电子密码锁设计毕业设计论文.doc
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1、*大学*学院毕业设计(论文)设计说明书设计(论文)题目:电子密码锁设计 学 生:* 专 业:电子信息工程 班 级:电信*-* 指导教师:* 设计日期:2015年6月10日*大学*学院毕业设计(论文)任务书毕业设计(论文)题目:电子密码锁设计原始资料: 20世纪80年代后,随着电子锁专用集成电路的出现,电子锁的体积缩小,可靠性提高,成本较高,是适合使用在安全性要求较高的场合,且需要有电源提供能量,使用还局限在一定范围,难以普及,所以对它的研究一直没有明显进展。 目前,在西方发达国家,电子密码锁技术相对先进,种类齐全,电子密码锁已被广泛应用于智能门禁系统中,通过多种更加安全,更加可靠的技术实现大门
2、的管理。在我国电子锁整体水平尚处于国际上70年代左右,电子密码锁的成本还很高,市场上仍以按键电子锁为主,按键式和卡片钥匙式电子锁已引进国际先进水平,现国内有几个厂生产供应市场。但国内自行研制开发的电子锁,其市场结构尚未形成,应用还不广泛。国内的不少企业也引进了世界上先进的技术,发展前景非常可观。希望通过不断的努力,使电子密码锁在我国也能得到广泛的应用。 电子防盗锁广泛应用于金融业,其根本的作用是“授权”,即被“授权”的人才可以存取钱、物。广义上讲,金融业的“授权”主要包括以下三种层次的内容: 1、授予保管权,如使用保管箱、保险箱和保险柜; 2、授予出入权,如出入金库、运钞车和保管室; 3、授予
3、流通权,如自动存取款。毕业设计(论文)主要内容: 拟在此电子密码锁的系统中设计主要由三部分组成:44矩阵键盘接口电路、密码锁的控制电路、输出八段显示电路。另外系统还有LED提示灯,报警蜂鸣器等。系统能完成本机超时报警、超次锁定、修改用户密码基本的密码锁的功能。 本设计的任务拟采用单片机(STC89C52)作为单片机的核心单元,利用单片机串行发射、接收等功能而设计的一款具有本机开锁和报警功能的电子密码锁。本系统成本低廉,功能实用。本系统根据设定好的密码,采用44键盘实现密码的输入功能,当密码输入正确之后,锁就打开,如果输入的密码不正确,就锁定按键3秒钟,同时发出报警声。 (1)单片机型号可选ST
4、C89C52。 (2)6位密码的设定在程序中完成。 (3)密码的输入采用44键盘实现,输入6位数字后,按回车键结束。 (4)若输入的密码正确,锁打开,同时用发光二极管亮1秒作为提示。 (5)报警可采用蜂鸣器或扬声器。主要参考文献: 1 李永,嵌入式系统的发展现状和发展趋势,电脑知识与技术,2005年,第3期,68-69 2 彭松; 赵丽媛; 王闳; 武桐桐; 张百发,智能电子密码锁的设计与研究,电子制作,2014年2月(下),总第253期,060-061 3 徐梦来; 曹浩彤,浅谈现代安防问题之电子密码锁,科技致富向导,2014年10月,第30期,202-254 4 梁丽,电子密码锁的计算机仿
5、真设计,计算机仿真,2005年,第02期,218-22012全新实用电路集粹丛书编辑委员会,家用电器控制与保护应用电路集粹,机械工业出版社,2005年,67-165 5 Wei Liu , Yan Ping Wang,AT89C52 Microcontroller-Based Electronic Locks Design,Applied Mechanics and Materials,2014, Vol.3627 (685), 378-3836 JOHANSSON FRITZ HUGO (US);DAVIDSON JAMES P (US),Electronic Combination Loc
6、k,US20070847209 ,2008-3-13 ,全文学生须提交的文件: (1) 设计说明书文本1份,电子版1份 (2) 开题报告一份 (3) 毕业设计(论文)正文 (4) 与设计相关的外文原文及其翻译一篇进度安排: 3.01-3.14: 得知论文题目并阅读相关硕士论文; 3.15-4.10: 在老师指导下完成对基础理论的理解;4.11-5.09: 在老师的指导下了解硬件选择、软件的安装使用,并做出相关结果; 5.10-5.16: 构思论文框架(论文提纲);5.17-6.14: 进行对论文的起草并完成论文初稿。专业班级 电信*-* 学生 * 设计(论文)工作起止日期 2015.3.022
7、015.6.12 指导教师签字 日期 专业(系)主任签字 日期 电子密码锁设计摘 要 随着电子产品向智能化和微型化的不断发展 ,单片机已成为电子产品研制和开发中首选的控制器。本文介绍了一种应用 STC89C52单片机设计的防盗自动报警电子密码锁系统。经实验验证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 ,可作为产品进行开发,应用于住宅、办公室的保险箱及档案柜等需要防盗的场所 ,所以电子密码锁凭着比较强的实用性、锁密匙量大,又要制造简单;既安全可靠,又成本低廉;既保密性强,又实用性广,在密码锁的巨大市场上占有一席之地。本系统由STC89C52单片机、4*4矩阵键
