蓝牙技术的智能密码锁设计
摘 要本文设计一款智能蓝牙密码锁，该设计由硬件部分和软件部分组成。硬件方面，使用AT89C51作为主控芯片，其次加入LCD1602显示器、4*4的键盘输入、蜂鸣器报警以及5V继电器开锁。软件方面主要用C语言编程、Multisim仿真最后烧进单片机中。本设计主要包含如下几项功能一，密码输入正确电子锁打开；二，三次密码错误，电子锁锁死并报警20秒；三，密码可以多次修改。此基于蓝牙技术的电子密码锁安装方便，成本低廉，在重要场所里可以直接与当地的派出所直接电联，具有一定的市场潜力。关 键 词电子密码锁；AT89C51；4*4键盘；LCD1602 AbstractThis design is a smart bluetooth password lock, the design is composed of hardware and software parts. In terms of hardware, AT89C51 is used as the main control chip, followed by LCD1602 display, 4*4 keyboard input, buzzer alarm and 5V relay unlocking. In terms of software, it is mainly programmed with C language, Multisim simulation and finally burned into the single-chip microcomputer. This design mainly includes the following several functions: first, the password enters the correct electronic lock to open; Two, three password error, electronic lock lock and alarm 20 seconds; Three, the password can be changed many times. This electronic password lock based on bluetooth technology is easy to install, low co *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
st, and can be directly connected to the local police station in important places, with a certain market potential.Key words: Electronic password lock; AT89C51;4 * 4 keyboard; LCD1602一、 引言 1（一）本设计的背景和意义 1（二）蓝牙电子密码锁研究进展 1（三）课题主要研究内容 1二、 设计方案概述 2（一）硬件设计方案 2（二）软件流程设计方案 2三、设计中主要元器件 2（一）AT89C51单片机 3（二）显示屏LCD1602 3（三）蓝牙模块 3四、 硬件电路设计 4（一）硬件电路设计 4（二）部分电路说明 41．AT89C51单片机电路 42．键盘输入电路 53.蓝牙模块电路 54.LCD1604显示器电路 55.报警电路 66.开锁电路 67.复位电路 7三、 实物的制作与调试 8（一） 实物的制作及展示 81.控制开锁功能 82.报警功能 83.修改密码功能 84.蓝牙开锁功能 9（二） 实物元器件调试 9四、 总结 11参考文献 12致 谢 1附 录1原理图 1附 录2元器件列表 2附 录3程序 3引言（一）本设计的背景和意义随着科技的飞速发展，每个人的生活都离不开“科技”二字。而智能家居时代的来临，让越来越多的电子信息技术应用于生活家具上。