单片机的电子密码锁设计
目录
一 引言 1
二 总体设计方案 1
三 硬件的设计 2
(一) 单片机最小系统 2
（二）模块电路 5
四 软件设计 10
（一）主程序流程图 10
（二）子程序流程图 11
五 仿真 12
六 安装调试 13
（一）安装步骤 13
（二）软件调试 14
（三）硬件调试 14
七 总结 15
参考文献 16
致谢 16
附录1 整机电路原理图和实物图 17
附录2 部分源程序 18
一 引言
在学校的这几年里，我主要学习了单片机这门课程。这门课程包罗万象，博大精深，涉及很广。据我所知，单片机可以做出许多的电子产品。单片机是一个芯片但是它不是一个普通的芯片，它的功能不像我以前所理解的那么少，它的功能比我所知道的还有多得多。计算机在我心目中，它的功能是很强大的，而单片机呢，就像是一个计算机系统浓缩而成的，常言道：浓缩就是精华。而单片机就是这个精华。单片机涉及到的领域有很多，几乎没有一个领域是没有单片机，单片机应用之广，由此可见一斑。天上的飞机，一些导航装置，人们常用的手机，豪华车上的安保系统，还有玩具，电子宠物。在这些电子产品里，我认为锁是很重要的，在人们的生活中，用到锁的地方有很多，用单片机制造出的密码锁很大的提高了锁的安全性。
电子密码锁的钥匙可以有很多种选择，包括数字、字符、图形图像，人体生物特征和时间等要素。如果把以上这些整合在一起，无论人有多聪明的脑袋都无法解开密码，除非他知道密码，这就使密码锁的安全指数很高了。综合使用信息能使电子密码锁获得无数拓展的可能，使产品多 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
样化，对用户来说，他们的选择就更多了。因为我认为锁很重要，而且很有发展空间，因此我选择设计制作电子密码锁。
二 总体设计方案
STC89C52功能很多，因为这次设计做的是电子密码锁，重点是要用单片机控制密码锁，单片机的优点是控制容易，比较方便、快捷。单片机的主要特点是资源很丰富，还具有强大的控制功能和能够位寻址的操作功能，而且价格比较低，很容易为人接受。而 STC89C52单片机具有以上所说的特点，对本设计来说是完全可以胜任的。
我认为可以选择这种类型的单片机。这种单片机不但具有很灵活的编程设计，还有很多I/O端口，在它的控制下，准确性很高。对于这次设计的密码锁来说，可以很容易地实现它的基础功能而且可以增加掉电存储。需要实现功能有：输入密码，正确则可以开锁；不正确就不能开锁，密码输入错误三次，会有警报声响起；可以进行删除、清零，还要能进行密码重置。根据这些需要，设计了以下的方案。
它的设计方案如图1单片机控制方案所示。
图1 单片机控制方案
如图1单片机控制方案所示，电源输入电路提供电路的电源，可用USB插到计算机上通电。而晶振电路的作用是供应单片机的基准频率，产生振荡，从而产生时钟信号。复位电路是为了稳定单片机内部电路的工作状态。键盘接口电路是为了能够通过按键输入密码。开锁电路是每当使用者输入正确的密码时，这时单片机会输出一个信号-开门信号，把这个信号送到用于开锁的驱动电路上，用以驱动电磁锁，使密码锁能开启。而报警电路则是当密码输入出现错误时用来报警的电路。
三 硬件的设计
(一)单片机最小系统
1.STC89C52单片机介绍
STC89C52是一种单片机，其不但功耗够低，性能还比较高，这种单片机是STC公司生产的。
1.主要特性：
表1 单片机主要特性
STC89C52RC单片机
8K字节程序存储空间
512字节数据存储空间
内带2字节的EEPROM存储空间
可直接使用串口下载
AT89S52单片机
8K字节程序存储空间
256字节数据存储空间
带有2KB的eeprom空间
该单片机是一类ROM（4K字节闪烁可编程可擦除）的低电压，性能较高。因为把CPU与闪烁存储器浓缩在一个芯片里，其是一类高效的单片机，为很多嵌入式控制系统提供了一种价廉且灵活性高的方案。如图2单片机引脚图。
图2 单片机引脚图
2.主控制模块
MCU电路最小系统电路如图3单片主控电路所示。
图3 单片主控电路
3.时钟电路的设计
