自动布局密码键盘的密码门锁设计(附件)
本论文介绍的是一种基于液晶屏按键位置自动布局的密码门锁装置。文中主要介绍了该密码门锁装置的硬件设计以及实现的方式，软件的功能和调试过程。主要硬件组成有320*240的LCD触摸屏、STC89C58RD+。软件主要功能有密码输入以及解锁功能，系统和用户通过触摸屏进行交互，用户可以由触摸屏幕上相应的密码键盘按键来实现开门锁操作，此密码键盘具有自动布局功能，因此相比于其他一般的触摸屏密码键盘和实体键盘，它较大地提高了系统的安全性。同时拥有密码非易失性储存功能，系统能在掉电后将账号密码数据储存在EEPROM中，以保证设备供电后的继续稳定工作。此外，系统还具有管理员模式下的修改密码功能，密码多次输入错误的自锁功能。该装置操作简单，成本低廉，安装方便。关键词 密码门锁，自动布局密码键盘，触摸屏
目 录
1 引言 1
1.1 课题的背景和意义 1
1.2 国内外发展现状 2
1.3 关键技术 2
1.4 本章小结 3
2 系统总体设计 3
2.1 系统概述 3
2.2 芯片选型 4
2.3 触摸屏选型 4
2.4 本章小结 5
3 硬件总体设计 5
3.1 硬件设计模块 5
3.2 主控电路 5
3.3 I/O口扩展电路 6
3.4 触摸屏接口电路 7
3.5 MAX232电路 8
3.6 密码储存电路 8
3.7 解锁电路 9
3.8 本章小结 10
3 软件总体设计 10
4.1 软件总体结构 10
4.2 主程序设计 10
4.3 初始化程序设计 12
4.4 密码解锁程序设计 14
4.5 密码修改程序设计 16
4.6 自锁程序设计 19
4.7 本章小结 20
5 系统调试 20
5.1 硬件调试 20
5.3 软件调试 21
5.4 总体调试 24
5.5 本章小结 31
结 论 32 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
致 谢 33
参考文献 34
引言
以前门锁只是一种单纯的机械装置，不管怎么升级，它仍然有相当大的局限性，并且安全性也不能有很大保障。随着时代的发展和技术的进步，为满足人们对门锁的使用要求，用密码代替钥匙的密码锁应运而生[1]。
本论文介绍了一种基于单片机的密码门禁系统的开发。以前的单片机密码锁，主要使用固定键盘配合LED、继电器来实现，这种方法虽然实现十分简单方便，而且效率很高，但是其安全性远远不能满足大多数人的要求[2]。而本设计是一种基于LCD液晶触摸屏的密码门禁，目的是提高了效率的同时，提高系统的可操作性和安全性[3]。本设计通过软件编程的方式来加强密码门禁的可靠性和效率，通过编程来对密码键盘上的数字进行随机排列，大大降低了密码泄露的可能性[4]。同时，本系统在液晶触摸屏的界面进行修改密码的操作，以及在多次接受错误密码时锁定系统等，这都提高了系统的可操作空间和安全性。本设计为单片机密码键盘提供了一种新思路。
1.1课题的背景和意义
在通常的生活和工作中，大多数的住宅和部门为了自己的隐私安全，重要档案和重要财务报表等的安全，都会想到用加锁保密的方法来解决这些安全问题。但是大多数家庭和部门的锁依然是选择机械锁，机械锁虽然安全性比较高，但是它的构造比较复杂，对它的制造要求也比较严格，并且它的制造价格很高，使用这些锁具的人一般性都会带很多把钥匙，通常钥匙放在一起，如果丢失，就会造成很大的麻烦和风险。针对上面提到的问题，为了满足人们对门锁更高的要求，电子门锁就此产生。以前开发的电子锁，受技术和器件的限制，只能用简单的代码来模拟门锁的开关操作，它的类别很少并且安全性不高，但是它的优点是制造简单。虽然这个时代技术日新月异，安全问题越来越称为现代人最关心的问题之一，但是关于锁具的技术发展得却很慢，因此为了弥补这一行业的空缺，使门锁既要使用方便又要非常可靠，锁具朝着智能和小型化发展，而单片机可以满足这些要求，所以基于单片机的门禁系统成为了首选[5]。