而随着生活需求的提高，普通的铁锁、密码锁安全系数低，已经满足不了人们对智能家居的需求，而安全问题却又成为社会广泛关注的问题，那么提高密码锁的安全性成为现代研发的主要内容据相关资料介绍，20世纪30年代开始电子密码锁开始研发并应用[1]，到了80年代，基于单片机应用的密码锁也普遍生产应用于生活，但电子密码锁想在市场占据主流并完全取代传统锁，就必须不断改进，使其具有更多功能的同时更加低成本、高安全化。因此，研究基于蓝牙技术的电子密码锁对我们的生活很有必要的。只有越来越安全化、信息化、智能化的电子密码锁，才能维护人们的隐私、保护越来越广泛的安全信息系统，因此对基于蓝牙技术的无线电子密码锁设计进行研究，具有重大的现实意义。（二）蓝牙电子密码锁研究进展据相关报道所知，西方发达国家的电子密码锁种类多且技术相对领先，不仅密码锁在各个领域广泛应用，其技术也在向世界扩展。但就目前而言我国的电子密码锁技术相对于发达国家是比较落后的，其技术只是国际上二十世纪中期的水平。自二十世纪八十年代以来，基于单片机应用的密码锁问世，使电子密码锁实现的功能变的类型多样，无时无刻不展现着科技的进步和发展。尽管电子锁有些缺陷，但相比于传统锁开锁方式单一、使用寿命短、功耗高等缺点，智能电子锁也将朝着低成本和高智能的方向发展。 （三）课题主要研究内容绝大多数的密码锁设计有两种方案，一个是控制电路，另一个是芯片工作设计。基于单片机种类多型号全、容量大高性能且性价比高等特点[2]，所以设计了以AT89C51单片机为芯片的蓝牙电子密码锁。当然，本设计主要以蓝牙模块为主，制作出基于蓝牙智能控制的密码锁实物，务必做到单片机C语言和蓝牙控制相结合来实现开关的功能，简洁方便且安全。为避免因泄露密码而造成的不必要损失，此密码锁可由使用者进行密码更换。同时若密码连续三次输入错误，此蓝牙电子密码锁便会持续报警20秒并锁死，20秒后方可再次输入密码。极大地提高了防盗性，让此密码锁具有更高的安全性能。最后是蓝牙控制模块与各系统的的相辅相成，打开手机蓝牙APP，即可远距离进行蓝牙解控。设计方案概述（一）硬件设计方案在此设计中主要提出了两种备用方案，一是应用单片机蓝牙模块电路设计电子密码锁的设计方案，二是采用数字电路的设计方案。第一方案主要利用AT89C51单片机作为主控芯片，为保证屏幕清晰选用LCD1602显示器作为显示屏，同时加以HC05蓝牙模块等电子元件配合工作 [3]。这个方案的优点在于单片机不仅灵活性高且工作稳定性好又具有超强的储存能力。第二种采用数字电路设计的方案主要是4*4键盘按键输入密码，同时设置复位按键、输入按键和确认、取消按键。若密码连续三次输入错误，则密码锁锁死并持续报警[4]。虽然这个方案简单易行，但是相比单片机而言，数字电路灵活性较差且运行单一不稳定。所以此密码锁选取单片机设计方案。（二）软件流程设计方案如图1-1所示主程序的流程图可知，设计主要是基于51单片机开发的汇编语言项目程序[5]，所以本设计采用了支持51系列单片机的Keil编译器进行编程。图1-1 主程序的流程图三、设计中主要元器件（一）AT89C51单片机AT89C51是一种带4K字节FLASH的低电压、高性能CMOS 8位处理器。它是由美国Atmel公司设计研发的一块单片机芯片 [6]，本设计用它作为主控芯片主要原因是它的内核是MCS-51内置系统强大，且片内利用ISP Flash作为储存单元保证了储存的完整性和持久记忆性，同时8位中央处理器核心功能更为稳定。相比于传统的单片机，AT89C51具有更高性价比的运行能力。由下图单片机引脚示意图可知，AT89C51的引脚有40个，使其具有4K字节的Flash闪速储存器,32个I/O口线作为输出[7]。/ 图2-1 AT89C51单片机引脚示意图（二）显示屏LCD1602为了使蓝牙电子密码锁的显示具有较高清晰度，本文将选用图2-2中的LCD1602液晶屏来实现这一功能指标。基于LCD1602显示器对比度可以调节的同时还支持3.3V或5V的电压工作状态[8]，因此使用此元器件。这块显示屏可以显示两行共32个字符，功耗低、体积小、显示内容丰富又超薄轻巧，非常适用于此类的电子密码锁实物设计。