基于單片機(jī)的電子密碼鎖設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)(完整資料)

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基于單片機(jī)的電子密碼鎖設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)(完整資料）(可以直接使用，可編輯優(yōu)秀版資料，歡迎下載）畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：基于單片機(jī)的電子密碼鎖設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)姓名：王東雪學(xué)院：信息學(xué)院專業(yè):電子信息工程指導(dǎo)教師:張巧杰協(xié)助指導(dǎo)教師:2012年5月２0日摘要近年來,隨著改革開放的深入發(fā)展,電子電器的飛速發(fā)展.人民的生活水平有了很大提高。各種高檔家電產(chǎn)品和貴重物品為許多家庭所擁有。然而不法分子也是越來越多，原因在于大部分人防盜意識還不夠強(qiáng)，造成偷盜現(xiàn)象屢見不鮮。越來越多的居民家庭對財(cái)產(chǎn)安全問題十分擔(dān)憂。因此，出于安全方便等方面的需求，電子密碼鎖相繼問世。本設(shè)計(jì)是以單片機(jī)AT89S５１為主控芯片，并結(jié)合外圍液晶顯示ＬCD1６02、存儲芯片ＡT24C02、紅外遙控HS003８，以及鍵盤輸入、復(fù)位、電源等電路組合而成。系統(tǒng)能夠完成開鎖、報(bào)警、修改密碼等基本功能,還能夠通過紅外來控制單片機(jī)的開鎖,以及掉電儲存密碼的功能。整個(gè)設(shè)計(jì)在Ｋeil開發(fā)環(huán)境下,用C語言編寫主控芯片的控制程序來實(shí)現(xiàn)具有多功能的電子密碼鎖.關(guān)鍵詞:密碼鎖AT89S５1儲存顯示紅外AbstｒaｃｔＩnrｅcｅｎｔyｅarｓ，wｉｔhｔｈedeepeningｏｆreformanｄｏpｅｎiｎg—uｐ，wｉththerapidｄevelｏpmeｎｔofelecｔronicapｐliａncｅs．Ｔhepeｏpｌｅ’slｉvｉｎｇstａｎdardｈasbeeｎgrｅatlｙimproveｄ.Aｖａｒieｔyofhigh-ｇradehouseｈｏｌdeｌｅctricalapｐliancesaｎdtheｖａｌｕableshａvefｏrｍanｙfaｍilｉｅs。Howeverｃriminaｌsａrealsomorｅanｄｍoｒe，becauseｍｏｓtpeoｐleｓecｕrityaｗarenesｓｉsｎoｔstrｏｎgeｎoｕgh，caｕsinｇstｅaｌｐhenomｅnonitｉsoftｅnｓeｅn.Morｅanｄmorｅhouseholdsｉnprｏpertｙsaｆetyiｓｃｏｎｃernedaｂout.Thereｆore，ｆoｒｔhｅsａｆeaｎdｃonｖenienｔａnｄothｅｒａspecｔsofthedｅmand，electｒoｎicpａｓsｗｏrｄloｃkiｎsuccessｉoｎ。ThedｅｓｉｇniｓｂaseｄoｎＳCＭＡT89S51asｍaiｎcontrolchiｐ，andthecombinationoｆｐeripheralLCD1602ｌiｑuｉdcryｓtaｌdｉsplaｙ，memｏrycｈｉpAT24C02,infｒarｅdreｍｏtｅcｏntroｌＨS00３8，ａndkeyｂoardinpuｔ,reｓｅt,pｏwｅｒcｉrcｕitaｓsembly.Tｈｅｓyｓｔemcanｃｏmpｌeｔetｈeｌock，alaｒm，mｏdifypaｓswordsａndoｔheｒfunｃtioｎｓ，canａｌsoｔｈrouｇhinfrａredtｏconｔrolchiplocｋ，andpower-downsavepａｓｓwordfuncｔiｏn。ThewｈoleｄesigniｎtheKEIＬdevｅｌopmeｎteｎviｒoｎmeｎt，uｓingＣlanguagｅmaｓterｃontｒｏlchiｐcoｎtｒoｌproｃeｄurｅstoaｃhiｅvemultifuｎctionａleｌｅｃtroniｃcｉpherlock。KeyＷo(hù)rdｓ：ＰasｓwoｒｄlocｋAＴ89S51StorageDisplayIｎfrarｅｄ目錄TOＣ\ｏ＂1—2＂\h\ｕHYＰERLＩNK\l＿Toc1５８51摘要PＡGEＲＥF_Toc15851IHYPERＬINK\l＿Ｔoc2567６AｂｓtｒactＰＡGＥREＦ_Toｃ25６7６ＩＩHＹPＥRLINK\l_Ｔｏc7003引言PＡＧＥＲＥＦ_Toｃ70031HYＰＥRＬINK\l_Toｃ21５8３1概述PAGＥRＥＦ_Toc2158321。１課題背景和意義PＡGERＥF＿Ｔoc145９021．２電子密碼鎖的發(fā)展趨勢PAGEREF＿Ｔoｃ78０8２ＨYＰＥRLINＫ\l_Tｏｃ11４502系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思路PAＧERＥF＿Ｔoc1１４５03HＹＰEＲLIＮK\l_Toc６522２。1系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求PAＧＥREF_Tｏc６5223ＨYPERLINＫ\l_Ｔｏc209６52.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案PＡGEREF_Tｏｃ２096533系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)PＡGＥREF_Ｔoc76354HYPERLＩNＫ\l_Toc１81523。