时钟电路主要是由两个型号相同的瓷片电容和晶振构成的，瓷片电容一般是30P,这里选的就是30P，晶振选的是12MHz的振荡频率，由电容和晶振组成一个电路接到单片机的XTAL1和XTAL2引脚，单片机里有一个高增益反向放大器，XTAL1是它的输入端，XTAL2是它的输出端，此放大器与外部的晶振和瓷片电容构成了自激振荡器，如图3时钟电路所示。
如图4时钟电路所示。
图4 时钟电路
4.复位电路的设计
当为单片机通电后，其内部的电路的工作状态并不稳定，为解决这个问题，在单片机工作之前要先复位。为达到复位的目的，本设计采用按键复位的形式。复位后SP是07H，PC初始化是0000H,P0 P3是FFH。如图4复位电路所示。
如图5复位电路所示。
图5复位电路
（二）模块电路
1.报警电路
电阻、8550三极管和蜂鸣器构成了报警电路，当有人点按键时，每点一次会响一次，当密码正确时，不会报警，当密码错误3次是，会报警。如图6报警电路所示。
图6 报警电路
2.开锁电路
开锁电路最重要的部分是继电器，每次输密码时，错误的时候继电器不动作，一旦密码正确，继电器会马上动作。如图7开锁电路所示。
图7 开锁电路
3.键盘电路
键盘电路最重要的部分是4*4矩形按键，为了准确的控制电路运行时的状态，会用键盘来输入数字或者命令，来达到人机交互的目的。由于输入的参数有些多，所以采用如图7所示的键盘。其单片机引脚接法如图8 4*4矩形按键所示。
图8 4*4矩形按键
4.存储电路
总线用2根线把芯片连接使数据在传送时达到了同步在芯片间以两根连线实现全双工同步数据传送，一条数据线（SDA）和一条串行时钟线（SDL）,能够很容易地组成外围的器件扩展系统。 总线用的是两线制，是数据线SDA与时钟线SCL所构成的，这个系统用的EEPROM芯片是串行的，可以存储一些数据。,AT24C02系列是 总线的EEPROM芯片，本系统用的芯片是AT24C02系列。
管脚图如图9存储电路图所示。
图9 存储电路图
5.液晶显示电路
显示器在生活中很常见，最常见的就是电视机和电脑的显示器了，显示器作为一种输出设备，最常见的显示器的类别是二极管和液晶这两种，在本次设计中，我所用的是液晶显示器。1602LCD显示器就是液晶显示器 。
一 引言 1
二 总体设计方案 1
三 硬件的设计 2
(一) 单片机最小系统 2
（二）模块电路 5
四 软件设计 10
（一）主程序流程图 10
（二）子程序流程图 11
五 仿真 12
六 安装调试 13
（一）安装步骤 13
（二）软件调试 14
（三）硬件调试 14
七 总结 15
参考文献 16
致谢 16
附录1 整机电路原理图和实物图 17
附录2 部分源程序 18
一 引言
在学校的这几年里，我主要学习了单片机这门课程。这门课程包罗万象，博大精深，涉及很广。据我所知，单片机可以做出许多的电子产品。单片机是一个芯片但是它不是一个普通的芯片，它的功能不像我以前所理解的那么少，它的功能比我所知道的还有多得多。计算机在我心目中，它的功能是很强大的，而单片机呢，就像是一个计算机系统浓缩而成的，常言道：浓缩就是精华。而单片机就是这个精华。单片机涉及到的领域有很多，几乎没有一个领域是没有单片机，单片机应用之广，由此可见一斑。天上的飞机，一些导航装置，人们常用的手机，豪华车上的安保系统，还有玩具，电子宠物。在这些电子产品里，我认为锁是很重要的，在人们的生活中，用到锁的地方有很多，用单片机制造出的密码锁很大的提高了锁的安全性。
电子密码锁的钥匙可以有很多种选择，包括数字、字符、图形图像，人体生物特征和时间等要素。如果把以上这些整合在一起，无论人有多聪明的脑袋都无法解开密码，除非他知道密码，这就使密码锁的安全指数很高了。综合使用信息能使电子密码锁获得无数拓展的可能，使产品多 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
样化，对用户来说，他们的选择就更多了。因为我认为锁很重要，而且很有发展空间，因此我选择设计制作电子密码锁。
二 总体设计方案
STC89C52功能很多，因为这次设计做的是电子密码锁，重点是要用单片机控制密码锁，单片机的优点是控制容易，比较方便、快捷。单片机的主要特点是资源很丰富，还具有强大的控制功能和能够位寻址的操作功能，而且价格比较低，很容易为人接受。而 STC89C52单片机具有以上所说的特点，对本设计来说是完全可以胜任的。