/图2-2 液晶屏 （三）蓝牙模块为了实现手机蓝牙远距离操控密码锁开关的功能，本设计采用了——HC05蓝牙模块。当手机与本设计的蓝牙设备配对成功后，可以直接忽略内部通信协议，直接将蓝牙当做串口使用。而当手机蓝牙和密码锁的蓝牙模块共同使用同一个串口时，一方输出数据另一方即可接收到此数据。鉴于HC05（如图2-3）蓝牙模块使用方便、发射通讯距离远、支持分时一对多通讯，等优点，故本设计中采用此蓝牙模块，设置一个为主机，另一个为从机。图2-3 USB与蓝牙模块相连四、 硬件电路设计（一）硬件电路设计在硬件电路中主要运行原理如图3-1所示，包含了单片机电路模块、键盘输入电路、蓝牙电路模块、显示屏电路、晶振电路、报警电路、开锁电路、电源输入电路和复位电路九个主要电路部分。图3-1 密码锁总运行原理方框图（二）部分电路说明1．AT89C51单片机电路鉴于单片机功耗低、成本低但效率高等因素的考虑，此蓝牙电子密码锁采用Atmel公司研发的AT89C51单片机作为主体芯片，通过C语言编程进而烧到芯片中。键盘输入密码后，密码数据传送到AT89C51芯片中，芯片开始运行既定程序判断密码的正确性。单片机将处理后的密码传送到每个引脚，各引脚连接各个模块，最后由接收到信息的各元器件模块来分工合作，达到密码锁所需功能，电路连接图如下图3-2所示。/图3-2 AT89C51电路2．键盘输入电路本设计的键盘输入电路采用4*4矩形键盘（如图3-3所示），分别设有密码输入和确认取消等功能，既省去大多I/O口让使用更加方便简洁，又区别于普通的独立按键数量多的缺点，使键盘和单片机程序相配合，完成整个密码锁的开锁及修改密码的工作。/图3-3 键盘输入电路3.蓝牙模块电路不同于上一种键盘输入电路，蓝牙模块电路主要是利用密码锁上的蓝牙装置和手机蓝牙相连，在打开手机蓝牙APP界面后，通过手机界面上的密码输入，通过蓝牙装置将密码经过微处理器传送到单片机上，单片机的密码储存便会自动识别。4.LCD1604显示器电路基于密码锁的显示清晰度，本设计采用LCD1602作为密码锁的液晶显示屏。打卡密码锁，其显示屏会显示两行字符，一是“MM:_ _ _ _”另一行是“Doorclose”，在输入密码时，密码以“*”的形式出现，保证隐私性。当密码输入正确，锁打开，显示屏会显示“MM: * * * * Dooropen”，当输入错误密码时则显示屏会显示“MM:_ _ _ _ Door: error”。在LCD1602的显示器引脚中，一引脚是地电源；三引脚连接10K的电位器；寄存器选择是第4引脚RS； 读写信号线是五引脚R/W；六引脚E端是使能端；D0～D7是8位双向数据线；十五、十六引脚分别是背光源正、负极。/图3-4 显示器电路5.报警电路如图3-4原理图所示，三极管Q1的b端连接一个1K的电阻后连接单片机的2.1引脚，而此引脚为高电平，当高电平转换为低电平时三极管导通，即密码错误的输入三次后蜂鸣器长鸣报警。因此，每当三次密码错误，本设计的电子密码锁都会锁死长亮红灯且蜂鸣器长鸣20秒。/图3-5报警电路6.开锁电路此密码锁由5V继电器模拟开锁完成的开锁功能，同时电路中串联连一个LED灯，当密码锁打开时说明键盘输入电路中的数据与单片机芯片中的信息吻合，此时单片机P2.0引脚信号经过三极管放大后进入继电器吸合，带动LED灯点亮表示开锁功能完成，如原理图3-6所示。/图3-6开锁电路7.复位电路复位电路的主要作用是将本设计中的电子密码锁的整个电路恢复到起始状态，也就是初始密码 “0123”，当密码锁的输入键盘卡机，无法进行输入时，按下复位键可以起到关锁的作用。因此，在本设计中使用此复位电路，可以确保系统中电路稳定可靠的工作。/图3-7 复位电路 实物的制作与调试实物的制作及展示1.控制开锁功能打开密码锁，输入初始密码“0123”，则显示屏出现“OPPEN”字符，而LED绿灯亮起，表示密码锁解开。/图4-1 密码锁开锁图2.报警功能键盘输入三次错误密码，显示屏则会显示“Door:close”，且红灯长亮，电子密码锁锁死并长鸣20秒，20秒后方可继续输入密码。