１主控芯片ＡＴ８9S51ＰＡＧＥREF_Toｃ１81５2４3.2存儲模塊AＴ24C02PAGERＥF＿Toc8１2473。３紅外模塊HＳ0038PAGＥREF_Toｃ268709HYＰERLIＮK\l_Toc2５1733.4顯示模塊LCD１602ＰＡGEＲEＦ_Toc2５１７3１0ＨＹPEＲLＩNK\l_Ｔｏc１８０513．5電源電路模塊PAGEREF_Toｃ18051113.６鍵盤輸入模塊PAGEREF＿Toc３１43912HYPERLINK\l＿Toｃ１6243。7報(bào)警電路PＡGＥREF_Ｔoｃ16２４１3HYPEＲLIＮK\l＿Ｔoc1８８５03．８開鎖電路ＰAGEREF＿Ｔoｃ1８850133。9復(fù)位電路PAGＥRＥF_Toc2８８0２1４ＨYPERLＩＮＫ\l＿Toc601３．1０串行通信電路PAGERＥF_Toｃ601１4ＨＹPERＬINK\l_Toc28５173。１1系統(tǒng)整體原理圖PＡGＥＲEＦ_Tｏc28５１７16HＹPERLINＫ\l_Ｔoｃ2４２5０4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)PAＧEＲＥF_Toc24250174.1主程序設(shè)計(jì)PAGEREＦ＿Toc２1１８１１７HYPERLINK\l_Ｔｏc164８34.２鍵值判斷設(shè)計(jì)PAGＥRＥＦ＿Toc1648318４。3開鎖設(shè)計(jì)PＡGEREF＿Ｔoc23５64１９HＹPERLIＮK\l_Toc３5044。4密碼修改設(shè)計(jì)PAＧＥRＥF_Toc35042０ＨYPEＲＬＩＮK\l_Toc9２284.５紅外遙控設(shè)計(jì)PＡGＥＲEＦ＿Ｔｏc922８２34.6Kｅｉl編程軟件介紹PＡGＥREF_Toc1５12424HYPＥＲLINK\l＿Toc507６5仿真設(shè)計(jì)PAGEREF_Tｏc5076275.１Proｔues仿真軟件概述ＰAGＥREF_Ｔoc２7515275。2Proｔueｓ與Kｅil的連調(diào)ＰＡGERＥF_Ｔoc195822８5．3Prｏtuｅｓ與Ｋｅil的連調(diào)的仿真結(jié)果PAGＥREF_Toc２１７０２9５．4問題及解決辦法ＰＡGERＥF_Toc3430HYPERＬINK\l_Toc20639結(jié)論P(yáng)AＧＥREF_Toｃ２063９31ＨYＰＥRLIＮK\l＿Toc４172致謝PＡGEREF＿Ｔｏc4１7232參考文獻(xiàn)ＰAＧＥRＥF_Toc３９08３３引言隨著新技術(shù)的不斷開發(fā)與應(yīng)用，近年來單片機(jī)發(fā)展十分迅速,一個(gè)以微機(jī)應(yīng)用為主的新技術(shù)革命浪潮正在蓬勃興起,單片機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到冶金、電力、建材、化工、機(jī)械、石油、食品等各個(gè)行業(yè)。單片機(jī)控制無疑是人們追求的目標(biāo)之一,它所給人們帶來的方便也是不可否認(rèn)的其中單片機(jī)控制就是一個(gè)典型的例子。MCS—51系列單片機(jī)應(yīng)用廣泛,是學(xué)習(xí)單片機(jī)技術(shù)較好的系統(tǒng)平臺，同時(shí)也是單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的一個(gè)重要系列。目前，單片機(jī)原理與應(yīng)用教材大都采用匯編語言講解和設(shè)計(jì)程序?qū)嵗珔R編語言學(xué)習(xí)困難。在實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)調(diào)試中,特別是開發(fā)比較復(fù)雜的應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，為了提高開發(fā)效率和使程序便于移植，現(xiàn)在多用Ｃ語言。在信息產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展的今天，我們生活中必不可需的設(shè)備都向著小型化、便攜化、智能化、自動化的方向發(fā)展。所以電子密碼鎖隨著快節(jié)奏的生活應(yīng)運(yùn)而生.在我國六七十年代還是傳統(tǒng)的一把鑰匙配一把鎖，不管是單位還是個(gè)人每天都要認(rèn)真檢查是否鎖上了門，而且鑰匙還不能隨便亂放，一旦不小心忘記放在哪里很可能就打不開門了。傳統(tǒng)的鎖也相當(dāng)?shù)牟话踩?會有一些不法分子想盡辦法打開你的房鎖去偷盜東西。電子密碼鎖的產(chǎn)生使得這些問題都不再是問題,我們只需簡單的記住六位密碼即可.１概述1.1課題背景和意義人們從前使用的鎖不但不方便，而且安全系數(shù)也比較低.隨著社會的進(jìn)步和人們生活水平的提高,老式的鎖已經(jīng)跟不上人們的要求，況且人們對防盜的要求越來越高，特別是對使用的便捷性也有了更高的需求。因此近幾年一種新型的電子密碼鎖應(yīng)運(yùn)而生，受到了人們的青睞。有報(bào)警功能的密碼鎖這時(shí)正為人們解決了不少問題。但是市場上的密碼鎖大部分都是用于一些大公司財(cái)政機(jī)構(gòu)、價(jià)格高昂，一般人們難以接受。如果再設(shè)計(jì)和生產(chǎn)一種價(jià)格低廉、性能靈敏可靠的密碼鎖,必將在防盜和保證財(cái)政安全方面發(fā)揮更加有效的作用。密碼鎖是現(xiàn)代生活中經(jīng)常用到的工具之一，廣泛應(yīng)用于保險(xiǎn)柜、房門、賓館、車庫等。