51单片机简易密码锁

学 号：

单片机课程设计说明书

设计题目：简易电子密码锁

成绩评定表

摘 要

在日常的生活和工作中, 住宅与部门的安全防范、单位的文件档案、财务报表以及一些个人资料的保存多以加锁的办法来解决。若使用传统的机械式钥匙开锁，人们常需携带多把钥匙, 使用极不方便, 且钥匙丢失后安全性即大打折扣。随着科学技术的不断发展，人们对日常生活中的安全保险器件的要求越来越高。为满足人们对锁的使用要求，增加其安全性，用密码代替钥匙的密码锁应运而生。密码锁具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等优点。

在安全技术防范领域，具有防盗报警功能的电子密码锁逐渐代替传统的机械式密码锁，克服了机械式密码锁密码量少、安全性能差的缺点，使密码锁无论在技术上还是在性能上都大大提高一步。随着大规模集成电路技术的发展，特别是单片机的问世，出现了带微处理器的智能密码锁，它除具有电子密码锁的功能外，还引入了智能化管理、专家分析系统等功能，从而使密码锁具有很高的安全性、可靠性，应用日益广泛。

本课程设计介绍了基于单片机电子密码锁的设计，该设计硬件主要由AT89C52最小系统、矩阵电路、1602LCD 显示电路、电源电路和报警电路等几部分组成。软件主要由C 语言编程。该密码锁由单片机技术，通过矩阵电路设置、修改密码、保护密码，并由LCD 显示密码输入，从而实现对密码的设置、保护。

关键词： 单片机， 密码锁， 1602，最小系统，矩阵键盘

Abstract In daily life and work, the department of housing and security, unit documents, financial statements and some personal information to save more in order to lock the ways to solve. If use the traditional mechanical key to open the lock, people often

need to carry multiple keys, use very convenient, and the key missing after security is compromised. With the continuous development of science and technology, people in daily life the demand is higher and higher safety insurance device. To meet the requirements of people on the use of the lock, increase its safety, use the password instead of the key combination lock arises at the historic moment. Combination lock with high safety, low cost, low power consumption, easy operation, etc.

In the field of security technology to guard against, with electronic combination lock anti-theft alarm function gradually replace the traditional mechanical

combination lock, overcoming the mechanical combination lock password quantity is little, the shortcomings of poor safety performance, make the combination lock both in technology and step in performance are improved greatly. With the development of large scale integrated circuit technology, especially the single chip microcomputer, appeared with the intelligent combination of the microprocessor, it besides has the function of electronic combination lock, also introduced the intelligent management, expert analysis system, and other functions, so that the combination lock of high security, reliability, and increasingly widely used.

The course design of electronic combination lock based on MCU is introduced, the design of the hardware is mainly composed of AT89C52 minimum system, matrix circuit, 1602 LCD display circuit, power circuit and alarm circuit and so on several parts. Software is mainly composed of C language programming. The combination lock by the single chip microcomputer technology, through the matrix circuit setting, change passwords, password protection, and by the LCD display password input, so as to realize the password Settings, protection.

Key words: single chip microcomputer, trick lock, the 1602, the smallest

system, matrix keyboard

目 录

摘 要 ......................................................................................................................... I II

ABSTRACT ....................................................................................................................... 4

第1章 绪论 ................................................................................................................. 7

1.1电子密码锁的现状与发展 . ................................................................................................... 7

1.1.1电子密码锁的现状 . ....................................................................................................... 7

1.1.2电子密码锁的发展 . ....................................................................................................... 7

1.2电子密码锁的特色 . ............................................................................................................... 7

第2章 电子密码锁的工作原理及总体设计..............................................................8

2.1电子密码锁的工作原理 . ....................................................................................................... 8

2.2总体结构的设计 . ................................................................................................................... 8

第3章 硬件系统设计 ............................................................... 错误！未定义书签。

3.1单片机最小系统和数据输入 . ............................................................. 错误！未定义书签。

3.1.1单片机最小系统 . ......................................................................... 错误！未定义书签。

3.1.2矩阵键盘的设计与初始数据的输入 . ......................................................................... 11

3.2 数据的输出与显示 ............................................................................................................. 12