本设计介绍了一种应用单片机设计的防盗的智能密码锁，本系统由单片机系统、触摸显示屏组成。系统能完成开锁、超次锁定、修改用户密码的功能。该系统具有软硬件设计简单，易于开发，成本较低，安全可靠，操作方便等特点，可应用于家庭门锁，有比较强的实用性。本设计的密码门锁相对于传统的机械门锁有很多优点，例如其保密性相对于机械锁有了较大的提升；密码修改灵活，防止人员更替之后密码修改的麻烦；相对于机械门锁，基于单片机的密码门锁寿命长，易于修理。另外，基于电阻式触摸屏的显示界面也可以给用户更直观的使用体验，操作方式简单易懂，并且占用空间资源也十分有限。因此，这种方便易开发的触摸屏密码锁必然会给用户带来更多的便利和保障。
1.2国内外发展现状
1）国外发展现状
大概从20世纪30年代，电子锁的研究就开始了，同时在一些场景里，它已经被使用。这种锁研究的初衷是提高锁具的保障性，因为电子锁的密钥量很大，所以他可以和传统门锁配合使用，可以减少因为钥匙的丢失而出现的一些问题。这种方式大大提高了门禁的保障性，同时人们也从中发现了电子锁不需要钥匙的优点[6]。20世纪80年代，第一个电子密码门锁在日本诞生。因为在那个时代，日本经济发展迅速，电子行业也在这个时候搭上了经济发展的快车，一些利用简单的电路设计的密码门锁也是在这个时候诞生的。但是这种类型的密码锁容易被破解，安全性得不到保障。而到了1990年左右，美国、意大利、德国、日本、加拿大、韩国以及我国的台湾、香港等地的电子和通信技术发展迅速，同时也让电子门锁得到了更好的发展，从而电子门锁开始被人们所接受，电子门锁进入了实用性阶段。
2）国内发展现状
虽然我国从上个世纪的90年代开始对电子密码门锁的研究。在这个领域里面我国的技术发展也比较迅速，用了多种电路设计方案，设计出种类繁多的密码门锁，技术水平也比较先进。但是对于西方的发达国家里说，这些技术还是比较落后。西方国家的同类产品已经在种类和数量上比较齐全，并且在各个领域内已经得到了广泛的推广。当然，这些代差对于我国来说正在缩小，电子密码锁的水平会在不久之后达到与西方国家差不多的水平。
1.3关键技术
1）液晶屏显示模块与单片机接口技术
本设计计划采用ZLG320240FBTSSWEYAATP液晶触摸屏作为主要工作模块[7]。RA8806支持4位或者8位数据总线的8080/6800系列MPU接口。以RA8806为控制器的LCD和STC89C58RD+的接口采用总线或者直接I/O方式，基于总线的接口方式须数据总线直接和8255芯片的PA端口相连，P1.3、P1.4作为片选信号。LCD的复位信号直接从51单片机的复位信号取反得到，为保证LCD复位信号的稳定，单片机复位的对低电阻不能大于4.7KΩ。LCD的复位信号也可用单片机引脚产生复位信号，通过基于直接I/O方式的LCD接口方式。
目 录
1 引言 1
1.1 课题的背景和意义 1
1.2 国内外发展现状 2
1.3 关键技术 2
1.4 本章小结 3
2 系统总体设计 3
2.1 系统概述 3
2.2 芯片选型 4
2.3 触摸屏选型 4
2.4 本章小结 5
3 硬件总体设计 5
3.1 硬件设计模块 5
3.2 主控电路 5
3.3 I/O口扩展电路 6
3.4 触摸屏接口电路 7
3.5 MAX232电路 8
3.6 密码储存电路 8
3.7 解锁电路 9
3.8 本章小结 10
3 软件总体设计 10
4.1 软件总体结构 10
4.2 主程序设计 10
4.3 初始化程序设计 12
4.4 密码解锁程序设计 14
4.5 密码修改程序设计 16
4.6 自锁程序设计 19
4.7 本章小结 20
5 系统调试 20
5.1 硬件调试 20
5.3 软件调试 21
5.4 总体调试 24
5.5 本章小结 31
结 论 32 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
致 谢 33
参考文献 34
引言
以前门锁只是一种单纯的机械装置，不管怎么升级，它仍然有相当大的局限性，并且安全性也不能有很大保障。随着时代的发展和技术的进步，为满足人们对门锁的使用要求，用密码代替钥匙的密码锁应运而生[1]。
本论文介绍了一种基于单片机的密码门禁系统的开发。以前的单片机密码锁，主要使用固定键盘配合LED、继电器来实现，这种方法虽然实现十分简单方便，而且效率很高，但是其安全性远远不能满足大多数人的要求[2]。而本设计是一种基于LCD液晶触摸屏的密码门禁，目的是提高了效率的同时，提高系统的可操作性和安全性[3]。本设计通过软件编程的方式来加强密码门禁的可靠性和效率，通过编程来对密码键盘上的数字进行随机排列，大大降低了密码泄露的可能性[4]。同时，本系统在液晶触摸屏的界面进行修改密码的操作，以及在多次接受错误密码时锁定系统等，这都提高了系统的可操作空间和安全性。本设计为单片机密码键盘提供了一种新思路。