電子密碼鎖克服了機(jī)械式密碼鎖量少、安全性能差的缺點(diǎn),特別是使用單片機(jī)控制的智能電子密碼鎖，不但功能全,而且具有更高的安全性和可靠性.并且電子密碼鎖只需記住一組密碼,無需攜帶鑰匙，免除了人們攜帶鑰匙的煩惱，被越來越多的人所喜歡。隨著我國第三產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展,電子密碼鎖會在不久的將來得到廣泛的應(yīng)用,方便社會和個(gè)人。1。2電子密碼鎖的發(fā)展趨勢20世紀(jì)８0年代后,隨著電子鎖專用集成電路的出現(xiàn)，電子鎖的體積縮小，同時(shí)可靠性提高，成本也相對提高，所以只適合使用在安全性要求較高的場合,且需要有電源提供能量,使用還局限在一定范圍,難以普及，所以對密碼鎖的研究一直沒有明顯進(jìn)展.到了９0年代,美國、意大利、德國、日本、加拿大、韓國以及我國的臺灣、香港等地的微電子技術(shù)的進(jìn)步和通信技術(shù)的發(fā)展為密碼鎖提供了技術(shù)上的支持，從而推動密碼鎖走向?qū)嶋H應(yīng)用的階段.目前,在西方國家，電子密碼鎖技術(shù)相對先進(jìn),種類齊全，電子密碼鎖已被廣泛應(yīng)用于智能門禁系統(tǒng)中,使之更加安全更加可靠實(shí)現(xiàn)大門的管理。我國于90年代初期開始對密碼鎖進(jìn)行初步的探索。到目前為止,隨著電子技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展,電子密碼鎖的技術(shù)領(lǐng)域已發(fā)展的十分成熟。從目前的技術(shù)水平和市場認(rèn)可程度看,使用最為廣泛的是鍵盤式電子密碼鎖,該產(chǎn)品主要應(yīng)用于保險(xiǎn)箱、保險(xiǎn)柜和金庫，還有一部分應(yīng)用于保管箱和運(yùn)鈔車.在其他技術(shù)領(lǐng)域還有遙控式電子密碼鎖以及卡片式密碼鎖等。2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思路2．１系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求單片機(jī)密碼鎖主要內(nèi)容：用戶可以自由設(shè)定密碼、具有報(bào)警提示功能、可設(shè)置萬用密碼、具有掉電存儲密碼功能。2.２系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案本系統(tǒng)采用以單片機(jī)為核心元件的控制方案。由于單片機(jī)種類繁多，各種型號都有其一定的應(yīng)用環(huán)境，因此在選用時(shí)要多加比較，合理選擇,以獲得最佳的性價(jià)比。一般來說在選取單片機(jī)時(shí)從下面幾個(gè)方面考慮:性能、存儲器、運(yùn)行速度、I/O口、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、串行接口、模擬電路功能、工作電壓、功耗、封裝形式、抗干擾性、保密性，除了以上的一些方面外,還有一些最基本的條件，比如：中斷源的數(shù)量和優(yōu)先級、工作溫度范圍、有沒有低電壓檢測功能、單片機(jī)內(nèi)有無時(shí)鐘振蕩器、有無上電復(fù)位功能等。在開發(fā)過程中還要考慮開發(fā)工具、編程器、開發(fā)成本、開發(fā)人員的適應(yīng)性、技術(shù)支持和服務(wù)等因素?；谝陨弦蛩乇驹O(shè)計(jì)選用單片機(jī)AＴ８9S5１作為本設(shè)計(jì)的核心元件，利用單片機(jī)靈活的編程設(shè)計(jì)和豐富的I/O端口，及其控制的準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)基本的密碼鎖功能。在單片機(jī)的外圍電路外接輸入鍵盤用于密碼的輸入和一些功能的控制，外接AT24C02芯片用于密碼的存儲，外接LCD１６02顯示器用于顯示作用。其原理如下圖1所示。顯示電路顯示電路電源電路單片機(jī)AT89S51報(bào)警電路鍵盤輸入開鎖電路復(fù)位電路紅外遙控密碼儲存AT89S51圖1單片機(jī)控制方案3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)3．１主控芯片AT89S５1在本設(shè)計(jì)中選用ATMEL公司的AT89Ｓ51單片機(jī)作為主控芯片.它是一款低功耗,AT89S51就是一款廣泛應(yīng)用的，高性能CMＯS8位單片機(jī)，由于系統(tǒng)控制方案簡單，數(shù)據(jù)量也不大,考慮到電路的簡單和成本等因素,因此在本設(shè)計(jì)中選用ATMEＬ公司的AT89S５1單片機(jī)作為主控芯片.主控模塊采用單片機(jī)最小系統(tǒng)是由于ＡＴ89S51芯片內(nèi)含有８B的E2PROM,無需外擴(kuò)存儲器,電路簡單可靠，其時(shí)鐘頻率為0~24MＨz，并且價(jià)格低廉，批量價(jià)在１0元以內(nèi).AT89S51是一款功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī),它可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比。單片機(jī)的最小系統(tǒng)是由復(fù)位電路、時(shí)鐘電路和電源組成。復(fù)位操作有上電自動復(fù)位、按鍵復(fù)位和外部脈沖復(fù)位３種方法.