51单片机密码锁的设计与实现【字数：12566】
在平常的生活中，密码锁应用在很多方面，比方住所的安全、重要的文件档案、公司的财务报表等一系列资料都可以用密码锁来解决安全问题。具有报警功能的电子密码锁的应用在未来需求会更加高。传统的插钥匙开锁太过繁琐，时常会出现钥匙丢失等现象，为了增加其安全性，用密码代替钥匙的密码锁出现了，使用起来安全性更高、成本低、操作简单，满足现代人对安全防范的要求。现在市场上的各种电子密码锁，大多数都是用单片机来制作的。本系统开发的电子密码锁是基于51单片机，并结合蜂鸣器、4*4行列式键盘、继电器、LCD液晶显示屏、红外接收头和射频模块来实现。系统具体功能包括掉电存储、密码修改、密码错误报警、刷卡开锁、卡片信息存储和删除、红外遥控等功能。其中，矩阵键盘用于密码输入、修改和RFID卡片的存储和删除，当密码连续三次输入错误时蜂鸣器开始报警。系统能实现密码锁的基本功能，简单易用，具有一定的实用价值。
Keywords:password lock;singlechip LCD;liquid crystal display; powerdown storage;matrix keyboard 目 录
1. 绪论 1
1.1 课题研究的目的和意义 1
1.2 电子密码锁的发展趋势 1
2. 系统设计方案 3
2.1 密码锁需求分析 3
2.2 系统设计方案选定 3
2.2.1设计思路 3
2.2.2系统电路原理图 4
2.3 使用工具 5
2.3.1 Keil uVision5 5
2.3.2 STCISP 5
3.系统硬件设计 6
3.1 51单片机简介 6
3.2 LCD1602显示模块设计 9
3.2.1 LCD1602简介 9
3.2.2 LCD1602主要参数和引脚功能 10
3.2.3 LCD1602设计电路 11
3.3矩阵键盘模块设计 12
3.3.1 键盘模块 12
3.3.2 矩阵键盘的工作原理 13
3.4蜂鸣器模块 14
3.5红外接收模块设计 15
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.5.1 红外接收模块简介 15
3.5.2 红外接收头工作方式 16
3.5.3 红外接收模块电路 17
3.6射频模块设计 17
3.6.1 射频模块简介 17
3.6.2 射频PICC识别过程 18
3.6.3 射频卡电路图 18
3.7继电器控制模块设计 19
3.8上拉电阻介绍 20
3.9自锁开关设计 21
4.系统软件设计 23
4.1软件总体设计 23
4.2键盘扫描子程序 25
4.3 LCD液晶显示模块 27
4.4 密码输入子程序 27
4.5 报警子程序 29
5. 系统测试 31
5.1系统实物图 31
5.2 程序测试 31
5.3 调试结果及分析 32
6.系统开发对社会的影响 36
7.总结与展望 37
7.1总结 37
7.2改进与展望 37
参考文献 39
致 谢 40
绪论
1.1 课题研究的目的和意义
现代生活中，人们生活水平越来越高，人们慢慢的对自己的财产安全更加的重视了，所以对保密性更高的密码锁需求越来越高。当前科学技术发展非常迅速，单片机技术慢慢的更加成熟，功能更加丰富。用单片机制作的电子密码锁开始出现了，把单片机作为核心，然后设计好硬件电路和控制算法，可以满足日常的使用需求，例如修改密码、存储、识别和显示、报警等功能。电子密码锁的出现保障了人们的财产安全和隐私安全，让人们出门更加的方便，再也不用携带钥匙。
电子锁现在在大规模的使用，人们在家里会用锁把贵重的物品锁起来防止被盗窃，这样做的目的就是为了提高安全性。普通锁很容易被撬开，安全性很低，电子密码锁虽然成本较高，但是安全性很高，大多数用在保险柜等地方。通过分析发现，传统的密码有很多缺点，所以安全性不高，所以研究新型的密码锁有很大的需求性。现在科技发展的特别快，把机械锁和电子芯片组合，于是新的密码锁就出现了就是现在的电子密码锁，这种电子密码锁可以和机械锁一起使用，可以避免钥匙丢失或者钥匙被仿制等留下的安全隐患，它只需要记住一串密码就可以了，出门不用带金属钥匙，因为他使用起来非常方便，所以很受人们的喜欢，慢慢的变成市场上主流的产品。[1]
