基于51單片機(jī)電子密碼鎖設(shè)計(jì)論文（含程序、PCB圖、仿真圖）

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)論文基于51單片機(jī)的電子鎖設(shè)計(jì)系 別: 機(jī)電工程系專業(yè)名稱: 自動(dòng)化學(xué) 號(hào): 學(xué)生姓名: 指導(dǎo)教師: 指導(dǎo)單位: iv電子科技大學(xué)中山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書題目名稱基于51單片機(jī)的電子鎖設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)（撰寫）內(nèi)容隨著信息化時(shí)代也進(jìn)入我們的家庭，人類文明的不斷提高，人們對(duì)家居、文件資料及各種私人隱私的安全要求不斷提高，傳統(tǒng)的機(jī)械鎖也不能滿足人們的要求，針對(duì)此現(xiàn)況，設(shè)計(jì)一款安全可靠廉價(jià)的電子鎖有著重大的意義。本設(shè)計(jì)以at89c51為主控芯片，帶有一個(gè)密碼輸入鍵盤、外圍時(shí)鐘復(fù)位電路、電磁閥等實(shí)現(xiàn)電子鎖的鎖閉和打開。該鎖要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，安全性高，易于主人隨時(shí)更新密碼，在一定程度上具有較大的

2、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。 要求完成電子鎖的控制系統(tǒng)的實(shí)物演示模型。預(yù)期目標(biāo)通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，學(xué)生可以掌握并利用單片機(jī)的軟件編程技術(shù)，能夠選擇合適的算法，運(yùn)用所學(xué)的電路知識(shí)完成基本的電路設(shè)計(jì)，利用protel軟件繪制電路圖，并制作實(shí)際的模型電子鎖的基本功能，完成整套電子密碼鎖的設(shè)計(jì),從而達(dá)到并熟悉一個(gè)產(chǎn)品完整的開發(fā)流程和具體內(nèi)容,增強(qiáng)實(shí)踐應(yīng)用能力。成果形式1、畢業(yè)設(shè)計(jì)論文；2、實(shí)物模型；3、單片機(jī)源程序和可執(zhí)行程序。設(shè)計(jì)（撰寫）地點(diǎn)電子科技大學(xué)中山學(xué)院起止時(shí)間2009年10月18日 至 2010年5月8日指導(dǎo)單位電子科技大學(xué)中山學(xué)院機(jī)電工程系指導(dǎo)教師劉保軍 2009年10月20日審核意見審核簽名 年 月 日

3、設(shè)計(jì)（撰寫）過(guò)程評(píng)語(yǔ)： 指導(dǎo)教師： 年 月 日成績(jī)論文評(píng)閱評(píng)語(yǔ)： 評(píng)閱教師： 年 月 日成績(jī)論文答辯評(píng)語(yǔ)： 答辯組長(zhǎng)： 年 月 日成績(jī)總分審核人： 年 月 日基于51單片機(jī)電子鎖設(shè)計(jì)摘 要隨著科技和人們的生活水平的提高，如何實(shí)現(xiàn)家庭防盜這一問(wèn)題也變的尤其的突出，傳統(tǒng)機(jī)械鎖由于構(gòu)造簡(jiǎn)單，被撬事件屢見不鮮；電子鎖由于其保密性高，使用靈活性好，安全系數(shù)高，受到了廣大用戶的青睞。本設(shè)計(jì)以單片機(jī)at89c51作為密碼鎖監(jiān)控裝置的檢測(cè)和控制核心，分為主機(jī)控制和從機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)（本設(shè)重點(diǎn)介紹主機(jī)設(shè)計(jì)），實(shí)現(xiàn)鑰匙信息在主機(jī)上的初步認(rèn)證注冊(cè)、密碼信息的加密、鑰匙丟失報(bào)廢等功能。根據(jù)51單片機(jī)之間的串行通信原理，這便

4、于對(duì)密碼信息的隨機(jī)加密和保護(hù)。而且采用鍵盤輸入的電子密碼鎖具有較高的優(yōu)勢(shì)。采用數(shù)字信號(hào)編碼和二次調(diào)制方式，不僅可以實(shí)現(xiàn)多路信息的控制，提高信號(hào)傳輸?shù)目垢蓴_性，減少錯(cuò)誤動(dòng)作，而且功率消耗低；反應(yīng)速度快、傳輸效率高、工作穩(wěn)定可靠等。軟件設(shè)計(jì)采用自上而下的模塊化設(shè)計(jì)思想，以使系統(tǒng)朝著分布式、小型化方向發(fā)展，增強(qiáng)系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和運(yùn)行的穩(wěn)定性。測(cè)試結(jié)果表明，本系統(tǒng)各項(xiàng)功能已達(dá)到本設(shè)計(jì)的所有要求。關(guān)鍵詞:單片機(jī)；密碼鎖；單片機(jī)設(shè)計(jì)，電子鎖。electronic lock design with 51 serires single chip controllerabstractalong with the

5、exaltation of social science and the living level of people, how carry out the family to guard against theft, this problem also change particularly outstanding.because of the simple construct of traditional machine lock,the affairs of theft is hackneyed.the electronics lock is safer because of its c