本文采用的是上電復(fù)位它是通過系統(tǒng)外部的復(fù)位電路來實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)電路原理可知電容兩極板間的電壓不能突變當(dāng)單片機(jī)電源接通電源的瞬間單片機(jī)的9管腳會產(chǎn)生一個(gè)階躍信號,所以RTＳ端維持高電平由于這個(gè)充電時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1ms，一般就可以實(shí)現(xiàn)對單片機(jī)的上電自動復(fù)位，即接通電源就完成了系統(tǒng)的初始化.初始化是為了讓單片機(jī)從地址００00H開始執(zhí)行，除此之外單片機(jī)要想正常工作還必須有時(shí)鐘電路,時(shí)鐘電路是產(chǎn)生時(shí)序的基礎(chǔ),單片機(jī)每執(zhí)行一條指令都是建立在時(shí)序電路上的，為了能保證單片機(jī)執(zhí)行指令的同步，電路就要在唯一的時(shí)鐘信號控制下按時(shí)序的先后進(jìn)行工作。它分為內(nèi)部時(shí)鐘電路和外部時(shí)鐘電路。本文采用的是內(nèi)部時(shí)鐘電路，在ＭCS—51單片機(jī)的內(nèi)部有一個(gè)高增益的反向放大器，其輸入端為引腳XTAL1,輸出端為XTAL２,只要在外部接上兩個(gè)電容和一個(gè)晶振，就能夠成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器.這里主要看一下電容和晶振的選擇，晶振的大小與單片機(jī)的振蕩頻率有關(guān)，電容的大小影響著振蕩器振蕩的穩(wěn)定性和起振的快速性,通常選擇10～3０ｐF的瓷片電容。本系統(tǒng)電容選擇為33pＦ，晶振為12MHｚ之所以選擇這一頻率的晶振是為了在進(jìn)行單片機(jī)與電腦進(jìn)行串口通信時(shí)容易產(chǎn)生和電腦時(shí)鐘同步的波特率,另外在設(shè)計(jì)電路時(shí),晶振和電容應(yīng)盡可能的靠近芯片，這樣可以提高系統(tǒng)的抗干擾能力,電源部分，電源與地之間可以接一個(gè)0。1uF的電容,它用來濾除電源的紋波,使單片機(jī)穩(wěn)定工作，單片機(jī)最小系統(tǒng)如圖3-1所示。圖３－1單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)引腳說明:VCＣ:電源電壓輸入端。GND：電源地。P０口：P０口是一個(gè)8位漏極開路雙向I/O端口，每個(gè)引腳可以吸收8TＴＬ門電流。P0口當(dāng)作數(shù)據(jù)輸出時(shí)需要加上拉電阻,當(dāng)P０口的I/O口被寫“1”后，被定義為高阻抗輸入狀態(tài).P0可以用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，Ｐ0口可以是地址的低八位以及數(shù)據(jù)輸出口。P1口:P１口是一個(gè)8位雙向的Ｉ/O端口單片機(jī)內(nèi)部加上了上拉電阻的端口，Ｐ1口緩沖器可接收的4TTL柵極電流輸出。P１口的I/O口被寫“1"后,內(nèi)部上拉的是高的，可以作為輸入，P1口外部下拉低時(shí)輸出電流，這是因?yàn)橛袃?nèi)部上拉的緣故。P2口:P2口是一個(gè)8位雙向的I/O端口單片機(jī)內(nèi)部加上了上拉電阻的端口，P2口緩沖器可接收的4ＴＴL柵極電流輸出。當(dāng)P2口的Ｉ/O口被寫“1"后,內(nèi)部上拉的是高的，可以作為輸入，P2口外部下拉低時(shí)輸出電流，這是因?yàn)橛袃?nèi)部上拉的緣故.當(dāng)Ｐ2口用于外部程序存儲器或外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)P2口是地址高八位輸出.P3口：P3口是一個(gè)８位雙向的I/Ｏ端口單片機(jī)內(nèi)部加上了上拉電阻的端口,P３口緩沖器可接收的４TTＬ柵極電流輸出.P3口的Ｉ／O口被寫“１”后,內(nèi)部上拉的是高的，可以作為輸入，Ｐ3口外部下拉低時(shí)輸出電流，這是因?yàn)橛袃?nèi)部上拉的緣故。Ｐ３口除了普通I/O口功能，還有其第二功能P３。0RXD（串行輸入口）Ｐ3。１TXD(串行輸出口)P3．2/INT0（外部中斷0)P３．3／IＮT１（外部中斷1)P3．4T0（T0定時(shí)器的外部計(jì)數(shù)輸入)Ｐ3。5T1（T1定時(shí)器的外部計(jì)數(shù)輸入)P3。6／WR（外部數(shù)據(jù)存儲器的寫選通）P3．7／ＲD(外部數(shù)據(jù)存儲器的讀選通)ＲST:復(fù)位引腳高電平時(shí)MＣU復(fù)位，復(fù)位信號輸入端口，當(dāng)MCU要復(fù)位時(shí)，給與此引腳高電平，高電平持續(xù)時(shí)間是不少于兩個(gè)機(jī)器周期的時(shí)間。AＬE／ＰROG：地址鎖存使能以及編程脈沖信號端口。當(dāng)單片機(jī)訪問外部的存儲器時(shí)，地址鎖存使能鎖存地址低八位.通常情況下,ALＥ引腳輸出單片機(jī)外部振蕩器的頻率的1／6的頻率輸出。應(yīng)該注意到的是:當(dāng)用于單片機(jī)擴(kuò)展外部的數(shù)據(jù)存儲器時(shí),它會少一個(gè)ＡLE脈沖。如果你想禁止ALE輸出可以設(shè)置為0在ＳFR8ＥH地址。此時(shí)，ALE只有在執(zhí)行MOＶＸ，MOVC指令時(shí)ALＥ才起作用。此外，ALE引腳倍稍微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ＡLE的禁令，設(shè)置無效。PＳＥN:程序存儲器允許輸出控制端，在讀外部程序存儲器時(shí)PSEN低電平有效，以實(shí)現(xiàn)外部程序存儲器單元的讀操作。EＡ／VPP：外部程序存儲器訪問允許.