单片机的电子密码锁的设计
目 录
引言 1
（一）研究背景 1
（二）研究意义 1
一、系统整体设计方案 1
（一）系统整体框架图 1
（二）系统功能 1
二、主要元件介绍 2
（一）STC989C52 单片机 2
（二）LCD1602 显示器 3
三、硬件设计 4
（一）时钟电路与复位电路 4
（二）键盘电路 5
（三）LCD显示电路 6
（四）存储芯片电路 7
（五）报警电路 7
（六）开锁电路 8
四、系统的软件设计 9
（一）系统的主程序设计 9
（二）开锁子程序设计 10
（三）显示子程序设计 11
（四）键盘输入子程序设计 11
五、系统组装与调试 12
（一）元器件检测 12
（二）实物组装与焊接 12
（三）硬件电路调试 13
结束语 13
参考文献 15
附录一 原理图 16
附录二 PCB图 17
附录三 元器件清单 18
附录四 源程序 19
致 谢 32
引言
（一）研究背景
在现实生活中，普通的机械锁已经无法满足人们的安全需求，因为这种机械锁现如今太过于容易被盗窃者利用，很容易就会被打开，因此更加具有保密性的电子密码锁出现在了大众的眼中，它轻巧便利，不许携带钥匙只需记住一段好记的密码就可以实现开锁功能。
（二）研究意义
设计电子密码锁对于人们的日常生活具有十分 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
重大的意义，它的安全性对于现代人们来说十分的优秀，真正意义上的保护到了人们的生命财产安全。而电子密码锁大多应用于安全门门锁、密码箱锁、车锁等地方，应用可说十分方便。相信在不久的将来，电子密码锁一定会成为这个时代不可缺少的必需品。
一、系统整体设计方案
（一）系统整体框架图
图1 系统整体框架图
在本文中所研究的系统中，作为它的中枢的是单片机STC89C51，然后将键盘电路、复位电路、时钟电路、显示电路、报警电路、开锁电路、存储电路与之相连接，从而便组成了这种简单的单片机电子密码锁电路。
（二）系统功能
将单片机作为主运算器，能使密码进行修改并且管理员也可以使密码设置、修改、重置。在本系统中，键位设置分别有退出键、管理员键、设定键、删除键和确定键，这些键位都有着自己不可或缺的功能。LCD1602 显示器在开机启动时屏幕显示plsase put，然后再根据不同的模式的出现和密码输入的正确与否显示出相应的结果与提示。本系统设置初始密码和管理员所拥有的都为一样，而当密码输入正确之后，可以自主修改密码。系统的存储密码是使用24c02进行，从而拥有了自动保存、掉电保护这些功能，这是一种智能化的体现。
具体功能是液晶显示器显示密码的具体输入，使用密码键盘经行密码输入，密码输入正确时显示PASSWDRD OK,错误时显示PASSWORD ERROR，正在输入时显示INPUT PASSWORD.
在此系统中，采用4*4键盘作为输入矩阵键盘，并且将单片机STC89S52作为研究系统的主机，其次将二极管指示灯与一直蜂鸣器为组装元件组装在一起，然后便成为了较为简单发声系统。
二、主要元件介绍
（一）STC989C52 单片机
本文中采用的核心是STC89C52，它是一类功耗非常低但性能却相当高的八位简单单片机。内部设置存在有可以频繁擦去读写998次左右的FLASH只读程序存储器，并且可以包容MCS-51系列的绝大多数操作指令系统，芯片内部集成了常用的8位中央处理器的ISP存储单元，AT89C52一共有40个引脚，8KB内片程序储存器，128B自由存取数据储存器，4个8位的输入输出端口，5个中断优先级，3个16位可编程定时计数器等。
图2 单片机STC89C51引脚图
单片机拥有着四个八位的I/O端口（就是p0、p1、p2、p3口），一共占用三十二个引脚，并且各有其特点。
时钟信号：系统中，单片机时钟信号在其时钟电路中被发生出来，而在单片机的内在程序中却着无数复杂的时间操作基准，而这类基准就是来自于这些时钟信号。接着系统的控制器再依据这些指令的功能运作出这些在时间上有着严格顺序的信号，从而掌控这些逻辑电路来进行工作，以期望达到实现这些指令的功能。
（二）LCD1602 显示器
1．1602的外形数据（mm）
2.主要参数
表2 主要参数
3．接口信号详解
表3 接口信号
三、硬件设计
（一）时钟电路与复位电路
1．时钟电路
这里说的时钟不是日常显示时间的时钟，是指数字系统里的时钟电路。
在研究中大多数字系统处理其信号都是按节拍进行的，而且系统的各部分同样也是这样进行操作的，然而要让本电路中的各个组成部分的节拍能够变得统一起来，因此就需要能够有一种时钟信号，而时钟电路则恰恰发出了这种信号。