6、onfidentiality, using the vivid good, the safe coefficient is high, being subjected to the large customer close.it can carry out the key information to register in the main on board initial attestation, the password information encrypt etc. go to correspond by letter the principle according to the s

7、tring between 51 machines, this is easy to encrypt and protect to the passwords information random. adopt the numerical signal codes,not only can carry out many controls of the road information, raise the anti- interference that signal deliver, reduce the mistake action,but also the power consume is

8、 low， respond quickly,the efficiency deliver is high, work stable credibility etc. the software design adoption the design thought from top to bottom, to make the system toward wear distribute type,turn to the direction development of small, strengthen the system and can expand the stability and cir

9、culate.test the result enunciation, various functions of this system are already all request of this design.keyword：singlechip;cryptogram lock;singlechip design; electronics lock.目錄1 緒論11.1 引言11.2 電子密碼鎖的背景11.3 電子鎖設(shè)計(jì)的意義的本設(shè)計(jì)特點(diǎn)22.系統(tǒng)設(shè)計(jì)32.1系統(tǒng)總設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖32.2開鎖機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)32.2.1主控芯片at89c51單片機(jī)的簡(jiǎn)介43系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)73.1鍵盤設(shè)計(jì)73.2系統(tǒng)電路

10、設(shè)計(jì)：83.2.1 晶振時(shí)鐘電路83.2.2復(fù)位電路設(shè)計(jì)93.2.3串口引腳功能介紹93.2.4 其它引腳93.3電路圖的繪制93.3.1 protel 99 se簡(jiǎn)介：123.4原器件采購(gòu)143.5電路焊接144.軟件設(shè)計(jì)174.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)整體思路174.2系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程圖185 程序調(diào)試195.1 程序調(diào)試用到的軟件及工具195.2 keil c51簡(jiǎn)介195.3 調(diào)試過(guò)程196 設(shè)計(jì)總結(jié)與展望22致 謝23參考文獻(xiàn)24附錄251 緒論1.1 引言隨著人們生活水平的提高，如何實(shí)現(xiàn)家庭防盜這一問(wèn)題也變的尤其的突出，傳統(tǒng)的機(jī)械鎖由于其構(gòu)造的簡(jiǎn)單，被撬的事件屢見不鮮，電子鎖由于其保密性高

11、，使用靈活性好，安全系數(shù)高，受到了廣大用戶的喜愛(ài)。鎖是置于可啟閉的器物上,用以關(guān)住某個(gè)確定的空間范圍或某種器具的,必須以鑰匙或暗碼打開的扣件。鎖具發(fā)展到現(xiàn)在已有若干年的歷史了，人們對(duì)它的結(jié)構(gòu)、機(jī)理也研究得很透徹，因此，不用鑰匙就能打開的方法和工具也層出不窮?，F(xiàn)代人類文明社會(huì)里，由于社會(huì)中各種矛盾沖突十分劇烈，人們的思想道德觀念，價(jià)值觀念，文化修養(yǎng)水平等差異，群眾中良莠不齊，善良的人們能夠自覺(jué)規(guī)范自已的行為，“非禮不為”，雖無(wú)鑰匙亦不會(huì)亂闖。然而，那些毫無(wú)道德觀念的盜賊卻想方設(shè)法利用高科技手段撬門開鎖，使廣大居民防不勝防。為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況呢？因?yàn)閭鹘y(tǒng)鎖具都存在致命的弱點(diǎn)：第一、 鎖芯采用常見

12、的銅、鋁、鋅等材料，抵抗不了強(qiáng)力破壞；第二、 鎖具制作工藝，技術(shù)落后，無(wú)法阻止技術(shù)手段的開啟。目前，市場(chǎng)上很多國(guó)內(nèi)外的鎖具，實(shí)際上都不具備真正的防盜功能。在慣偷面前，兩根鋼絲或幾件簡(jiǎn)單的工具就可以把這些鎖打開，有的慣偷甚至公開揚(yáng)言：“沒(méi)有我打不開的鎖?！逼鋵?shí)，不是他們多高明，而是一般鎖具技術(shù)原理太過(guò)簡(jiǎn)單。面對(duì)這一殘酷的現(xiàn)狀，新時(shí)代提出了鎖具必須革命的迫切的要求。1.2 電子密碼鎖的背景隨著社會(huì)科技的進(jìn)步，鎖已發(fā)展到了密碼鎖、磁性鎖、電子鎖、激光鎖、聲控鎖等等。在傳統(tǒng)鑰匙的基礎(chǔ)上，加了一組或多組密碼，不同聲音，不同磁場(chǎng)，不同聲波，不同光束光波，不同圖像。（如指紋、眼底視網(wǎng)膜等）來(lái)控制鎖的開啟。從