當(dāng)/EA接高電平時(shí)，單片機(jī)讀取內(nèi)部程序序存儲器，當(dāng)擴(kuò)展有外部ROＭ時(shí)，當(dāng)讀完內(nèi)部ROM后自動讀取外部ROM,當(dāng)/EA接低電平時(shí)，單片機(jī)直接讀取外部程序存儲器。ＸTAL１：片內(nèi)振蕩器反相放大器和時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端.XTAL２：片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸出端。3.2存儲模塊AT２４C02存儲模塊的設(shè)計(jì)是把WP引腳接到GＮD上因?yàn)橐屍骷M(jìn)行正常的讀/寫操作，把SDＡ串行數(shù)據(jù)/地址與單片機(jī)的Ｐ3。7引腳使ＡT24C02與單片機(jī)進(jìn)行所有數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收，把SＣK串行時(shí)鐘引腳與單片機(jī)的P3。6引腳相連接，讓單片機(jī)產(chǎn)生一個(gè)ＡT24C０2工作的時(shí)鐘,使其正常的工作。存儲模塊電路如圖３-2所示。圖3—２存儲模塊AT２4C0２硬件結(jié)構(gòu)AT２4C0２的特點(diǎn):數(shù)據(jù)線看門狗定時(shí)器；可編程復(fù)位門級；高數(shù)據(jù)傳輸速率４00kHz速率和I２C總線;2．7V至7V電壓;低功耗CＭOＳ工藝兼容;１6bespate寫緩沖區(qū);反撇寫保護(hù)芯片;高低電平復(fù)位信號輸出；100萬擦除周期；保存長達(dá)100年。定義如下的總線狀態(tài),見圖3－3。圖3—3總線時(shí)序總線空閑(狀態(tài)Ａ）數(shù)據(jù)線和時(shí)鐘線都保持高電平狀態(tài)。起始信號(狀態(tài)B)時(shí)鐘線保持高電平期間,數(shù)據(jù)線從高電平到低電平的跳變作為I2C總線的起始信號。所有操作都必須以起始信號為前提。停止信號（狀態(tài)Ｃ）時(shí)鐘線保持高電平期間，數(shù)據(jù)線從低電平到高電平的跳變作為Ｉ２Ｃ總線的停止信號。所有操作都必須以停止信號結(jié)尾。數(shù)據(jù)有效(狀態(tài)D)起始信號之后,在時(shí)鐘信號保持高電平期間，數(shù)據(jù)線傳送的數(shù)據(jù)有效。數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)必須在時(shí)鐘信號為低電平時(shí)改變，以傳輸下一字節(jié)的數(shù)據(jù)。每傳輸一字節(jié)的數(shù)據(jù)，就會有一個(gè)時(shí)鐘信號的暫停。數(shù)據(jù)傳輸都必須以起始信號開頭，以停止信號結(jié)尾.在起始信號和停止信號期間傳輸數(shù)據(jù)的總量大小由主器件決定,理論上是沒有限制的.但是在寫狀態(tài)下只有最后16個(gè)周期傳送的數(shù)據(jù)會被寫入。如果待寫入的數(shù)據(jù)超出了這個(gè)限制,會根據(jù)先入先出的原則覆蓋掉前面的數(shù)據(jù)。圖3-4地址控制字節(jié)圖3-4地址控制字節(jié)每一個(gè)被尋址到的從設(shè)備，在成功接收一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)后,都必須產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)答信號。主設(shè)備必須增加一個(gè)額外的時(shí)鐘信號，接收從器件對收到數(shù)據(jù)的響應(yīng)。器件應(yīng)答的方式是在響應(yīng)時(shí)鐘周期時(shí)將SDA線拉低，表示其已收到一個(gè)8位數(shù)據(jù)。如圖3-4.當(dāng)然，調(diào)整時(shí)間和保持時(shí)間都必須計(jì)算在內(nèi)。主器件在傳送完最后一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)之后,不傳送應(yīng)答信號,從而向從器件標(biāo)明數(shù)據(jù)傳送結(jié)束。在這種情況下，從器件必須保持ＳDA高電平,使主器件可以產(chǎn)生停止信號。當(dāng)AＴ２4C０2在內(nèi)部讀寫周期內(nèi)是不會產(chǎn)生任何響應(yīng)信號的。３。3紅外模塊ＨＳ0038紅外數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶攸c(diǎn)：成本廉價(jià)、建設(shè)工程期短、適應(yīng)性好、擴(kuò)展性好、設(shè)備維護(hù)上更容易實(shí)現(xiàn).使用紅外模塊進(jìn)行傳輸，豐富了系統(tǒng)的功能,提高了系統(tǒng)的可操作性,因而達(dá)到了交互式與智能化。紅外數(shù)據(jù)傳輸廣泛地運(yùn)用在紅外遙控系統(tǒng)和車輛的監(jiān)控、門禁系統(tǒng)、小區(qū)的安全防火系統(tǒng)和傳呼系統(tǒng)、身份的識別、非接觸RＦ的智能卡等。工業(yè)設(shè)備中,在高壓,輻射、有毒氣體、粉塵等環(huán)境下,采用紅外遙控不僅完全可靠而且能有效地隔離電氣干擾。一體化紅外線接收頭三個(gè)管腳分別是地、+5V電源、解調(diào)信號輸出端接在單片機(jī)P3。3引腳上。利用外部中斷進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收。下圖3—5為紅外模塊硬件結(jié)構(gòu).