本次设计以51单片机为核心，主要有LCD1602液晶屏、射频模块、继电器、矩阵键盘、蜂鸣器等组成，满足日常的使用需求，功能比较丰富，可以实现键盘输入密码解锁，射频卡开锁，修改密码，存储与删除射频卡信息，蜂鸣器报警等功能，整体设计逻辑较为清晰。
1.2 电子密码锁的发展趋势
在平时生活中，房屋的安全、重要的隐私档案、公司的财务文件等多用加锁的方法来解决。现在的门锁大多数使用弹子锁，会经常出现丢失钥匙的情况，人们经常需要携带很多把钥匙，极其不方便。由于传统的锁具使用起来非常不方便，为了让人们使用的更加方便，用密码代替钥匙的新型电子密码锁就产生了。由于密码锁的出现，人们出门将不必携带钥匙，也没有丢钥匙的风险，使用起来非常方便，市场前景一片大好。
19世纪开始，电子信息发展的很迅速，电子密码锁也开始出现了并渐渐的开始运用起来。据相关资料显示，大约从1930年开始，人们开始对电子密码锁进行研究，并且慢慢开始应用在一些特定的场所。目前生活中使用的大部分还是弹子锁，如果钥匙丢失，保密性就大大降低了，这种锁成本比较高而且故障率也很高，使用起来很不方便。电子密码锁的设计是用行列式键盘输入密码，系统核对密码是否正确，正确才会开锁。设计电子密码锁的目的是为了提高安全性，传统锁太过累赘且安全性不高，钥匙容易被仿制，电子密码锁只需要记住密码就可以了，电子密码锁种类非常多，比如指纹锁、射频卡锁、生物锁，人脸锁等。使用起来最方便的还是按键式的电子密码锁。
在1980年左右，电子密码锁的集成电路开始出现了，这样的锁的体积很小、成本比较高、可靠性也很高，在要求较高的场合使用非常合适，但还是有局限，很难普及。
进入20世纪，电子密码锁进入高速发展阶段，开始出现了指纹密码锁，通过指纹来解锁，每个人的指纹都不相同，这种保密性更加高，后来又出现了面容ID，识别人脸进行解锁，指纹锁已经在慢慢普及到家用，面容锁目前大部分用于手机等领域。科学技术迅速发展，渐渐的会有保密性更高的锁出现。
当前，发达国家已经掌握了比较先进的密码锁技术，并且广泛应用到智能门禁系统中，我们国家的技术水平还不是很高，成本也比较高，目前还是以按键式的密码锁为主。国内很多企业引进国外先进技术，发展前景一片良好。
Keywords:password lock;singlechip LCD;liquid crystal display; powerdown storage;matrix keyboard 目 录
1. 绪论 1
1.1 课题研究的目的和意义 1
1.2 电子密码锁的发展趋势 1
2. 系统设计方案 3
2.1 密码锁需求分析 3
2.2 系统设计方案选定 3
2.2.1设计思路 3
2.2.2系统电路原理图 4
2.3 使用工具 5
2.3.1 Keil uVision5 5
2.3.2 STCISP 5
3.系统硬件设计 6
3.1 51单片机简介 6
3.2 LCD1602显示模块设计 9
3.2.1 LCD1602简介 9
3.2.2 LCD1602主要参数和引脚功能 10
3.2.3 LCD1602设计电路 11
3.3矩阵键盘模块设计 12
3.3.1 键盘模块 12
3.3.2 矩阵键盘的工作原理 13
3.4蜂鸣器模块 14
3.5红外接收模块设计 15
3 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
.5.1 红外接收模块简介 15
3.5.2 红外接收头工作方式 16
3.5.3 红外接收模块电路 17
3.6射频模块设计 17
3.6.1 射频模块简介 17
3.6.2 射频PICC识别过程 18
3.6.3 射频卡电路图 18
3.7继电器控制模块设计 19
3.8上拉电阻介绍 20
3.9自锁开关设计 21
4.系统软件设计 23