13、而大大提高了鎖的安全性，使不法之徒無(wú)從下手，人們也就能對(duì)自身財(cái)產(chǎn)安全有了更多的保障。當(dāng)今安全信息系統(tǒng)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，特別在保護(hù)機(jī)密、維護(hù)隱私和財(cái)產(chǎn)保護(hù)方面起到重大作用，而基于電子密碼鎖的安全系統(tǒng)是其中的組成部分，因此研究它具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。1.3 電子鎖設(shè)計(jì)的意義的本設(shè)計(jì)特點(diǎn)單片機(jī)，亦稱單片微電腦或單片微型計(jì)算機(jī)。它是把中央處理器（cpu）、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（ram）、只讀存儲(chǔ)器（rom）、輸入/輸出端口 （i/0）等主要計(jì)算機(jī)功能部件都集成在一塊集成電路芯片上的微型計(jì)算機(jī)。 計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生加快了人類改造世界的步伐，但是它畢竟體積大。微計(jì)算機(jī)（單片機(jī)）在這種情況下誕生了，它為我們改變了什么？縱觀

14、我們現(xiàn)在生活的各個(gè)領(lǐng)域，從導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，到飛機(jī)上各種儀表的控制，從計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，到工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，以及我們生活中廣泛使用的各種智能ic 卡、電子寵物等，這些都離不開單片機(jī)。以前沒(méi)有單片機(jī)時(shí)，這些東西也能做，但是只能使用復(fù)雜的模擬電路，然而這樣做出來(lái)的產(chǎn)品不僅體積大，而且成本高，并且由于長(zhǎng)期使用，元器件不斷老化，控制的精度自然也會(huì)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)。在單片機(jī)產(chǎn)生后，我們就將控制這些東西變?yōu)橹悄芑耍覀冎恍枰趩纹瑱C(jī)外圍接一點(diǎn)簡(jiǎn)單的接口電路，核心部分只是由人為的寫入程序來(lái)完成。這樣產(chǎn)品的體積變小了，成本也降低了，長(zhǎng)期使用也不會(huì)擔(dān)心精度達(dá)不到了，且容易升級(jí)改善。 電子鎖

15、可以在日常生活和現(xiàn)代辦公中，住宅與辦公室的安全防范、單位的文件檔案、財(cái)務(wù)報(bào)表以及一些個(gè)人資料的保存等多種場(chǎng)合使用。大大提高了主人物資的安全性，安全可以代替老式機(jī)械鎖。目前使用的密碼鎖種類繁多，各具特色。本文從經(jīng)濟(jì)實(shí)用的角度出發(fā)，采用at89c2051單機(jī)，研制了一款具有防盜自動(dòng)報(bào)警功能的電子密碼鎖。該密碼鎖設(shè)計(jì)方法合理，簡(jiǎn)單易行，成本低，符合住宅、辦公室用鎖要求，具有一定的推廣價(jià)值。（1）系統(tǒng)設(shè)置4位密碼，密碼通過(guò)鍵盤輸入，若密碼正確，則將鎖打開。（2）密碼由用戶自己設(shè)定，在開鎖狀態(tài)下，用戶可自行修改密碼。（3）具有自動(dòng)報(bào)警功能。自動(dòng)報(bào)警分現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警和遠(yuǎn)程報(bào)警兩種。現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警由揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲。（

16、4）兩種情況下可報(bào)警：一是密碼輸入錯(cuò)誤3次，則報(bào)警；二是非正常開門，如破門而入的情況，可通過(guò)系統(tǒng)的紅外監(jiān)視裝置監(jiān)測(cè)，同時(shí)報(bào)警，保證了系統(tǒng)的安全性。系統(tǒng)工作時(shí)，用戶通過(guò)按鍵輸入4位密碼，單片機(jī)將輸入密碼與設(shè)定密碼進(jìn)行比較，若密碼正確，則發(fā)出開鎖信號(hào)，將門打開，系統(tǒng)不報(bào)警；若密碼不正確，則有相應(yīng)的指示燈閃動(dòng)，并要求重新輸入密碼，重新輸入密碼的次數(shù)不能超過(guò)3次，若3次輸入的密碼都不正確，則發(fā)出報(bào)警信號(hào)。2.系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)總設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖數(shù)碼管及l(fā)ed燈顯示單片機(jī)時(shí)鐘電路單片機(jī)at89c51密碼輸入設(shè)備開鎖機(jī)構(gòu)圖2-1系統(tǒng)總設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖 本設(shè)計(jì)由主控芯片51單片機(jī)，單片機(jī)時(shí)鐘電路，鍵盤，和開鎖電路組成。

17、單片負(fù)責(zé)控制整個(gè)系統(tǒng)的執(zhí)行過(guò)程。2.2開鎖機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)通過(guò)單片機(jī)送給開鎖執(zhí)行機(jī)構(gòu)，電路驅(qū)動(dòng)電磁鎖吸合，從而達(dá)到開鎖的目的。本設(shè)計(jì)通過(guò)p3.0接一個(gè)3極管驅(qū)動(dòng)繼電器打開電磁閥線圈實(shí)現(xiàn)開關(guān)門。at89c51電磁閥開鎖驅(qū)動(dòng)電路密碼正確圖22 密碼鎖開鎖機(jī)構(gòu)示意圖當(dāng)用戶輸入的密碼正確而且是在規(guī)定的時(shí)間及次數(shù)輸入之內(nèi)，單片機(jī)便輸出開門信號(hào)，送到開鎖驅(qū)動(dòng)電路，然后驅(qū)動(dòng)電磁鎖，達(dá)到開門的目的。2.2.1主控芯片at89c51單片機(jī)的簡(jiǎn)介at89c51是一種帶4k字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（fperomfalsh programmable and erasable read only memory）的低電壓，