/图4-2 密码锁报警图3.修改密码功能将密码锁密码设置为初始密码，输入两次初始密码，将密码修改为“5555”，并保存。当电子密码锁锁定后，重新输入修改过的密码，发现密码锁解开，证明修改密码成功。 /图4-3 修改密码图4.蓝牙开锁功能打开手机蓝牙APP（第一次登录需要蓝牙初次配对），输入初始密码“0123”，则屏幕显示“Door:open”，绿灯常亮，密码锁打开。/图4-4 蓝牙解锁图实物元器件调试AT89C51单片机调试在本设计中，通过Protel完成整个系统的电路原理图，然后将所有编译好的程序在Multisim仿真，若是仿真无误，则将编译好的程序再烧进芯片中，然后进行密码锁调试。若是无法完成开锁功能，说明单片机出现问题，需及时调整更换。若是根据原理图焊接好的实物完成了既定的目标，显示器能准确表示，则说明单片机无误，可以完成整个系统的工作。LCD1602显示器调试在调试LCD1602显示屏时，打开密码锁，显示屏会显示“MM:_ _ _ _ Door : oppen”的两行字符。而在输入密码时，密码会以“*”字样出现，当密码输入正确显示屏会显示“MM: * * * * Dooropen”同样也是两行的字符。当输入密码错误，显示屏则会显示“MM: * * * * Door : error”。在修改密码时，第一次密码输入时显示屏会显示“SMM: _ _ _ _ Doorclose”，再次确认密码后显示屏则会显示“MM: * * * * Dooropen”，修改密码成功。在调试过程中，若以上功能LCD1602显示屏均可清晰显示，则说明显示屏模块功能正常。总结此次设计让我在理论与实践相结合之下，发现更多有关学科的奥秘。但同时也看到自己的诸多不足。首先，对于自己要做的整个设计，其功能相对于市场上的绝大多数的电子密码锁，还有很多功能有待完善；其次，在制作密码锁的过程中，也有一些专业性问题有待提高，比如焊接电路时的布线以及焊接过程中焊锡丝的分量等。当然，在实物制作过程中，经过和同学相互之间的问题探讨，我也尽可能的去避免一些不必要的问题。由于我的能力有限，设计中还是遗留了很多问题，但是时间关系，这些问题只能留在以后慢慢解决。如今，电子密码锁在生活中广泛应用着，我相信即便存在着缺点，也会在科技的发展下不断完善变得更加安全可靠。最后，虽然在做本设计时遇到了很多困难和不能理解完成的地方，但我还是迎难而上，最终将密码锁实物制作出来。这次更让我明白，遇难则上，既然选择做就不要轻易放弃，有句话说得好，我虽然不知道坚持下去什么时候才能成功，但我明白，一旦放弃那么下一秒一定失败。参考文献谢自美.电子线路设计实验测试[M].武汉:华中科技大学出版社,2010.周坚,单片机轻松入门[M].北京航空航天出版社,2016.谭浩强.C程序设计[M].清华大学出版社.2014.钱逸秋.单片机原理与应用[M].电子工业出版社,2014韩志军,沈晋源,王振波.单片机应用系统设计[M].机械工业出版社,2014.梁丽.电子密码锁的计算机仿真设计．计算机仿真,2005．张晔,单片机应用技术[M].高等教育出版社.2016.李勋,刘源.单片机实用教程[M].北京航空航天大学出版社,2016致 谢三年的大学的生涯匆匆而逝，在最后的几个月里，通过指导老师的指点和同学们的帮助，我终于完成了我的毕业论文设计。基于蓝牙控制模块的电子密码所设计是我一直想要设计的毕业论文。之所以有时代信息化智能化的今天，离不开电子科技作出的贡献。而在制作此电子密码锁的过程中，一方面让我对在学期间所学的理论知识有了更深层次的掌握，另一方面也让我在生活中累积了实践的经验。本次设计是在我的指导导师刘昊的指导下完成的，在此感谢他对我论文的指导，不仅一一解答我的疑惑，且在论文的书写过程中给予了我很大的帮助。在写毕业论文时，老师给我推荐了很多有关蓝牙密码锁设计的参考文献以及他个人总结出来的方法，令我受益匪浅。在最后，我还要感谢在设计中帮助过我的同学们。