8、盘、蜂鸣器、复位电路和晶振电路、继电器等组成。4*4键盘主要用于密码的输入和修改,蜂鸣器报警,复位电路和晶振电路与STC89C52单片机组成单片机最小系统。它具有设置、修改6位用户密码、输错报警、密码错误报警等功能。本系统成本低廉,功能实用。关键词: 密码锁,蜂鸣器,报警,STC89C52ELECTRONIC COMBINATION LOCK DESIGNABSTRACTAs electronic products to intelligence and the continuous development of miniaturization, SCM has become the rese
9、arch and development of electronic product first controller. This paper introduces a kind of application of STC89C52 SCM design anti-theft alarm system, automatic electronic locks. Through the experiment validate the system hardware and software design is simple and easy to develop, low cost, conven
10、ient operation, safe and reliable, etc. Can be used as product development and application in residential, office of safe and security needs of the cabinet etc, so electronic locks with stronger practicability, lock the key, and make simple, Both safe and reliable, and low cost, Both secrecy, and pr
11、acticability, the huge market in locks.This system by the STC89C52 single-chip microcomputer, the 4 * 4 matrix keyboard, buzzer, reset circuit and vibration circuit, relay and so on, 4 * 4 keyboard is mainly used for input and modify the password, the buzzer alarm, and resonance circuit and reset ci
12、rcuit STC89C52 singlechip microcontroller minimum system. It has six Settings, modify user password, mistyped alarm, password error alarm, etc. This system is low cost, function and practical.KEY WORDS : Combination lock, Buzzer, Call the police, STC89C52目 录摘 要IABSTRACTII第一章 绪 论11.1 密码锁简介11.2 课题背景11
13、.3 课题的目的和意义21.4 电子密码锁发展趋势21.5 本设计所要实现的目标31.6 本设计完成的工作41.7 设计方案简介4第二章 总体方案52.1 硬件选择62.1.1 电源模块62.1.2 主控制器模块62.1.3 存储器模块62.2 软件部分7第三章 硬件系统构成及实现83.1 主要元器件83.1.1 主控芯片STC89C5283.1.2 存储芯片AT24C02123.1.3 LCD1602显示器133.1.4 晶体振荡器153.2 硬件电路163.2.1 电源输入电路163.2.2 键盘电路173.2.3 存储芯片电路173.2.4 液晶显示电路183.2.5 报警电路193.2
14、.6 复位电路203.2.7 晶振电路203.2.8 开锁电路21第四章 软件系统设计方案214.1 主程序流程图224.2 按键功能流程图234.3 密码设置流程图244.4 开锁软件流程图25第五章 系统安装、调试、仿真与实现265.1 系统安装265.2 硬件调试265.3 软件调试275.3.1 KEIL软件介绍275.3.2 调试275.4 系统仿真285.4.1 Proteus软件简介285.4.2 软件操作简介285.4.3 仿真28第六章 总结与展望29参考文献30致 谢32附 录33附录1 元器件清单33附录2 整机电路仿真图34附录3 源程序34外文文献41中文翻译52IV