3.3报警电路.............................................................................................................................. 16

3.4硬件电路图.......................................................................................................................... 17

第4章仿真与调试 ..................................................................................................... 19

4.1 程序流程...........................................................................................................................19 4.2 仿真结果...........................................................................................................................20

总结 ............................................................................................................................. 23

参考文献 ..................................................................................................................... 25 附件

第1章 绪论

1.1电子密码锁的现状和发展

1.1.1电子密码锁的现状

当今智能电子密码锁发展已经到了非常高的境界，由于电子元件特别是单片机应用在这几年得到空前发展，无论功能性，稳定性都比较全面，在保密方面已做到人眼识别，指纹识别，人声识别基本上电影上有的现实也有。在国外发展比较早，所以应用也比较广泛，主要在家庭装较贵重地方，银行，保险柜等应用较多，在国内这方面发展也较快，不管自己开发或是引进都有，在重要地方应用也较多，由于价钱比普通弹子锁较贵，早几年应用较少，现在越来越普及到平常化，未来的发展也会越来越被大众采用，由于它的功能、安全是弹子锁无法相比的。发展前境是非常大的。

1.1.2电子密码锁的发展

现在，电子密码锁适用于各个领域，尤其在国民建设，和军事领域具有突出贡献。现在的密码锁内的信息包括了数字、字符、图形图像、人体生物特征和时间等，对电子锁的要求也越来越高。电子技术必是各国发展的优先技术。

1.2电子密码锁的特色

保密性好, 编码量多, 远远大于弹子锁。随机开锁成功率几乎为零。密码可变。 用户可以经常更改密码，防止密码被盗，同时也可以避免因人员的更替而使锁的密级下降。误码输入保护。当输入密码多次错误时，报警系统自动启动。电子密码锁操作简单易行，一学即会。干扰码功能 在输入正确密码前可输入任意码。出门时无需其他操作，只需一次的把手动作，可机械的开启门，所以遇到火灾等应急状况下也迅速，安全的开启门。

第三章 硬件系统设计

3.1 单片机最小系统和数据输入

3.1.1 单片机最小系统

选用单片机作为系统的核心部件，实现控制与处理的功能。单片机具有资源丰富、速度快、编程容易等优点。利用单片机内部的随机存储器（RAM ）和只读存储器（ROM ）及其引脚资源，外接液晶显示（LCD ），键盘输入等实现数据的处理传输和显示功能，基本上能实现设计指标。

本设计采用AT89c52单片机，89C52是INTEL 公司MCS-51系列单片机中基本的产品，它采用ATMEL 公司可靠的CMOS 工艺技术制造的高性能8位单片机，属于标准的MCS-51的HCMOS 产品。它结合了CMOS 的高速和高密度技术及CMOS 的低功耗特征，它基于标准的MCS-51单片机体系结构和指令系统，属于89C51增强型单片机版本，集成了时钟输出和向上或向下计数器等更多的功能，适合于类似马达控制等应用场合。89C52内置8位中央处理单元、512字节内部数据存储器RAM 、8k 片内程序存储器（ROM ）32个双向输入/输出(I/O)口、3个16位定时/计数器和5个两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内时钟振荡电路。此外，89C52还可工作于低功耗模式，可通过两种软件选择空闲和掉电模式。在空闲模式下冻结CPU 而RAM 定时器、串行口和中断系统维持其功能。掉电模式下，保存RAM 数据，时钟振荡停止，同时停止芯片内其它功能。

图3-11 P0口外接排阻

图3-12 最小系统电路图 如图3-12为单片机最小系统，硬件最小系统:由电

源、主板和CPU 、内存组成. 在这个系统中, 没有任何信

号线的连接, 只有电源到主板的电源连接.

由于设计本电

路图所使用的软件为Protues ，且电源和电源地脚为自

动隐藏所以电源部分也是在其中的。如图3-11所示。51

单片机的P0 端口为开漏输出，内部无上拉电阻。所以

在当做普通I/O 输出数据时，由于V2 截止，输出级

是漏极开路电路，要使“1”信号（即高电平）正常输出，

必须外接上拉电阻。

图3-13