因为经验不足，设计过程中经常会遇到仿真图或是电路原理图的问题，通过我们不懈的努力，共同研究探讨，最终将此款基于蓝牙技术的智能密码锁设计完成。密码锁的设计让我对51系列的单片机有了更深层次的了解，希望未来能对它有更好、更全面的使用。真心感谢一路走来，所有人对我的帮助，也希望本人以此为基础，继续深入研究学习。附 录1原理图/附 录2元器件列表序号名称规格位号1电解电容10ufC12贴片电容30pfC2, C33二极管LEDD1, LED24电源接口+5VDC55复位按键,按键KEYK1, K2, K3, K4, K5, K6, K7, K8, K9, K10, K11, K12, K13, K14, K15, K16, K176继电器RelayK187液晶显示屏LCD1602LCD18蜂鸣器beeP19三极管8550Q1, Q210电阻1kR1, R2, R3, R811电阻10kR412排阻10KR513可调电阻10KR614电磁锁12VS115电源开关SW-6PSW116单片机STC89C51U117晶振11.0592Y118蓝牙模块HC05HC05附 录3程序///////////////////////////
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st, and can be directly connected to the local police station in important places, with a certain market potential.Key words: Electronic password lock; AT89C51;4 * 4 keyboard; LCD1602一、 引言 1（一）本设计的背景和意义 1（二）蓝牙电子密码锁研究进展 1（三）课题主要研究内容 1二、 设计方案概述 2（一）硬件设计方案 2（二）软件流程设计方案 2三、设计中主要元器件 2（一）AT89C51单片机 3（二）显示屏LCD1602 3（三）蓝牙模块 3四、 硬件电路设计 4（一）硬件电路设计 4（二）部分电路说明 41．AT89C51单片机电路 42．键盘输入电路 53.蓝牙模块电路 54.LCD1604显示器电路 55.报警电路 66.开锁电路 67.复位电路 7三、 实物的制作与调试 8（一） 实物的制作及展示 81.控制开锁功能 82.报警功能 83.修改密码功能 84.蓝牙开锁功能 9（二） 实物元器件调试 9四、 总结 11参考文献 12致 谢 1附 录1原理图 1附 录2元器件列表 2附 录3程序 3引言（一）本设计的背景和意义随着科技的飞速发展，每个人的生活都离不开“科技”二字。而智能家居时代的来临，让越来越多的电子信息技术应用于生活家具上。而随着生活需求的提高，普通的铁锁、密码锁安全系数低，已经满足不了人们对智能家居的需求，而安全问题却又成为社会广泛关注的问题，那么提高密码锁的安全性成为现代研发的主要内容据相关资料介绍，20世纪30年代开始电子密码锁开始研发并应用[1]，到了80年代，基于单片机应用的密码锁也普遍生产应用于生活，但电子密码锁想在市场占据主流并完全取代传统锁，就必须不断改进，使其具有更多功能的同时更加低成本、高安全化。因此，研究基于蓝牙技术的电子密码锁对我们的生活很有必要的。只有越来越安全化、信息化、智能化的电子密码锁，才能维护人们的隐私、保护越来越广泛的安全信息系统，因此对基于蓝牙技术的无线电子密码锁设计进行研究，具有重大的现实意义。（二）蓝牙电子密码锁研究进展据相关报道所知，西方发达国家的电子密码锁种类多且技术相对领先，不仅密码锁在各个领域广泛应用，其技术也在向世界扩展。但就目前而言我国的电子密码锁技术相对于发达国家是比较落后的，其技术只是国际上二十世纪中期的水平。自二十世纪八十年代以来，基于单片机应用的密码锁问世，使电子密码锁实现的功能变的类型多样，无时无刻不展现着科技的进步和发展。尽管电子锁有些缺陷，但相比于传统锁开锁方式单一、使用寿命短、功耗高等缺点，智能电子锁也将朝着低成本和高智能的方向发展。 （三）课题主要研究内容绝大多数的密码锁设计有两种方案，一个是控制电路，另一个是芯片工作设计。基于单片机种类多型号全、容量大高性能且性价比高等特点[2]，所以设计了以AT89C51单片机为芯片的蓝牙电子密码锁。当然，本设计主要以蓝牙模块为主，制作出基于蓝牙智能控制的密码锁实物，务必做到单片机C语言和蓝牙控制相结合来实现开关的功能，简洁方便且安全。为避免因泄露密码而造成的不必要损失，此密码锁可由使用者进行密码更换。同时若密码连续三次输入错误，此蓝牙电子密码锁便会持续报警20秒并锁死，20秒后方可再次输入密码。极大地提高了防盗性，让此密码锁具有更高的安全性能。最后是蓝牙控制模块与各系统的的相辅相成，打开手机蓝牙APP，即可远距离进行蓝牙解控。设计方案概述（一）硬件设计方案在此设计中主要提出了两种备用方案，一是应用单片机蓝牙模块电路设计电子密码锁的设计方案，二是采用数字电路的设计方案。第一方案主要利用AT89C51单片机作为主控芯片，为保证屏幕清晰选用LCD1602显示器作为显示屏，同时加以HC05蓝牙模块等电子元件配合工作 [3]。这个方案的优点在于单片机不仅灵活性高且工作稳定性好又具有超强的储存能力。第二种采用数字电路设计的方案主要是4*4键盘按键输入密码，同时设置复位按键、输入按键和确认、取消按键。若密码连续三次输入错误，则密码锁锁死并持续报警[4]。虽然这个方案简单易行，但是相比单片机而言，数字电路灵活性较差且运行单一不稳定。所以此密码锁选取单片机设计方案。（二）软件流程设计方案如图1-1所示主程序的流程图可知，设计主要是基于51单片机开发的汇编语言项目程序[5]，所以本设计采用了支持51系列单片机的Keil编译器进行编程。图1-1 主程序的流程图三、设计中主要元器件（一）AT89C51单片机AT89C51是一种带4K字节FLASH的低电压、高性能CMOS 8位处理器。它是由美国Atmel公司设计研发的一块单片机芯片 [6]，本设计用它作为主控芯片主要原因是它的内核是MCS-51内置系统强大，且片内利用ISP Flash作为储存单元保证了储存的完整性和持久记忆性，同时8位中央处理器核心功能更为稳定。相比于传统的单片机，AT89C51具有更高性价比的运行能力。由下图单片机引脚示意图可知，AT89C51的引脚有40个，使其具有4K字节的Flash闪速储存器,32个I/O口线作为输出[7]。/ 图2-1 AT89C51单片机引脚示意图（二）显示屏LCD1602为了使蓝牙电子密码锁的显示具有较高清晰度，本文将选用图2-2中的LCD1602液晶屏来实现这一功能指标。基于LCD1602显示器对比度可以调节的同时还支持3.3V或5V的电压工作状态[8]，因此使用此元器件。这块显示屏可以显示两行共32个字符，功耗低、体积小、显示内容丰富又超薄轻巧，非常适用于此类的电子密码锁实物设计。/图2-2 液晶屏 （三）蓝牙模块为了实现手机蓝牙远距离操控密码锁开关的功能，本设计采用了——HC05蓝牙模块。当手机与本设计的蓝牙设备配对成功后，可以直接忽略内部通信协议，直接将蓝牙当做串口使用。而当手机蓝牙和密码锁的蓝牙模块共同使用同一个串口时，一方输出数据另一方即可接收到此数据。鉴于HC05（如图2-3）蓝牙模块使用方便、发射通讯距离远、支持分时一对多通讯，等优点，故本设计中采用此蓝牙模块，设置一个为主机，另一个为从机。图2-3 USB与蓝牙模块相连四、 硬件电路设计（一）硬件电路设计在硬件电路中主要运行原理如图3-1所示，包含了单片机电路模块、键盘输入电路、蓝牙电路模块、显示屏电路、晶振电路、报警电路、开锁电路、电源输入电路和复位电路九个主要电路部分。图3-1 密码锁总运行原理方框图（二）部分电路说明1．AT89C51单片机电路鉴于单片机功耗低、成本低但效率高等因素的考虑，此蓝牙电子密码锁采用Atmel公司研发的AT89C51单片机作为主体芯片，通过C语言编程进而烧到芯片中。键盘输入密码后，密码数据传送到AT89C51芯片中，芯片开始运行既定程序判断密码的正确性。