我认为可以选择这种类型的单片机。这种单片机不但具有很灵活的编程设计，还有很多I/O端口，在它的控制下，准确性很高。对于这次设计的密码锁来说，可以很容易地实现它的基础功能而且可以增加掉电存储。需要实现功能有：输入密码，正确则可以开锁；不正确就不能开锁，密码输入错误三次，会有警报声响起；可以进行删除、清零，还要能进行密码重置。根据这些需要，设计了以下的方案。
它的设计方案如图1单片机控制方案所示。
图1 单片机控制方案
如图1单片机控制方案所示，电源输入电路提供电路的电源，可用USB插到计算机上通电。而晶振电路的作用是供应单片机的基准频率，产生振荡，从而产生时钟信号。复位电路是为了稳定单片机内部电路的工作状态。键盘接口电路是为了能够通过按键输入密码。开锁电路是每当使用者输入正确的密码时，这时单片机会输出一个信号-开门信号，把这个信号送到用于开锁的驱动电路上，用以驱动电磁锁，使密码锁能开启。而报警电路则是当密码输入出现错误时用来报警的电路。
三 硬件的设计
(一)单片机最小系统
1.STC89C52单片机介绍
STC89C52是一种单片机，其不但功耗够低，性能还比较高，这种单片机是STC
1.主要特性：
表1 单片机主要特性
STC89C52RC单片机
8K字节程序存储空间
512字节数据存储空间
内带2字节的EEPROM存储空间
可直接使用串口下载
AT89S52单片机
8K字节程序存储空间
256字节数据存储空间
带有2KB的eeprom空间
该单片机是一类ROM（4K字节闪烁可编程可擦除）的低电压，性能较高。因为把CPU与闪烁存储器浓缩在一个芯片里，其是一类高效的单片机，为很多嵌入式控制系统提供了一种价廉且灵活性高的方案。如图2单片机引脚图。
图2 单片机引脚图
2.主控制模块
MCU电路最小系统电路如图3单片主控电路所示。
图3 单片主控电路
3.时钟电路的设计
时钟电路主要是由两个型号相同的瓷片电容和晶振构成的，瓷片电容一般是30P,这里选的就是30P，晶振选的是12MHz的振荡频率，由电容和晶振组成一个电路接到单片机的XTAL1和XTAL2引脚，单片机里有一个高增益反向放大器，XTAL1是它的输入端，XTAL2是它的输出端，此放大器与外部的晶振和瓷片电容构成了自激振荡器，如图3时钟电路所示。
如图4时钟电路所示。
图4 时钟电路
4.复位电路的设计
当为单片机通电后，其内部的电路的工作状态并不稳定，为解决这个问题，在单片机工作之前要先复位。为达到复位的目的，本设计采用按键复位的形式。复位后SP是07H，PC初始化是0000H,P0 P3是FFH。如图4复位电路所示。
如图5复位电路所示。
图5复位电路
（二）模块电路
1.报警电路
电阻、8550三极管和蜂鸣器构成了报警电路，当有人点按键时，每点一次会响一次，当密码正确时，不会报警，当密码错误3次是，会报警。如图6报警电路所示。
图6 报警电路
2.开锁电路
开锁电路最重要的部分是继电器，每次输密码时，错误的时候继电器不动作，一旦密码正确，继电器会马上动作。如图7开锁电路所示。
图7 开锁电路
3.键盘电路
键盘电路最重要的部分是4*4矩形按键，为了准确的控制电路运行时的状态，会用键盘来输入数字或者命令，来达到人机交互的目的。由于输入的参数有些多，所以采用如图7所示的键盘。其单片机引脚接法如图8 4*4矩形按键所示。
图8 4*4矩形按键
4.存储电路
总线用2根线把芯片连接使数据在传送时达到了同步在芯片间以两根连线实现全双工同步数据传送，一条数据线（SDA）和一条串行时钟线（SDL）,能够很容易地组成外围的器件扩展系统。 总线用的是两线制，是数据线SDA与时钟线SCL所构成的，这个系统用的EEPROM芯片是串行的，可以存储一些数据。,AT24C02系列是 总线的EEPROM芯片，本系统用的芯片是AT24C02系列。
管脚图如图9存储电路图所示。
图9 存储电路图
5.液晶显示电路
显示器在生活中很常见，最常见的就是电视机和电脑的显示器了，显示器作为一种输出设备，最常见的显示器的类别是二极管和液晶这两种，在本次设计中，我所用的是液晶显示器。1602LCD显示器就是液晶显示器 。
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