18、高性能cmos8位微處理器，俗稱單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用atmel高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的mcs-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位cpu和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，atmel的at89c51是一種高效微控制器。主要特性： 與mcs-51 兼容 4k字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 壽命：1000寫/擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年 全靜態(tài)工作：0hz-24mhz 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 1288位內(nèi)部ram 32可編程i/o線 兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 5個(gè)中斷源 可編程串行通道 低功耗的閑置和掉電模式 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路管腳說(shuō)明： vc

19、c：供電電壓。 gnd：接地。 p0口：p0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向i/o口，每腳可吸收8ttl門電流。當(dāng)p1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。p0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。p1口：p1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向i/o口，p1口緩沖器能接收輸出4ttl門電流。p1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，p1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 p2口：p2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o口，p2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)ttl門電流，當(dāng)p2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，p2

20、口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。p2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，p2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，p2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 p3口：p3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向i/o口，可接收輸出4個(gè)ttl門電流。當(dāng)p3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，p3口將輸出電流（ill）這是由于上拉的緣故。 p3口也可作為at89c51的一些特殊功能口，如下表所示： p3.0 rxd（串行輸入口） p3.1 txd（串行輸出口）

21、 p3.2 /int0（外部中斷0） p3.3 /int1（外部中斷1） p3.4 t0（記時(shí)器0外部輸入） p3.5 t1（記時(shí)器1外部輸入） p3.6 /wr（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） p3.7 /rd（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） p3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。 rst：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持rst腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 ale/prog：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在flash編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ale端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于

22、定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ale脈沖。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ale禁止，置位無(wú)效。 /psen：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/psen有效。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/psen信號(hào)將不出現(xiàn)。 /ea/vpp：當(dāng)/ea保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000h-ffffh），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/ea將內(nèi)部鎖定為reset；當(dāng)/ea端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 xtal1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 xtal2：來(lái)自反向

23、振蕩器的輸出。圖2-3 at89c51芯片圖3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1鍵盤設(shè)計(jì)為了使本電路更加簡(jiǎn)潔，本電子鎖的密碼鎖采用簡(jiǎn)單易學(xué)但不為多數(shù)人知道的摩期碼作為電路的密碼輸入。鍵盤硬件設(shè)備只需要一個(gè)按即可實(shí)現(xiàn)密碼的輸入與更改。關(guān)于摩斯碼的介紹如下：摩斯密碼是20世紀(jì)使用較為廣泛的電報(bào)傳輸使用的一種編碼。電報(bào)最早是由美國(guó)的摩爾斯在1844年發(fā)明的，故也被叫做摩爾斯電碼。它由一個(gè)輸入按鍵在輸入時(shí)按住的間隔時(shí)間長(zhǎng)短組成來(lái)決定你的輸入：短促的點(diǎn)信號(hào) ，讀 嘀 （di）；保持一定時(shí)間的長(zhǎng)信號(hào)，讀嗒 （da）。間隔時(shí)間：嘀1t；嗒3t；滴嗒間1t；字母間3t；字間5t。表31字符摩斯碼對(duì)照表字符摩斯碼字符摩斯碼字符

24、摩斯碼a. _m_ _ y_ . _ _b_ . . .n_ .z _ _ . .c_ . _ .o_ _ _1 . _ _ _ _d_ . .p. _ _ .2 . . _ _ e.q_ _ . _ 3 . . . _ _f. . _ .r. _ .4 . . . . _g_ _ .s. . .5 . . . . .h. . . .t_ 6_ . . . .i. .u. . _7_ _ . . .j. _ _ _v. . . _ 8_ _ _ . .k_ . _ w. _ _9_ _ _ _ .l. _ . .x_ . . _0_ _ _ _ _ 注：摩斯碼用在數(shù)字電路中“”表示1，“.”表

25、示0，如0翻譯成二進(jìn)制數(shù)為11111h，十六進(jìn)制數(shù)為1fh。本電路設(shè)計(jì)只取09數(shù)字作密碼有效數(shù)字，如果輸入其它字符則無(wú)效。表32 本設(shè)計(jì)用到的數(shù)字的摩斯碼和二進(jìn)制對(duì)照數(shù)字0123456789摩斯碼111110111100111000110000100000100001100011100111102進(jìn)制111110111100111000110000100000100001100011100111103.2系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)：本系統(tǒng)電路主芯片at89c51，晶振和兩個(gè)電容組成的時(shí)鐘脈沖，一個(gè)電阻和一個(gè)電解電容和一個(gè)按鍵組成的復(fù)位電路，一個(gè)8段數(shù)碼管構(gòu)成的密碼顯示器，一個(gè)蜂鳴器，5個(gè)led，一個(gè)npn三