单片机将处理后的密码传送到每个引脚，各引脚连接各个模块，最后由接收到信息的各元器件模块来分工合作，达到密码锁所需功能，电路连接图如下图3-2所示。/图3-2 AT89C51电路2．键盘输入电路本设计的键盘输入电路采用4*4矩形键盘（如图3-3所示），分别设有密码输入和确认取消等功能，既省去大多I/O口让使用更加方便简洁，又区别于普通的独立按键数量多的缺点，使键盘和单片机程序相配合，完成整个密码锁的开锁及修改密码的工作。/图3-3 键盘输入电路3.蓝牙模块电路不同于上一种键盘输入电路，蓝牙模块电路主要是利用密码锁上的蓝牙装置和手机蓝牙相连，在打开手机蓝牙APP界面后，通过手机界面上的密码输入，通过蓝牙装置将密码经过微处理器传送到单片机上，单片机的密码储存便会自动识别。4.LCD1604显示器电路基于密码锁的显示清晰度，本设计采用LCD1602作为密码锁的液晶显示屏。打卡密码锁，其显示屏会显示两行字符，一是“MM:_ _ _ _”另一行是“Doorclose”，在输入密码时，密码以“*”的形式出现，保证隐私性。当密码输入正确，锁打开，显示屏会显示“MM: * * * * Dooropen”，当输入错误密码时则显示屏会显示“MM:_ _ _ _ Door: error”。在LCD1602的显示器引脚中，一引脚是地电源；三引脚连接10K的电位器；寄存器选择是第4引脚RS； 读写信号线是五引脚R/W；六引脚E端是使能端；D0～D7是8位双向数据线；十五、十六引脚分别是背光源正、负极。/图3-4 显示器电路5.报警电路如图3-4原理图所示，三极管Q1的b端连接一个1K的电阻后连接单片机的2.1引脚，而此引脚为高电平，当高电平转换为低电平时三极管导通，即密码错误的输入三次后蜂鸣器长鸣报警。因此，每当三次密码错误，本设计的电子密码锁都会锁死长亮红灯且蜂鸣器长鸣20秒。/图3-5报警电路6.开锁电路此密码锁由5V继电器模拟开锁完成的开锁功能，同时电路中串联连一个LED灯，当密码锁打开时说明键盘输入电路中的数据与单片机芯片中的信息吻合，此时单片机P2.0引脚信号经过三极管放大后进入继电器吸合，带动LED灯点亮表示开锁功能完成，如原理图3-6所示。/图3-6开锁电路7.复位电路复位电路的主要作用是将本设计中的电子密码锁的整个电路恢复到起始状态，也就是初始密码 “0123”，当密码锁的输入键盘卡机，无法进行输入时，按下复位键可以起到关锁的作用。因此，在本设计中使用此复位电路，可以确保系统中电路稳定可靠的工作。/图3-7 复位电路 实物的制作与调试实物的制作及展示1.控制开锁功能打开密码锁，输入初始密码“0123”，则显示屏出现“OPPEN”字符，而LED绿灯亮起，表示密码锁解开。/图4-1 密码锁开锁图2.报警功能键盘输入三次错误密码，显示屏则会显示“Door:close”，且红灯长亮，电子密码锁锁死并长鸣20秒，20秒后方可继续输入密码。/图4-2 密码锁报警图3.修改密码功能将密码锁密码设置为初始密码，输入两次初始密码，将密码修改为“5555”，并保存。当电子密码锁锁定后，重新输入修改过的密码，发现密码锁解开，证明修改密码成功。 /图4-3 修改密码图4.蓝牙开锁功能打开手机蓝牙APP（第一次登录需要蓝牙初次配对），输入初始密码“0123”，则屏幕显示“Door:open”，绿灯常亮，密码锁打开。/图4-4 蓝牙解锁图实物元器件调试AT89C51单片机调试在本设计中，通过Protel完成整个系统的电路原理图，然后将所有编译好的程序在Multisim仿真，若是仿真无误，则将编译好的程序再烧进芯片中，然后进行密码锁调试。若是无法完成开锁功能，说明单片机出现问题，需及时调整更换。若是根据原理图焊接好的实物完成了既定的目标，显示器能准确表示，则说明单片机无误，可以完成整个系统的工作。LCD1602显示器调试在调试LCD1602显示屏时，打开密码锁，显示屏会显示“MM:_ _ _ _ Door : oppen”的两行字符。而在输入密码时，密码会以“*”字样出现，当密码输入正确显示屏会显示“MM: * * * * Dooropen”同样也是两行的字符。