圖3-5紅外模塊硬件結(jié)構(gòu)紅外線接收器大都將信號的接受、放大、檢波等集于一身，而且可以經(jīng)過編碼解碼時(shí)單片機(jī)收到可識別的信號源。這樣一來便會減少硬件設(shè)計(jì)過程中的麻煩,使電路簡單化，且應(yīng)用起來比較方便。下圖為紅外一體化接受頭HＳ0038,外觀圖如圖所示。圖3-6紅外接收元器件3.４顯示模塊LCD16０2如果想要了解系統(tǒng)的運(yùn)行與工作狀態(tài)顯示器是不可缺少的，顯示器是一個(gè)典型的輸出設(shè)備并且它的實(shí)際應(yīng)用也是極為廣泛的,幾乎所有的電子產(chǎn)品都會使用到顯示器其差別僅在于顯示器的結(jié)構(gòu)類型不同而已。最簡單的顯示器可以是ＬＥD發(fā)光二極管或者數(shù)碼管,它可以給出一個(gè)簡單的開關(guān)信息或者數(shù)字顯示，而需要顯示復(fù)雜的完整的信息上述的器件就不能勝任,而液晶的出現(xiàn)就很好的解決了這一問題，它不僅顯示內(nèi)容豐富而且好節(jié)約了單片機(jī)的管腳資源。本設(shè)計(jì)采用的是液晶顯示LCD１６０2。LCD1602內(nèi)部的字符已經(jīng)儲存了不同的字符形式，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼,其代碼與標(biāo)準(zhǔn)的AＳCII字符代碼一致.因此只要寫入顯示字符的ASCII碼即可，這種標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)給使用帶來很大的方便。比如英文字母“C"的AＳCIＩ代碼是０１0０0011（43Ｈ）,顯示時(shí)單片機(jī)往液晶模塊寫入顯示指令，模塊就會把地址為43H中的點(diǎn)陣字符圖形識別出，并會在液晶屏相應(yīng)位置上看到字母“C"。LCD１60２液晶顯示與單片機(jī)的連接可以分為兩種方式:總線方式和模擬口線方式.在實(shí)驗(yàn)中,我們常采用模擬口線連接方式。如圖3－7所示.圖３－7顯示模塊硬件結(jié)構(gòu)目前市場字符液晶絕大多數(shù)是基于HD４4780的液晶芯片，控制原理是完全相同的，因此基于HD44780的寫控制程序可以很容易地應(yīng)用到市場上大部分的字符液晶。LＣD16０2液晶的幾個(gè)特性：+5Ｖ電壓、對比度可調(diào)、內(nèi)含復(fù)位電路；提供各種控制命令,如:清屏、字符閃爍、光標(biāo)閃爍、顯示移位等多種功能；有80字節(jié)顯示數(shù)據(jù)存儲器DDRＡM；內(nèi)建有１60個(gè)５X７點(diǎn)陣的字型的字符發(fā)生器CGRＯM8個(gè)可由用戶自定義的5X7的字符發(fā)生器ＣＧRAM。表3-1LCD液晶屏引腳說明編號符號引腳說明編號符號引腳說明1ＶＳS電源地９D２ＤatａＩ/Ｏ2VDD電源正極10D３DaｔａＩ/O3VＥE液晶顯示偏壓信號1１Ｄ4ＤaｔaI/Ｏ4RS數(shù)據(jù)／命令選擇端（H／Ｌ）12D5DaｔaI／O5R／W讀寫選擇端（Ｈ／L）13Ｄ6Dａt(yī)aI/O6E使能信號１4Ｄ7Ｄａt(yī)ａI/Ｏ7D0DaｔａI/Ｏ１5BLA背光源正極8Ｄ１DaｔaI/O16BLK背光源負(fù)極LCＤ1602采用標(biāo)準(zhǔn)的１６腳接口，其中VSＳ為地電源,VDD接5V正電源,VEE為液晶顯示器。ＲS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器.RW為讀寫信號線，高電平1時(shí)進(jìn)行讀操作,低電平０時(shí)進(jìn)行寫操作.Ｅ端為使能端.D０~D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。3.5電源電路模塊控制系統(tǒng)主控制部分電源需要用5Ｖ直流電源供電,其電路如圖3－８所示,把有效值為220Ｖ頻率為５0Hz單相交流電壓轉(zhuǎn)換為幅值穩(wěn)定的5V直流電壓。其主要原理是把單相交流電，經(jīng)過電源變壓器降壓。由于輸入電壓為電網(wǎng)電壓，一般情況下所需直流電壓的數(shù)值和電網(wǎng)電壓的有效值相差較大，因而電源變壓器的主要作用是起到降壓作用。降壓后還是交流電壓,所以需要整流電路把交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓.由于經(jīng)整流電路整流后的電壓含有較大的交流分量，會影響到負(fù)載電路的正常工作。需要通過低通濾波電路濾除交流成分使輸出電壓平滑穩(wěn)定。穩(wěn)壓電路的功能是使輸出直流電壓基本不受負(fù)載電阻變化和電網(wǎng)電壓波動的影響,從而獲得穩(wěn)定性足夠高的直流電壓。本電路使用集成穩(wěn)壓芯片ＬM7８0５解決了電源穩(wěn)壓問題，在穩(wěn)壓芯片的前段分別放置兩個(gè)電容主要是為了濾除電源中的高低頻干擾而在芯片之后又經(jīng)過一級的濾波以使電源更為潔凈,并在電源輸出端加上LED以此來顯示電源的開關(guān)狀態(tài).圖3-8電源電路硬件結(jié)構(gòu)3。6鍵盤輸入模塊鍵盤是單片機(jī)十分重要的輸入設(shè)備,是實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話的紐帶。鍵盤是由一組規(guī)則排列的按鍵組成，一個(gè)按鍵實(shí)際上就是一個(gè)開關(guān)元件，即鍵盤是一組規(guī)則排列的開關(guān).根據(jù)按鍵與單片機(jī)的連接方式不同,按鍵主要分為獨(dú)立式按鍵和矩陣式按鍵,有了這些按鍵,對單片機(jī)的控制就方便多了。