26、極管加上一個(gè)繼電器組成的驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成了系統(tǒng)電路。3.2.1 晶振時(shí)鐘電路單片機(jī)xial1和xial2分別接30pf的電容，中間再并個(gè)12mhz的晶振，形成單片機(jī)的晶振電路。圖31 晶振電路3.2.2復(fù)位電路設(shè)計(jì)圖32 復(fù)位電路3.2.3串口引腳功能介紹 單片的p1口外接1位8段數(shù)碼管，作為密碼輸入顯示器；int0外接蜂鳴器，當(dāng)int0被置0時(shí)，蜂鳴器發(fā)出聲音；p0口外接發(fā)光二極管用作系統(tǒng)工作狀態(tài)提示。3.2.4 其它引腳 ale引腳懸空，復(fù)位引腳接到復(fù)位電路、vcc接電源、vss接地、ea接電源3.3電路圖的繪制用protel 99 se繪制的完整電路圖如下：圖33 系統(tǒng)電路圖八段數(shù)碼管顯示你

27、的摩斯按鍵是否正確對(duì)應(yīng)你要輸入的數(shù)字密碼。由于采取上電設(shè)置密碼的編程方法復(fù)位鍵即密碼修改鍵設(shè)置在門后，要打開門才能修改密碼。設(shè)置密碼后若輸入密碼不對(duì)的前兩次5秒報(bào)警，最后一次10分鐘報(bào)警,摩斯按發(fā)錯(cuò)誤除外(但有兩秒報(bào)警，并且須全部密碼重新輸入)。本電路設(shè)置四位密碼，由于每位數(shù)字鍵均由五位摩斯碼構(gòu)成則要輸入20次摩斯碼鍵！p0.0（綠色）“滴”顯示，p0.2（黃色）“嗒”音顯示，p0.4（紅色）摩斯碼按法錯(cuò)誤或密碼錯(cuò)誤，p0.6（藍(lán)色）表示該電路已設(shè)置了密碼，等待輸入密碼進(jìn)行比較。protel繪制的pcb板：圖34 系統(tǒng)pcb板protel系統(tǒng)3d仿真：圖35 系統(tǒng)3d仿真模型3.3.1 pro

28、tel 99 se簡(jiǎn)介：protel99se是protel公司近10年來(lái)致力于windows平臺(tái)開發(fā)的最新結(jié)晶，能實(shí)現(xiàn)從電學(xué)概念設(shè)計(jì)到輸出物理生產(chǎn)數(shù)據(jù)，以及這之間的所有分析、驗(yàn)證和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理。因而今天的protel最新產(chǎn)品已不是單純 的pcb（印制電路板）設(shè)計(jì)工具，而是一個(gè)系統(tǒng)工具，覆蓋了以pcb為核心的整個(gè)物理設(shè)計(jì)。 最新版本的protel軟件可以毫無(wú)障礙地讀orcad、pads、accel(pcad)等知名eda公司設(shè)計(jì)文件，以便用戶順利過(guò)渡到新的eda平臺(tái)。protel99 se共分5個(gè)模塊，分別是原理圖設(shè)計(jì)、pcb設(shè)計(jì)（包含信號(hào)完整性分析）、自動(dòng)布線器、原理圖混合信號(hào)仿真、pld設(shè)計(jì)

29、。 以下介紹一些protel99se的部分最新功能：可生成30多種格式的電氣連接網(wǎng)絡(luò)表；強(qiáng)大的全局編輯功能；在原理圖中選擇一級(jí)器件，pcb中同樣的器件也將被選中； 同時(shí)運(yùn)行原理圖和pcb，在打開的原理圖和pcb圖間允許雙向交叉查找元器件、引腳、網(wǎng)絡(luò)既可以進(jìn)行正向注釋元器件標(biāo)號(hào)（由原理圖到pcb），也可以進(jìn)行反向注釋（由pcb到原理圖），以保持電氣原理圖和pcb在設(shè)計(jì)上的一致性；滿足國(guó)際化設(shè)計(jì)要求（包括國(guó)標(biāo)標(biāo)題欄輸出，gb4728國(guó)標(biāo)庫(kù)）； * 方便易用的數(shù)?；旌戏抡妫嫒輘pice 3f5）；支持用cupl語(yǔ)言和原理圖設(shè)計(jì)pld，生成標(biāo)準(zhǔn)的jed下載文件； * pcb可設(shè)計(jì)32個(gè)信號(hào)層，16個(gè)

30、電源-地層和16個(gè)機(jī)加工層；強(qiáng)大的“規(guī)則驅(qū)動(dòng)”設(shè)計(jì)環(huán)境，符合在線的和批處理的設(shè)計(jì)規(guī)則檢查； 智能覆銅功能，覆鈾可以自動(dòng)重鋪； 提供大量的工業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)電路板做為設(shè)計(jì)模版； 放置漢字功能； 可以輸入和輸出dxf、dwg格式文件，實(shí)現(xiàn)和autocad等軟件的數(shù)據(jù)交換； 智能封裝導(dǎo)航（對(duì)于建立復(fù)雜的pga、bga封裝很有用）； 方便的打印預(yù)覽功能，不用修改pcb文件就可以直接控制打印結(jié)果； 獨(dú)特的3d顯示可以在制板之前看到裝配事物的效果； 強(qiáng)大的cam處理使您輕松實(shí)現(xiàn)輸出光繪文件、材料清單、鉆孔文件、貼片機(jī)文件、測(cè)試點(diǎn)報(bào)告等； 經(jīng)過(guò)充分驗(yàn)證的傳輸線特性和仿真精確計(jì)算的算法，信號(hào)完整性分析直接從pcb啟動(dòng)