4.1软件总体设计 23
4.2键盘扫描子程序 25
4.3 LCD液晶显示模块 27
4.4 密码输入子程序 27
4.5 报警子程序 29
5. 系统测试 31
5.1系统实物图 31
5.2 程序测试 31
5.3 调试结果及分析 32
6.系统开发对社会的影响 36
7.总结与展望 37
7.1总结 37
7.2改进与展望 37
参考文献 39
致 谢 40
绪论
1.1 课题研究的目的和意义
现代生活中，人们生活水平越来越高，人们慢慢的对自己的财产安全更加的重视了，所以对保密性更高的密码锁需求越来越高。当前科学技术发展非常迅速，单片机技术慢慢的更加成熟，功能更加丰富。用单片机制作的电子密码锁开始出现了，把单片机作为核心，然后设计好硬件电路和控制算法，可以满足日常的使用需求，例如修改密码、存储、识别和显示、报警等功能。电子密码锁的出现保障了人们的财产安全和隐私安全，让人们出门更加的方便，再也不用携带钥匙。
电子锁现在在大规模的使用，人们在家里会用锁把贵重的物品锁起来防止被盗窃，这样做的目的就是为了提高安全性。普通锁很容易被撬开，安全性很低，电子密码锁虽然成本较高，但是安全性很高，大多数用在保险柜等地方。通过分析发现，传统的密码有很多缺点，所以安全性不高，所以研究新型的密码锁有很大的需求性。现在科技发展的特别快，把机械锁和电子芯片组合，于是新的密码锁就出现了就是现在的电子密码锁，这种电子密码锁可以和机械锁一起使用，可以避免钥匙丢失或者钥匙被仿制等留下的安全隐患，它只需要记住一串密码就可以了，出门不用带金属钥匙，因为他使用起来非常方便，所以很受人们的喜欢，慢慢的变成市场上主流的产品。[1]
本次设计以51单片机为核心，主要有LCD1602液晶屏、射频模块、继电器、矩阵键盘、蜂鸣器等组成，满足日常的使用需求，功能比较丰富，可以实现键盘输入密码解锁，射频卡开锁，修改密码，存储与删除射频卡信息，蜂鸣器报警等功能，整体设计逻辑较为清晰。
1.2 电子密码锁的发展趋势
在平时生活中，房屋的安全、重要的隐私档案、公司的财务文件等多用加锁的方法来解决。现在的门锁大多数使用弹子锁，会经常出现丢失钥匙的情况，人们经常需要携带很多把钥匙，极其不方便。由于传统的锁具使用起来非常不方便，为了让人们使用的更加方便，用密码代替钥匙的新型电子密码锁就产生了。由于密码锁的出现，人们出门将不必携带钥匙，也没有丢钥匙的风险，使用起来非常方便，市场前景一片大好。
19世纪开始，电子信息发展的很迅速，电子密码锁也开始出现了并渐渐的开始运用起来。据相关资料显示，大约从1930年开始，人们开始对电子密码锁进行研究，并且慢慢开始应用在一些特定的场所。目前生活中使用的大部分还是弹子锁，如果钥匙丢失，保密性就大大降低了，这种锁成本比较高而且故障率也很高，使用起来很不方便。电子密码锁的设计是用行列式键盘输入密码，系统核对密码是否正确，正确才会开锁。设计电子密码锁的目的是为了提高安全性，传统锁太过累赘且安全性不高，钥匙容易被仿制，电子密码锁只需要记住密码就可以了，电子密码锁种类非常多，比如指纹锁、射频卡锁、生物锁，人脸锁等。使用起来最方便的还是按键式的电子密码锁。
在1980年左右，电子密码锁的集成电路开始出现了，这样的锁的体积很小、成本比较高、可靠性也很高，在要求较高的场合使用非常合适，但还是有局限，很难普及。
进入20世纪，电子密码锁进入高速发展阶段，开始出现了指纹密码锁，通过指纹来解锁，每个人的指纹都不相同，这种保密性更加高，后来又出现了面容ID，识别人脸进行解锁，指纹锁已经在慢慢普及到家用，面容锁目前大部分用于手机等领域。科学技术迅速发展，渐渐的会有保密性更高的锁出现。
当前，发达国家已经掌握了比较先进的密码锁技术，并且广泛应用到智能门禁系统中，我们国家的技术水平还不是很高，成本也比较高，目前还是以按键式的密码锁为主。国内很多企业引进国外先进技术，发展前景一片良好。
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