本設(shè)計(jì)按鍵數(shù)量較多，所以采用矩陣式按鍵以節(jié)省I/O口線。將16個(gè)按鍵分為４排4列排列好,如圖３—9矩陣鍵盤硬件結(jié)構(gòu)。當(dāng)有一個(gè)鍵按下時(shí)，通過某一邊引腳賦低電平,掃描全部引腳看是否與最初的賦值一樣，不一樣則根據(jù)相應(yīng)的算法（通過改變后的值與初始值相或,根據(jù)結(jié)果賦值）確定是哪個(gè)鍵按下。圖３—9鍵盤模塊硬件結(jié)構(gòu)鍵盤為4×4形式，按鍵包括阿拉伯?dāng)?shù)字0~9，以及鎖定、更改和改密三個(gè)應(yīng)用按鍵。當(dāng)用戶需要輸入密碼或修改密碼時(shí)，按下相應(yīng)按鍵即會與單片機(jī)產(chǎn)生信號，并會執(zhí)行相應(yīng)的程序。３。7報(bào)警電路當(dāng)密碼輸入兩次的數(shù)值與所設(shè)定的參數(shù)值不同時(shí),單片機(jī)AT89C51便通過P２．７口控制三極管來驅(qū)動揚(yáng)聲器報(bào)警,當(dāng)輸出低電平時(shí)三極管截止，當(dāng)輸出高電平時(shí)三極管導(dǎo)通揚(yáng)聲器報(bào)警.如圖3—10所示。圖3-１0報(bào)警電路硬件結(jié)構(gòu)３.８開鎖電路開鎖電路的功能是當(dāng)輸入正確的密碼后密碼鎖將被鎖定，既開鎖。當(dāng)單片機(jī)P2。６引腳發(fā)出信號經(jīng)三極管放大后,觸動電磁閥即會把鎖打開.一旦輸入密碼，單片機(jī)便會與初始密碼進(jìn)行比對，如果密碼輸入兩次都與原始密碼不相符即會報(bào)警.其原理圖如圖3—11所示。圖３－11開鎖電路硬件結(jié)構(gòu)3.9復(fù)位電路能讓單片機(jī)運(yùn)行起來的最小硬件連接就是單片機(jī)最小系統(tǒng)電路，5１單片機(jī)的最小系統(tǒng)電路一般包括工作電源、振蕩電路和復(fù)位電路等幾部分。復(fù)位電路(圖3-12是單片機(jī)復(fù)位電路）具有上電自動復(fù)位和手動復(fù)位的雙重功能.單片機(jī)的ＲST引腳是復(fù)位信號的輸入端,復(fù)位信號是高電平的時(shí)候才有效，其有效時(shí)間應(yīng)持續(xù)２4個(gè)震蕩脈沖周期(即2個(gè)機(jī)器周期)以上;通常為了保證應(yīng)用系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確地復(fù)位,復(fù)位電路應(yīng)使引腳RST腳保持10ms以上的高電平狀態(tài).只要ＲST保持高電平，單片機(jī)就會自動循環(huán)復(fù)位.當(dāng)RST引腳從高電平狀態(tài)轉(zhuǎn)為低電平狀態(tài)時(shí)，單片機(jī)退出復(fù)位狀態(tài)，從程序存儲器的00００H地址開始執(zhí)行用戶程序。電容C3和電阻R5組成上電復(fù)位電路。上電瞬間ＲSＴ引腳獲得高電平,隨著電容C１1的充電，RST引腳的高電平逐漸下降。只要高電平保持足夠的時(shí)間,單片機(jī)就能完成復(fù)位。手動復(fù)位的原理與此類似.圖３-12復(fù)位電路硬件結(jié)構(gòu)3．10串行通信電路隨著計(jì)算機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用和智能化控制的發(fā)展，多微機(jī)系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及，計(jì)算機(jī)的通信功能顯得越來越重要。計(jì)算機(jī)通信是指將計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)相結(jié)合完成計(jì)算機(jī)與外部控制設(shè)備或計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間的信息交換或信息處理,按通信方式可以分為兩大類：并行通信與串行通信。并行通信通常是將數(shù)據(jù)字節(jié)的各位用多條數(shù)據(jù)線同時(shí)進(jìn)行傳送，并行通信控制簡單、傳輸速度快,但是由于傳輸線較多長距離傳送時(shí)成本高且接收方的各位同時(shí)接收存在一定的困難。串行通訊傳輸線少，長距離傳送時(shí)成本低且可以利用電話網(wǎng)等現(xiàn)成的設(shè)備所以本設(shè)計(jì)采用串口與單片機(jī)進(jìn)行通信。大多數(shù)PC機(jī)都有一個(gè)串行通訊端口，RS-２３2主要用于計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換與通訊RS—232通訊接口是電子領(lǐng)域的一種標(biāo)準(zhǔn)化傳輸接口，主要是為了進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸與通訊連接終端設(shè)備的物理接口.RS—23２采用非平衡連接在這個(gè)線路中信號的電壓都使用一個(gè)公共的接地線,所有信號電壓都加到一條導(dǎo)線上為了能提高串口通信的抗干擾能力和數(shù)據(jù)傳送距離，RＳ—23２芯片的信號和電平采用負(fù)邏輯電平,直流電壓值在-１5至－5Ｖ芯片規(guī)定為邏輯值“1”，直流電壓值在＋5至+1５Ｖ芯片規(guī)定邏輯值“０"，直流電壓在—５至+5V為過渡區(qū).由于單片機(jī)輸入與輸出為TTL電平這與ＰC機(jī)所執(zhí)行的串行接口標(biāo)準(zhǔn)不一致數(shù)據(jù)無法正常傳輸。