时钟电路的核心是振荡器，正弦波是由振荡器产生的，频率不一定达到电路工作的那种频率要求，所以我们研究时将把这种正弦波分频再进行处理，就形成了时钟脉冲，然后将其进行分配到需要的地方。让系统里各部分工作时使用。
本系统的时钟电路如图3所示。
图3 时钟电路
2．复位电路
复位电路起到的作用是将电路重新恢复到起始状态。其简单来说就像电脑的初始按钮的作用一样，使系统重新恢复到原始状态，从而进行系统运作。然而其和电脑的初始按钮不尽相似的地方是，启动复位电路的运用方法不尽不同。（1）当系统在进行复位的时候需要在电路开始通电的时候；（2）在一些特殊情况时能够进行一些手动操作以达到目标；（3）因程序或者电路运行的需要从而自动进行。复位电路算是比较简单的电路了，往往只须将电阻和电容进行简单组合就可以实现其功能了。而复杂一些的则会使用三极管等来配合程序进行操作了，如图4所示。
图4 复位电路
复位电路分为手动复位、自动复位电路俩种，本系统运用的是手动复位电路，具有可以随时操作的优点。原理：开关S1按下时短路电容C1，产生复位电平，松开S1则重复上电复位的过程。
（二）键盘电路
在我们的正常研究中，总会经常见到与使用一种电路，那就是键盘电路。这种电路的功能也较为的简单，就是将系统的运行状态进行有序无错的控制，又或者是进行一些管理指令的简单操作，但也还可以完成一些特定指令。而在本文的设计系统中，我们研究与设计所采用的就是这种矩阵键盘中的4*4键盘，其连接方式如图5所示，其中S2、S3、S4、S6、S7、S8、S10、S11、S12、S15分别表示数字1、2、3、4、5、6、7、8、9、0，S5是设置键，S9是上键，S13是下键，S14是密码还原键，S16是删除建，S17是退出键。
在本文中，矩阵键盘实现对密码锁进行控制、重置、输入密码、设置密码等一系列的简单操作。
引言 1
（一）研究背景 1
（二）研究意义 1
一、系统整体设计方案 1
（一）系统整体框架图 1
（二）系统功能 1
二、主要元件介绍 2
（一）STC989C52 单片机 2
（二）LCD1602 显示器 3
三、硬件设计 4
（一）时钟电路与复位电路 4
（二）键盘电路 5
（三）LCD显示电路 6
（四）存储芯片电路 7
（五）报警电路 7
（六）开锁电路 8
四、系统的软件设计 9
（一）系统的主程序设计 9
（二）开锁子程序设计 10
（三）显示子程序设计 11
（四）键盘输入子程序设计 11
五、系统组装与调试 12
（一）元器件检测 12
（二）实物组装与焊接 12
（三）硬件电路调试 13
结束语 13
参考文献 15
附录一 原理图 16
附录二 PCB图 17
附录三 元器件清单 18
附录四 源程序 19
致 谢 32
引言
（一）研究背景
在现实生活中，普通的机械锁已经无法满足人们的安全需求，因为这种机械锁现如今太过于容易被盗窃者利用，很容易就会被打开，因此更加具有保密性的电子密码锁出现在了大众的眼中，它轻巧便利，不许携带钥匙只需记住一段好记的密码就可以实现开锁功能。
（二）研究意义
设计电子密码锁对于人们的日常生活具有十分 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
重大的意义，它的安全性对于现代人们来说十分的优秀，真正意义上的保护到了人们的生命财产安全。而电子密码锁大多应用于安全门门锁、密码箱锁、车锁等地方，应用可说十分方便。相信在不久的将来，电子密码锁一定会成为这个时代不可缺少的必需品。
一、系统整体设计方案
（一）系统整体框架图
图1 系统整体框架图
在本文中所研究的系统中，作为它的中枢的是单片机STC89C51，然后将键盘电路、复位电路、时钟电路、显示电路、报警电路、开锁电路、存储电路与之相连接，从而便组成了这种简单的单片机电子密码锁电路。
（二）系统功能
将单片机作为主运算器，能使密码进行修改并且管理员也可以使密码设置、修改、重置。在本系统中，键位设置分别有退出键、管理员键、设定键、删除键和确定键，这些键位都有着自己不可或缺的功能。LCD1602 显示器在开机启动时屏幕显示plsase put，然后再根据不同的模式的出现和密码输入的正确与否显示出相应的结果与提示。本系统设置初始密码和管理员所拥有的都为一样，而当密码输入正确之后，可以自主修改密码。系统的存储密码是使用24c02进行，从而拥有了自动保存、掉电保护这些功能，这是一种智能化的体现。
具体功能是液晶显示器显示密码的具体输入，使用密码键盘经行密码输入，密码输入正确时显示PASSWDRD OK,错误时显示PASSWORD ERROR，正在输入时显示INPUT PASSWORD.