31、； 反射和串?dāng)_仿真的波形顯示結(jié)果與便利的測(cè)量工具相結(jié)合。注：由于資金和設(shè)備限制，以上pcb電路設(shè)計(jì)過(guò)程屬于理論化，只作為電路板設(shè)計(jì)的一個(gè)流程。本電路的實(shí)物模型,本人還是采用萬(wàn)用電路板來(lái)完成。3.4元器件采購(gòu)1.元器件清單表33 元器件清單原件名稱備注單片機(jī)at89c51電阻r1，r210k，100k各一只電解電容c3100f無(wú)極電容c1，c230vf數(shù)碼管一只5v蜂鳴器一只晶振12mhz三極管9014一個(gè)按健s1，s2各一個(gè)12v繼電器一個(gè)led d1，d2，d3，d4綠，黃，紅，藍(lán)各一個(gè)2極管40041只萬(wàn)能電路板1塊經(jīng)采購(gòu)繼電器沒(méi)有買到，所以原電路的輸出電路3極管的繼電器改為led燈，只要

32、電路ic經(jīng)密碼輸入后能點(diǎn)亮led燈則電路設(shè)計(jì)要求達(dá)到。3.5電路焊接 1.焊接所需工具工具名稱數(shù)量焊烙鐵50w1只帶松香焊絲若干萬(wàn)用表一個(gè)表34焊接所需工具電路焊接實(shí)物圖如下：圖36 電路正面接線實(shí)物圖圖37 電路背面接線實(shí)物圖4.軟件設(shè)計(jì)4.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)整體思路一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)要完成各項(xiàng)功能，首先必須有較完善的硬件作保證。同時(shí)還必須得到相應(yīng)設(shè)計(jì)合理的軟件的支持，尤其是微機(jī)應(yīng)用高速發(fā)展的今天，許多由硬件完成的工作，都可通過(guò)軟件編程而代替。甚至有些必須采用很復(fù)雜的硬件電路才能完成的工作，用軟件編程有時(shí)會(huì)變得很簡(jiǎn)單，如數(shù)字濾波，信號(hào)處理等。因此充分利用其內(nèi)部豐富的硬件資源和軟件資源，采用與c51系

33、列單片機(jī)相對(duì)應(yīng)的51匯編語(yǔ)言和結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法進(jìn)行軟件編程。程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言有三種：機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言。機(jī)器語(yǔ)言是機(jī)器唯一能“懂”的語(yǔ)言，用匯編語(yǔ)言或高級(jí)語(yǔ)言編寫的程序（稱為源程序）最終都必須翻譯成機(jī)器語(yǔ)言的程序（成為目標(biāo)程序），計(jì)算機(jī)才能“看懂”，然后逐一執(zhí)行。高級(jí)語(yǔ)言是面向問(wèn)題和計(jì)算過(guò)程的語(yǔ)言，它可通過(guò)于各種不同的計(jì)算機(jī)，用戶編程時(shí)不必仔細(xì)了解所用的計(jì)算機(jī)的具體性能與指令系統(tǒng)，而且語(yǔ)句的功能強(qiáng)，常常一個(gè)語(yǔ)句已相當(dāng)于很多條計(jì)算機(jī)指令，于是用高級(jí)語(yǔ)言編制程序的速度比較快，也便于學(xué)習(xí)和交流，但是本系統(tǒng)卻選用了匯編語(yǔ)言。原因在于，本系統(tǒng)是編制程序工作量不大、規(guī)模較小的單片機(jī)微控制系統(tǒng)，使用

34、匯編語(yǔ)言可以不用像高級(jí)語(yǔ)言那樣占用較多的存儲(chǔ)空間，適合于存儲(chǔ)容量較小的系統(tǒng)。4.2系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程圖糸統(tǒng)返回否是密碼錯(cuò)誤主人是否要修改密碼開門輸入正確密碼保存后糸統(tǒng)返回輸入新密碼報(bào)警輸入錯(cuò)誤滿3次輸入錯(cuò)誤未滿3次密碼比較開始系統(tǒng)喚醒上電密碼輸入完畢系統(tǒng)等待密碼輸入 圖41 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖5 程序調(diào)試把也寫好的匯編語(yǔ)言程序的載入軟件調(diào)試工具，檢查軟件是否有設(shè)法錯(cuò)誤，再根據(jù)軟件提示對(duì)本程序進(jìn)行修改，直到?jīng)]有錯(cuò)誤再生成單片機(jī)能運(yùn)行的機(jī)器碼，再用51開發(fā)板或其它單怎機(jī)寫入工具把機(jī)器碼寫入單片機(jī)進(jìn)行實(shí)際的程序調(diào)試，根據(jù)實(shí)際情況再對(duì)程序的不足加以修改，直到滿足設(shè)計(jì)要求。5.1 程序調(diào)試用到的軟件及工具

35、調(diào)試本程序需要用到keil c51，及51開發(fā)板一塊及其配套的下載燒錄軟件5.2 keil c51簡(jiǎn)介keil c51是美國(guó)keil software公司出品的51系列兼容單片機(jī)c語(yǔ)言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，c語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。用過(guò)匯編語(yǔ)言后再使用c來(lái)開發(fā)，體會(huì)更加深刻。keil c51軟件提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全windows界面。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到keil c51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。 c5