15、第一章 绪 论1.1 密码锁简介 安全问题是现代社会各界普遍关注的焦点之一。在现实生活中,很多场合都用到了电子密码锁,比如说门禁系统,银行账户管理,保险箱等等地方都要用到电子密码锁,而且对其要求也很高。所以高安全性能密码锁的研究就成了一个必需的话题。近几年各种安全产品(如指纹识别、卡辨识、红外防盗等)已相继问世,但这类产品的特点是针对特定指纹或有效卡。只能适用于保密要求高或供个人使用的保险箱保险柜等,虽然这些产品安全性高,但其生产成本高,携带、安装及使用不方便,这在一定程度上限制了这类产品的普及和推广。随着单片机的迅速发展,其应用领域越来越广,如消费电子、家用电器、办公设备、商业营销设备、工业
16、控制和机电一体化控制系统、智能测量仪表以及汽车与航空航天电子系统中都广泛采用了单片机。51系列单片机由于具有可靠性好,以及扩展控制功能强等优点,成为国内目前应用最广泛的一种8位单片机之一。随着单片机的应用领域越来越广泛,可以看出其的优越性和可靠性,所以将其应用到保密和安全方面是必然的,也是相当可靠,相当有意义的,基于单片机的电子密码锁的研究在保护财产和人身安全方面可以给人们带来更多更好的选择。本文介绍的是一种由单片机编程控制实现的多功能密码锁,这种电路设计具有密码输入有效提示、错误指示、控制开锁电平、控制报警电路、密码修改等功能。可在意外泄密的情况下及时修改密码,密码可以是1-9位按键随意组合
17、,其保密性强、灵活性高、特别适用于家庭、办公室、学生宿舍及宾馆等场所,具有社会推广价值。1.2 课题背景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。根据本设计要求,通过密码输入来控制电路或是芯片工作,从而控制机械开关的闭合,完成开锁、闭锁等任务。
18、它的种类很多,有简易的电路产品,也有基于芯片的性价比较高的产品。现在应用较广的数字密码锁是以芯片为核心,通过编程来实现的。其性能和安全性已大大超过了机械锁。其主要优点有:(1)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。(2)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。(3)误码输入保护。当输入密码错误时,系统会报警。(4)操作简单易行,一学即会。1.3 课题的目的和意义 随着电子技术和计算机技术的飞速发展,单片机性能不断完善,性能价格比显著提高,技术日趋完善。由于单片机具有体积小、重量轻、价格便宜、功耗低、控制功能强及运算速度快等
19、特点,因而在国民经济建设、军事及家用电器等各个领域均得到了广泛的应用。本设计利用单片机及附加器件实现数据采集和控制算法,来完成某一实际功能,检验并提高同学对整体电路设计和把握能力,了解单片机系统设计流程,以及电路板的实际制作和调试能力。同时也加强了对数字电路、单片机和微机原理等课程知识的实际应用能力,也为同类产品的进一步发展奠定理论和实践基础。20世纪80年代后,随着电子锁专用集成电路的出现,电子锁的体积缩小,可靠性提高,成本较高,是适合使用在安全性要求较高的场合,且需要有电源提供能量,使用还局限在一定范围,难以普及,所以对它的研究一直没有明显进展。目前,在西方发达国家,电子密码锁技术相对先进
20、,种类齐全,电子密码锁已被广泛应用于智能门禁系统中,通过多种更加安全,更加可靠的技术实现大门的管理。在我国电子锁整体水平尚处于国际上70年代左右,电子密码锁的成本还很高,市场上仍以按键电子锁为主,按键式和卡片钥匙式电子锁已引进国际先进水平,现国内有几个厂生产供应市场。但国内自行研制开发的电子锁,其市场结构尚未形成,应用还不广泛。国内的不少企业也引进了世界上先进的技术,发展前景非常可观。希望通过不断的努力,使电子密码锁在我国也能得到广泛的应用。1.4 电子密码锁发展趋势从目前的技术水平和市场认可程度看,使用最为广泛的是键盘式电子密码锁,该产品主要应用于保险箱、保险柜和金库,还有一部分应用于保管箱
21、和运钞车。键盘式电子密码在键盘上输入,与打电话差不多,因而易于掌握,其突出优点是“密码”是记在被授权人脑子里的数字和字符,既准确又可靠,不会丢失(除了忘记),难以被窃(除非自己泄露)。但是密码不能太简单,太简单了就容易被他人在键盘上试探出来,或者可能被旁观者窥测出来,造成保密性不足。当然,密码又不能太复杂,太复杂了可能自己都糊涂了,或者输入密码操作成功率低,造成使用不便。因此,为了发扬优点、克服弱点,键盘式电子密码也在不断发展中,如“任意设定密码”技术使得被授权人可以根据自己的需要或喜好设定密码,常用常新;而“自动更改密码”技术使得本次输入的密码将自动更改成下次应输入的密码,更改的规律不为他人
22、所知,因而不怕旁观者窥测;独出心裁的“键盘乱序显示”技术使得键盘上的固定键位每次显示出的字符不固定,并且显示的窄小角度只能由操作者正面看得到,因而即使旁观者看见操作动作也难以窥测出密码;“多重密码设定”技术使得单组密码不一定有效,适合多人分权使用,需要输入两组以上的密码才被认可,大大提高了保密性,如果限定输入这些密码的先后顺序或时间区段,则保密性还可提高。在输入密码的过程中,为了限制试探密码的企图,通常输入错误码若干次或若干时间内输入不正确,即“封锁”键盘,不再接受输入操作。总之,尽管新式电子防盗锁层出不穷,但键盘式电子密码防盗锁仍然“老树发新芽”,不仅在市场上居于主流地位,而且,还经常作为其
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