51
Keil提供了包括C编译器、宏汇编]3[、连接器、库管理和一个功能强大仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uVision）将这些部分组合在一起。 Keil C51软件拥有者丰富着丰富的库函数和强大的集成开发调试工具，可以完成编辑、编译、连接、调试、仿真等整个开发流程。目标文件可以创建成库文件也可以变为目标文件，用于调试器进行源代码级的调试。Keil C51生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。用过汇编语言后再使用C来开发，体会更加深刻。
三、 系统硬件设计
3.1单片机控制模块设计
单片机控制模块的作用是为控制各单元电路的运行并完成数据的换算或处理，主要由单片机、时钟电路、复位电路组成。
3.1.1 单片机简介
AT89C51是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪速存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。外形及引脚排列如图1所示。
图1 AT89C51
3.1.2 晶振时钟电路
单片机工作的时间基准是由时钟电路提供的，在单片机的XTAL1和XYAL2两个管脚接一只晶振及两只电容就构成了单片机的时钟电路，电路中电容器1C和2C对振荡频率]4[有微调作用，通常取(30±10)pF石英晶体选择6MHz或12MHz都可以。时钟电路如图2所示。
图2 系统时钟电路 图3 系统复位电路
3.1.3 复位电路
单片机的RST管脚为主机提供了一个外部复位信号输入口。复位信号是高电平有效，高电平有效的持续时间为2个机器周期以上。单片机的复位方式可由手动复位方式完成。复位电路如图3所示。
3.1.4 串口引脚功能介绍
（1）密码输入显示：P1口外接LCD1602液晶屏
蜂鸣器：INT0口外接，当INT口变为0时，蜂鸣器响。
发光二极管：接P0口。用于系统工作状态的提示。
（2）其他引脚的作用：VCC接电源，VSS接地，EA接电源。
alarm_out=1;
pw_error=1;
cnt_state=0;
delay(60000);
delay(60000);
delay(60000);
delay(60000);
二、 仿真软件介绍 4
2.1仿真软件简介 4
2.1.1 Proteus软件介绍 4
2.1.2 Keil C51 5
三、 系统硬件设计 5
3.1单片机控制模块设计 5
3.1.1 单片机简介 5
3.1.2 晶振时钟电路 6
3.1.3 复位电路 7
3.1.4 串口引脚功能介绍 7
3.1.5 系统电路图的绘制 8
3.1.6 系统仿真图 8
3.2 矩阵键盘 9
3.3 开锁电路 9
3.4 报警电路 10
3.5 液晶显示电路设计 11
四、系统软件设计 12
4.1主程序设计 13
4.2重置密码设计 14
五、实物图 14
六、 结论 16
七、参考文献： 17
八、附录 18
一、 引言
现实生活中总有这样一个问题困扰着我们，即“如何实现家庭防盗”问题。由于门锁设计简单，安全系数低，被撬事件频繁被报道。因为越来越多的人更青睐于数码电子相关的产品，为了解决这一问题，随之，电子密码锁被设计并且受到了广大用户的一致好评。这款锁较之于其他一般的锁具有经济实惠、安全系数高、易操作、功耗低、使用方便等优点。
智能密码锁是锁的一种，开启时采用的是一串数字或符号。电子锁的种类繁多，随着时代科学技术的不断进步，指纹锁、磁卡锁、声音人脸识别锁等都应运而生，但是最为实用、经济实惠的还是属于按键式电子密码锁。它只要是利用AT89C51单片机来设计的，当然，单片机也是整个设计的核心部分， *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
通过它实现控制与处理的功能。整个密码锁的完成，还需要有LED显示、报警系统、矩阵键盘等几个部分组成。充分应用单片机的引脚资源，外接数码显示管以及键盘输入等，来实现输入传输和显示功能，基本达到设计要求。
二、 仿真软件介绍
2.1仿真软件简介
2.1.1 Proteus软件介绍
Protues软件是一个用于电路制图的软件，它同时具备EDA的仿真功能，也可以应用于单片机的仿真。它能很好的把单片机和它的外围电路的功能展现出来。它也支持多种语言的编译，例如：IAR、Keil等。
Protues的器件库拥有2700多的元器件，也可以自己创建出所需要的元器件，这些元器件在画板上形象逼真、工作过程也是极其的相仿，例如：示波器、信号发生器、电压表、电流表等。形象的设计给这个软件大大的提升了它的应用价值。它在仿真显示方面，通过颜色的不同来提醒工作者们，当前是低电平工作还是在高电平下工作，同时可以显示出其电压的大小。对于一些抽象难懂的公式方程，也可以在这里得到特别好的分析。当在器件搜索中未能搜到想要的元器件时，我们可以通过创建新元件来，来实现该元器件的功能特点及其频率特性等。这样我们就可以在短时间内完成一份形象并切能达到预计功能的原理图。
原理图完成之后就可以绘制PCB图了，从概念到产品的完美设计就变成一步之遥了。 PCB制图可以有手动布线和自动布线两种布线方法，当自动布线出现问题时，可以通过手动布线来使得PCB电路图更加完善。完整的设计PCB图可以通过16个铜箔层、2个丝印层、4个机械层来灵活的布线。
Protues最大的特点就是仿真技术，因此它不失为单片机爱好者们所钟爱的画图软件。
2.1.2 Keil C51
Keil提供了包括C编译器、宏汇编]3[、连接器、库管理和一个功能强大仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uVision）将这些部分组合在一起。 Keil C51软件拥有者丰富着丰富的库函数和强大的集成开发调试工具，可以完成编辑、编译、连接、调试、仿真等整个开发流程。目标文件可以创建成库文件也可以变为目标文件，用于调试器进行源代码级的调试。Keil C51生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。用过汇编语言后再使用C来开发，体会更加深刻。
三、 系统硬件设计
3.1单片机控制模块设计
单片机控制模块的作用是为控制各单元电路的运行并完成数据的换算或处理，主要由单片机、时钟电路、复位电路组成。
3.1.1 单片机简介
AT89C51是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪速存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。外形及引脚排列如图1所示。
图1 AT89C51
3.1.2 晶振时钟电路
单片机工作的时间基准是由时钟电路提供的，在单片机的XTAL1和XYAL2两个管脚接一只晶振及两只电容就构成了单片机的时钟电路，电路中电容器1C和2C对振荡频率]4[有微调作用，通常取(30±10)pF石英晶体选择6MHz或12MHz都可以。时钟电路如图2所示。
图2 系统时钟电路 图3 系统复位电路
3.1.3 复位电路
单片机的RST管脚为主机提供了一个外部复位信号输入口。复位信号是高电平有效，高电平有效的持续时间为2个机器周期以上。单片机的复位方式可由手动复位方式完成。复位电路如图3所示。
3.1.4 串口引脚功能介绍
（1）密码输入显示：P1口外接LCD1602液晶屏
蜂鸣器：INT0口外接，当INT口变为0时，蜂鸣器响。
发光二极管：接P0口。用于系统工作状态的提示。
（2）其他引脚的作用：VCC接电源，VSS接地，EA接电源。
alarm_out=1;
pw_error=1;
cnt_state=0;
delay(60000);
delay(60000);
delay(60000);
delay(60000);
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/dzxx/dzkxyjs/2087.html