36、1工具包的整體結(jié)構(gòu)： uvision與ishell分別是c51 for windows和for dos的集成開發(fā)環(huán)境(ide)，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個(gè)開發(fā)流程。開發(fā)人員可用ide本身或其它編輯器編輯c或匯編源文件。然后分別由c51及a51編譯器編譯生成目標(biāo)文件(.obj)。目標(biāo)文件可由lib51創(chuàng)建生成庫(kù)文件，也可以與庫(kù)文件一起經(jīng)l51連接定位生成絕對(duì)目標(biāo)文件(.abs)。abs文件由oh51轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的hex文件，以供調(diào)試器dscope51或tscope51使用進(jìn)行源代碼級(jí)調(diào)試，也可由仿真器使用直接對(duì)目標(biāo)板進(jìn)行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如eprom中。5.3 調(diào)試過(guò)程

37、 首先打開keil c51主程序，新建工程，新建文本框?qū)懭氤绦颍４?，檢查是否有語(yǔ)法錯(cuò)誤，經(jīng)反復(fù)檢查無(wú)誤后匯編，生成51單片機(jī)可執(zhí)行的hex文件。然后用51開發(fā)板相匹配的燒錄軟件把hex文件寫入單片機(jī)。圖51 keil c51調(diào)試介面圖52 單片機(jī)燒錄軟件介面6 設(shè)計(jì)總結(jié)與展望實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)然也是檢驗(yàn)學(xué)習(xí)成果的標(biāo)準(zhǔn)。在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的學(xué)習(xí)之后，我們需要了解自己的所學(xué)應(yīng)該如何應(yīng)用在實(shí)踐中，因?yàn)槿魏沃R(shí)都源于實(shí)踐，歸于實(shí)踐，所以要將所學(xué)的知識(shí)在實(shí)踐中來(lái)檢驗(yàn)。在做畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，在老師的指導(dǎo)下，通過(guò)自身的不斷努力，無(wú)論是思想上，學(xué)習(xí)上，都取得了長(zhǎng)足的發(fā)展和巨大的收獲，現(xiàn)將工作總結(jié)如下：思想

38、上，學(xué)會(huì)了用科學(xué)的精神去解決問(wèn)題。很多事情看起來(lái)是很簡(jiǎn)單的問(wèn)題，但實(shí)際做起來(lái)去會(huì)發(fā)現(xiàn)有許多奧妙！這是因?yàn)槠渲刑N(yùn)含著許多科學(xué)的問(wèn)題。運(yùn)用科學(xué)的方法去解決問(wèn)題，這是我這次實(shí)訓(xùn)給我?guī)?lái)的思想上的改變。學(xué)習(xí)上，使自已在大學(xué)所以的知識(shí)在這次得到實(shí)踐，學(xué)到一些書本上無(wú)法學(xué)到的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)電子元件有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。電子鎖是信息化時(shí)代發(fā)展的產(chǎn)物，應(yīng)時(shí)而生，我相信隨著科技的不斷發(fā)展，將來(lái)的電子鎖一定更加完美，更加人性化，更加便宜，更加安全。致 謝在本次論文設(shè)計(jì)過(guò)程中，劉老師對(duì)該論文從選題，構(gòu)思到最后定稿的各個(gè)環(huán)節(jié)給予細(xì)心指引與教導(dǎo),使我得以最終完成畢業(yè)論文設(shè)計(jì)，在此表示衷心的感謝。此外在學(xué)習(xí)中,老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、

39、豐富淵博的知識(shí)、敏銳的學(xué)術(shù)思維、精益求精的工作態(tài)度以及侮人不倦的師者風(fēng)范是我終生學(xué)習(xí)的楷模。另外在完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，還得到眾多朋友的關(guān)心支持和幫助，在此，謹(jǐn)向老師同學(xué)和朋友致以衷心的感謝和崇高的敬意！最后，我要向百忙之中抽時(shí)間對(duì)本文進(jìn)行審閱，評(píng)議和參與本人論文答辯的各位老師表示感謝參考文獻(xiàn)1 李朝青.單片機(jī)原理及接口技術(shù)(簡(jiǎn)明修訂版)m.北京:北京航空航天大學(xué)出版社，19982 李全利.單片機(jī)原理及接口技術(shù)m.高等教育出版社，20033 protel99 se電路設(shè)計(jì)與制板m.機(jī)械工業(yè)出版社，20074 楊將新，李華軍，劉到駿等.單片機(jī)程序設(shè)計(jì)及應(yīng)用（從基礎(chǔ)到實(shí)踐）j電子工業(yè)出版社，200

40、65 steven f.barrett.daneil j.pack.embedded systemm.北京：電子工業(yè)出版社，20066 周立功.lpc900系列flash單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)j.北京航空航天大學(xué)出版社, 20047 黃智偉.全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽訓(xùn)練教程m.北京：電子工業(yè)出版社, 2005附錄本設(shè)計(jì)的程序：hc0 equ 4ah ;延時(shí)緩存區(qū)hc1 equ 4bhhc2 equ 4chhc3 equ 4dhhc4 equ 4ehxs_0 equ 50h ；顯示緩存區(qū)xs_1 equ 51hxs_2 equ 52hxs_3 equ 53hxs_4 equ 54hxs_5 equ 55h