1.1课题的背景和意义
在通常的生活和工作中，大多数的住宅和部门为了自己的隐私安全，重要档案和重要财务报表等的安全，都会想到用加锁保密的方法来解决这些安全问题。但是大多数家庭和部门的锁依然是选择机械锁，机械锁虽然安全性比较高，但是它的构造比较复杂，对它的制造要求也比较严格，并且它的制造价格很高，使用这些锁具的人一般性都会带很多把钥匙，通常钥匙放在一起，如果丢失，就会造成很大的麻烦和风险。针对上面提到的问题，为了满足人们对门锁更高的要求，电子门锁就此产生。以前开发的电子锁，受技术和器件的限制，只能用简单的代码来模拟门锁的开关操作，它的类别很少并且安全性不高，但是它的优点是制造简单。虽然这个时代技术日新月异，安全问题越来越称为现代人最关心的问题之一，但是关于锁具的技术发展得却很慢，因此为了弥补这一行业的空缺，使门锁既要使用方便又要非常可靠，锁具朝着智能和小型化发展，而单片机可以满足这些要求，所以基于单片机的门禁系统成为了首选[5]。
本设计介绍了一种应用单片机设计的防盗的智能密码锁，本系统由单片机系统、触摸显示屏组成。系统能完成开锁、超次锁定、修改用户密码的功能。该系统具有软硬件设计简单，易于开发，成本较低，安全可靠，操作方便等特点，可应用于家庭门锁，有比较强的实用性。本设计的密码门锁相对于传统的机械门锁有很多优点，例如其保密性相对于机械锁有了较大的提升；密码修改灵活，防止人员更替之后密码修改的麻烦；相对于机械门锁，基于单片机的密码门锁寿命长，易于修理。另外，基于电阻式触摸屏的显示界面也可以给用户更直观的使用体验，操作方式简单易懂，并且占用空间资源也十分有限。因此，这种方便易开发的触摸屏密码锁必然会给用户带来更多的便利和保障。
1.2国内外发展现状
1）国外发展现状
大概从20世纪30年代，电子锁的研究就开始了，同时在一些场景里，它已经被使用。这种锁研究的初衷是提高锁具的保障性，因为电子锁的密钥量很大，所以他可以和传统门锁配合使用，可以减少因为钥匙的丢失而出现的一些问题。这种方式大大提高了门禁的保障性，同时人们也从中发现了电子锁不需要钥匙的优点[6]。20世纪80年代，第一个电子密码门锁在日本诞生。因为在那个时代，日本经济发展迅速，电子行业也在这个时候搭上了经济发展的快车，一些利用简单的电路设计的密码门锁也是在这个时候诞生的。但是这种类型的密码锁容易被破解，安全性得不到保障。而到了1990年左右，美国、意大利、德国、日本、加拿大、韩国以及我国的台湾、香港等地的电子和通信技术发展迅速，同时也让电子门锁得到了更好的发展，从而电子门锁开始被人们所接受，电子门锁进入了实用性阶段。
2）国内发展现状
虽然我国从上个世纪的90年代开始对电子密码门锁的研究。在这个领域里面我国的技术发展也比较迅速，用了多种电路设计方案，设计出种类繁多的密码门锁，技术水平也比较先进。但是对于西方的发达国家里说，这些技术还是比较落后。西方国家的同类产品已经在种类和数量上比较齐全，并且在各个领域内已经得到了广泛的推广。当然，这些代差对于我国来说正在缩小，电子密码锁的水平会在不久之后达到与西方国家差不多的水平。
1.3关键技术
1）液晶屏显示模块与单片机接口技术
本设计计划采用ZLG320240FBTSSWEYAATP液晶触摸屏作为主要工作模块[7]。RA8806支持4位或者8位数据总线的8080/6800系列MPU接口。以RA8806为控制器的LCD和STC89C58RD+的接口采用总线或者直接I/O方式，基于总线的接口方式须数据总线直接和8255芯片的PA端口相连，P1.3、P1.4作为片选信号。LCD的复位信号直接从51单片机的复位信号取反得到，为保证LCD复位信号的稳定，单片机复位的对低电阻不能大于4.7KΩ。LCD的复位信号也可用单片机引脚产生复位信号，通过基于直接I/O方式的LCD接口方式。
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