在此系统中，采用4*4键盘作为输入矩阵键盘，并且将单片机STC89S52作为研究系统的主机，其次将二极管指示灯与一直蜂鸣器为组装元件组装在一起，然后便成为了较为简单发声系统。
二、主要元件介绍
（一）STC989C52 单片机
本文中采用的核心是STC89C52，它是一类功耗非常低但性能却相当高的八位简单单片机。内部设置存在有可以频繁擦去读写998次左右的FLASH只读程序存储器，并且可以包容MCS-51系列的绝大多数操作指令系统，芯片内部集成了常用的8位中央处理器的ISP存储单元，AT89C52一共有40个引脚，8KB内片程序储存器，128B自由存取数据储存器，4个8位的输入输出端口，5个中断优先级，3个16位可编程定时计数器等。
图2 单片机STC89C51引脚图
单片机拥有着四个八位的I/O端口（就是p0、p1、p2、p3口），一共占用三十二个引脚，并且各有其特点。
时钟信号：系统中，单片机时钟信号在其时钟电路中被发生出来，而在单片机的内在程序中却着无数复杂的时间操作基准，而这类基准就是来自于这些时钟信号。接着系统的控制器再依据这些指令的功能运作出这些在时间上有着严格顺序的信号，从而掌控这些逻辑电路来进行工作，以期望达到实现这些指令的功能。
（二）LCD1602 显示器
1．1602的外形数据（mm）
2.主要参数
表2 主要参数
3．接口信号详解
表3 接口信号
三、硬件设计
（一）时钟电路与复位电路
1．时钟电路
这里说的时钟不是日常显示时间的时钟，是指数字系统里的时钟电路。
在研究中大多数字系统处理其信号都是按节拍进行的，而且系统的各部分同样也是这样进行操作的，然而要让本电路中的各个组成部分的节拍能够变得统一起来，因此就需要能够有一种时钟信号，而时钟电路则恰恰发出了这种信号。
时钟电路的核心是振荡器，正弦波是由振荡器产生的，频率不一定达到电路工作的那种频率要求，所以我们研究时将把这种正弦波分频再进行处理，就形成了时钟脉冲，然后将其进行分配到需要的地方。让系统里各部分工作时使用。
本系统的时钟电路如图3所示。
图3 时钟电路
2．复位电路
复位电路起到的作用是将电路重新恢复到起始状态。其简单来说就像电脑的初始按钮的作用一样，使系统重新恢复到原始状态，从而进行系统运作。然而其和电脑的初始按钮不尽相似的地方是，启动复位电路的运用方法不尽不同。（1）当系统在进行复位的时候需要在电路开始通电的时候；（2）在一些特殊情况时能够进行一些手动操作以达到目标；（3）因程序或者电路运行的需要从而自动进行。复位电路算是比较简单的电路了，往往只须将电阻和电容进行简单组合就可以实现其功能了。而复杂一些的则会使用三极管等来配合程序进行操作了，如图4所示。
图4 复位电路
复位电路分为手动复位、自动复位电路俩种，本系统运用的是手动复位电路，具有可以随时操作的优点。原理：开关S1按下时短路电容C1，产生复位电平，松开S1则重复上电复位的过程。
（二）键盘电路
在我们的正常研究中，总会经常见到与使用一种电路，那就是键盘电路。这种电路的功能也较为的简单，就是将系统的运行状态进行有序无错的控制，又或者是进行一些管理指令的简单操作，但也还可以完成一些特定指令。而在本文的设计系统中，我们研究与设计所采用的就是这种矩阵键盘中的4*4键盘，其连接方式如图5所示，其中S2、S3、S4、S6、S7、S8、S10、S11、S12、S15分别表示数字1、2、3、4、5、6、7、8、9、0，S5是设置键，S9是上键，S13是下键，S14是密码还原键，S16是删除建，S17是退出键。
在本文中，矩阵键盘实现对密码锁进行控制、重置、输入密码、设置密码等一系列的简单操作。
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