41、xs_6 equ 56hxs_7 equ 57hxs_8 equ 58hxs_9 equ 59hps1 equ 5ah ；設(shè)置密碼緩存區(qū)ps2 equ 5bhps3 equ 5chps4 equ 5dhmmbz equ 5fh ；密碼輸入次數(shù)at1 equ 60h ；輸入密碼緩存區(qū)at2 equ 61hat3 equ 62hat4 equ 63h ；初始化org 00hajmp main1org 30hmain1: mov ps1 ,#00h mov ps2 ,#00h mov ps3 ,#00h mov ps4 ,#00h mov at1 ,#00h mov at2 ,#00h mov at

42、3 ,#00h mov at4 ,#00hmain:mov xs_0 ,#1fh ；顯示0的摩斯值 mov xs_1 ,#0fh ；顯示1的摩斯值 mov xs_2 ,#07h ；顯示2的摩斯值 mov xs_3 ,#03h ；顯示3的摩斯值 mov xs_4 ,#01h ；顯示4的摩斯值 mov xs_5 ,#00h ；顯示5的摩斯值 mov xs_6 ,#10h ；顯示6的摩斯值 mov xs_7 ,#18h ；顯示7的摩斯值 mov xs_8 ,#1ch ；顯示8的摩斯值 mov xs_9 ,#1eh ；顯示9的摩斯值 clr p3.0 ；rxd置0 mov a ,#00h ；密碼緩存

43、mov r2 ,#04h ；四位密碼 mov r1 ,#00h mov r0 ,#ps1 mov r7 ,#05h ;摩斯次數(shù)，由于數(shù)字為5次 clr p2.7start:mov p0 ,#0ffh mov p1 ,#0ffh setb p2.4 ;按鍵位 jb p2.4 ,start ;2.4為1轉(zhuǎn)start lcall delay500ms jb p2.4 ,startok: ；嘀的音 clr p0.0 lcall delay500ms jnb p2.4 ,daa ；是否去嗒音cun: ； setb p0.2 setb p0.0 rl a add a ,r1 ；存入一位摩斯碼 djnz r

44、7 ,yanshi ；是否夠五位摩斯碼 ajmp xianshiyanshi: ;輸入一位摩斯碼停頓1t lcall delay500ms jb p2.4 ,main ajmp okdaa: ；嗒的音 lcall delay500ms jb p2.4 ,stop setb p0.0 clr p0.2 lcall delay500ms setb p0.2 jnb p2.4 ,stop mov r1 ,#01h ajmp cunstop: ；摩斯輸入錯(cuò)誤 clr p0.4 lcall delay2s setb p0.4 ajmp maincunchu:mov r0 ,a inc r0 mov a

45、,#00h mov r1 ,#00h mov r7 ,#05h djnz r2 ,yanshi clr p0.6 lcall delay2s setb p0.6 ajmp shuruxianshi:cjne a ,xs_0 ,next1 ；夠五位摩斯碼顯示0 mov p1 ,#0c0h clr p3.2 ;報(bào)警器 lcall delay1s setb p3.2 ;報(bào)警器 mov p1 ,#0ffh ajmp cunchunext1:cjne a ,xs_1 ,next2 ；夠五位摩斯碼顯示1 mov p1 ,#0f9h clr p3.2 lcall delay1s setb p3.2 mov

46、p0 ,#0ffh ajmp cunchunext2:cjne a ,xs_2 ,next3 ；夠五位摩斯碼顯示2 mov p1 ,#0a4h clr p3.2 lcall delay1s setb p3.2 mov p1 ,#0ffh ajmp cunchunext3: cjne a ,xs_3 ,next4 ；夠五位摩斯碼顯示3 mov p1 ,#0b0h clr p3.2 lcall delay1s setb p3.2 mov p1 ,#0ffh ajmp cunchunext4: cjne a ,xs_4 ,next5 ；夠五位摩斯碼顯示4 mov p1 ,#99h clr p3.2

47、lcall delay1s setb p3.2 mov p1 ,#0ffh ajmp cunchunext5: cjne a ,xs_5 ,next6 ；夠五位摩斯碼顯示5 mov p1 ,#92h clr p3.2 lcall delay1s setb p3.2 mov p1 ,#0ffh ajmp cunchunext6: cjne a ,xs_6 ,next7 ；夠五位摩斯碼顯示6 mov p1 ,#7dh clr p3.2 lcall delay1s setb p3.2 mov p1 ,#0ffh ajmp cunchunext7: cjne a ,xs_7 ,next8 ；夠五位摩斯碼顯示7 mov p1 ,#0f8h clr p3.2 lcall delay1s setb p3.2 mov p1 ,#0ffh ajmp cunchunext8: cjne a ,xs_8 ,next9 ；夠五位摩斯碼顯示8 mov p1 ,#080h clr p3.2 lcall delay1s setb p3.2 mov p1 ,#0ffh ajmp cunchunext9: cjne a ,xs_9 ,cw ；夠五位摩斯碼顯示9 mo