当输入密码错误，显示屏则会显示“MM: * * * * Door : error”。在修改密码时，第一次密码输入时显示屏会显示“SMM: _ _ _ _ Doorclose”，再次确认密码后显示屏则会显示“MM: * * * * Dooropen”，修改密码成功。在调试过程中，若以上功能LCD1602显示屏均可清晰显示，则说明显示屏模块功能正常。总结此次设计让我在理论与实践相结合之下，发现更多有关学科的奥秘。但同时也看到自己的诸多不足。首先，对于自己要做的整个设计，其功能相对于市场上的绝大多数的电子密码锁，还有很多功能有待完善；其次，在制作密码锁的过程中，也有一些专业性问题有待提高，比如焊接电路时的布线以及焊接过程中焊锡丝的分量等。当然，在实物制作过程中，经过和同学相互之间的问题探讨，我也尽可能的去避免一些不必要的问题。由于我的能力有限，设计中还是遗留了很多问题，但是时间关系，这些问题只能留在以后慢慢解决。如今，电子密码锁在生活中广泛应用着，我相信即便存在着缺点，也会在科技的发展下不断完善变得更加安全可靠。最后，虽然在做本设计时遇到了很多困难和不能理解完成的地方，但我还是迎难而上，最终将密码锁实物制作出来。这次更让我明白，遇难则上，既然选择做就不要轻易放弃，有句话说得好，我虽然不知道坚持下去什么时候才能成功，但我明白，一旦放弃那么下一秒一定失败。参考文献谢自美.电子线路设计实验测试[M].武汉:华中科技大学出版社,2010.周坚,单片机轻松入门[M].北京航空航天出版社,2016.谭浩强.C程序设计[M].清华大学出版社.2014.钱逸秋.单片机原理与应用[M].电子工业出版社,2014韩志军,沈晋源,王振波.单片机应用系统设计[M].机械工业出版社,2014.梁丽.电子密码锁的计算机仿真设计．计算机仿真,2005．张晔,单片机应用技术[M].高等教育出版社.2016.李勋,刘源.单片机实用教程[M].北京航空航天大学出版社,2016致 谢三年的大学的生涯匆匆而逝，在最后的几个月里，通过指导老师的指点和同学们的帮助，我终于完成了我的毕业论文设计。基于蓝牙控制模块的电子密码所设计是我一直想要设计的毕业论文。之所以有时代信息化智能化的今天，离不开电子科技作出的贡献。而在制作此电子密码锁的过程中，一方面让我对在学期间所学的理论知识有了更深层次的掌握，另一方面也让我在生活中累积了实践的经验。本次设计是在我的指导导师刘昊的指导下完成的，在此感谢他对我论文的指导，不仅一一解答我的疑惑，且在论文的书写过程中给予了我很大的帮助。在写毕业论文时，老师给我推荐了很多有关蓝牙密码锁设计的参考文献以及他个人总结出来的方法，令我受益匪浅。在最后，我还要感谢在设计中帮助过我的同学们。因为经验不足，设计过程中经常会遇到仿真图或是电路原理图的问题，通过我们不懈的努力，共同研究探讨，最终将此款基于蓝牙技术的智能密码锁设计完成。密码锁的设计让我对51系列的单片机有了更深层次的了解，希望未来能对它有更好、更全面的使用。真心感谢一路走来，所有人对我的帮助，也希望本人以此为基础，继续深入研究学习。附 录1原理图/附 录2元器件列表序号名称规格位号1电解电容10ufC12贴片电容30pfC2, C33二极管LEDD1, LED24电源接口+5VDC55复位按键,按键KEYK1, K2, K3, K4, K5, K6, K7, K8, K9, K10, K11, K12, K13, K14, K15, K16, K176继电器RelayK187液晶显示屏LCD1602LCD18蜂鸣器beeP19三极管8550Q1, Q210电阻1kR1, R2, R3, R811电阻10kR412排阻10KR513可调电阻10KR614电磁锁12VS115电源开关SW-6PSW116单片机STC89C51U117晶振11.0592Y118蓝牙模块HC05HC05附 录3程序///////////////////////////
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