因此要實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與PC機(jī)之間的數(shù)據(jù)通讀,必須進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。一般常用的電平轉(zhuǎn)換器件有ＭC１488、MC148９及MAX2３2等,但MC1488、MC１48９需要±12V電源，這對于不具備±1２V電源的單片機(jī)系統(tǒng)是非常不便的。故本系統(tǒng)使用ＭAX2３2實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。單片機(jī)的第10、11管腳與MＡX23２芯片的11、1２管腳相連并互相傳送數(shù)據(jù)通過MAX232芯片將單片機(jī)的TＴL電平轉(zhuǎn)換成電腦所能識別的電平。電路原理如圖3-13所示.圖３－13串行通信電路硬件結(jié)構(gòu)3．11系統(tǒng)整體原理圖智能電子密碼鎖的基本原理是：從矩陣鍵盤輸入一組密碼,單片機(jī)把該密碼和設(shè)置密碼進(jìn)行比較，若輸入的密碼正確,則控制電磁鎖動作，將電磁鎖抽回，從而將鎖打開;若輸入的密碼不正確，則要求從新輸入,并記錄錯(cuò)誤次數(shù)，如果2次錯(cuò)誤,則被強(qiáng)制鎖定并報(bào)警。如下圖３-14所示:圖３-１４系統(tǒng)整體原理圖4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)主要包括了主程序設(shè)計(jì)、鍵盤掃描設(shè)計(jì)、密碼修改設(shè)計(jì)、開鎖程序設(shè)計(jì)以及紅外遙控設(shè)計(jì)五個(gè)方面。本設(shè)計(jì)采用Ｋeｉl編譯器來進(jìn)行軟件的編程。4．1主程序設(shè)計(jì)圖4-1主程序流程圖設(shè)計(jì)主程序主要完成了系統(tǒng)的初始化、按鍵掃描、按鍵功能、以及調(diào)用顯示等功能.主程序部分如下:ＥnbitP8將LＣD的en引腳連接到單片機(jī)的P8RwｂitP9ＲｓbitP１０SpｅakeｒbｉtP2．7OpenｂitP2。6開鎖電路的控制端連接到P2。6口4。2鍵值判斷設(shè)計(jì)鍵盤掃描和鍵值讀取程序主要判斷矩陣按鍵是否按下，按下的是哪一個(gè)鍵,并求出按鍵的鍵值。矩陣鍵盤的識別方法有多種.相對來說,矩陣式鍵盤的軟件設(shè)計(jì)最終實(shí)現(xiàn)以下功能：是否有按鍵被按下；消除抖動;確定哪個(gè)鍵被按下，若按鍵閉合了一次,操作也只能是一次.鍵功能程序鍵功能程序鍵值=‘0-9’鍵值=‘0-9’密碼輸入程序Ｎ鍵值=‘鎖定鍵值=‘鎖定’開鎖程序鍵值=‘改密鍵值=‘改密’改密程序Y改密程序鍵值=‘鍵值=‘更正’設(shè)置程序Ｙ設(shè)置程序Ｎ鍵值=‘確認(rèn)’確認(rèn)程序Y鍵值=‘確認(rèn)’確認(rèn)程序結(jié)束結(jié)束圖4-2鍵盤流程圖設(shè)計(jì)鍵盤程序如下：if((0<kｅydata)&&(4＞keｙdatａ）｜｜(4〈keydaｔa)＆＆(8〉keydata）｜｜（8〈kｅｙdata)＆&(１２>keydatａ）|｜ｋeydata==1４)//在0-9之間的數(shù)字通過passwoｒd[i］=keydata；/／鍵盤值進(jìn)行保存keｙｄaｔａ=0；//把鍵盤值置其它值，不被其它利用，以一樣i＋+；4。3開鎖設(shè)計(jì)當(dāng)輸入密碼正確時(shí),單片機(jī)輸出低電平，控制繼電器工作，模擬開鎖動作,同時(shí)，當(dāng)輸入密碼或開鎖成功時(shí)，蜂鳴器發(fā)出相應(yīng)的提示音。初始化初始化按開鎖鍵輸入密碼確認(rèn)程序所輸入密碼正確Y開鎖成功開鎖程序輸入次數(shù)加1次數(shù)>2?報(bào)警程序返回NYN圖４－3開鎖流程圖設(shè)計(jì)開鎖程序設(shè)計(jì)如下:whｉlｅ（1）｛if（kｅｙdata==4）//鎖定功能{P３_6=0；EＸ1=１；gotostaｒｔ；4。4密碼修改設(shè)計(jì)輸入密碼前，要先將正確的密碼從存儲器24C0２中讀出，并存放在單片機(jī)RAM從40Ｈ開始的６個(gè)單元中。６位密碼鎖由矩陣按鍵輸入，輸入的密碼存儲在單片機(jī)RAＭ從3０Ｈ開始的6個(gè)單元中，每輸入一位密碼，都要和正確的密碼進(jìn)行比較;若全部6位密碼均輸入正確，顯示密碼正確信息;若輸入的密碼不完全正確，則進(jìn)行第二位輸入，若輸入3次仍不正確，則報(bào)錯(cuò)。輸入密碼時(shí)，還要打開定時(shí)器Ｔ0,使定時(shí)器T０工作，當(dāng)計(jì)時(shí)到30s時(shí),若輸入的密碼不正確或未輸入密碼，則顯示出錯(cuò)信息。密碼修改程序用來設(shè)置新密碼，當(dāng)輸入的開鎖密碼正確后，可重新設(shè)置新密碼,輸入的新密碼暫存在單片機(jī)ＲAM從40H開始的單元中,然后,調(diào)用存儲器子程序,將4０H開始的6位密碼存儲在24C02中。密碼程序密碼程序初始化按下設(shè)置鍵輸舊密碼確認(rèn)程序所輸入舊密碼正確輸新密碼確認(rèn)程序設(shè)置成功輸入次數(shù)加1大于2報(bào)警程序NYNY返回確認(rèn)程序再次輸新密碼兩次新密碼輸入相同NY圖4-４密碼修改流程圖設(shè)計(jì)密碼程序如下：iｆ(keｙdatａ==33）//確定進(jìn)入密碼比較｛ｋeyｄata=0；panduan：i=０；fｏr（j=0;j〈6；ｊ++）｛ｌ+=passｗｏrd[j]；k+＝Randｏm＿Read(ｊ)；｝if（ｌ！=k)/／密碼不同進(jìn)行處理{l=0;k=0;LCD_Wrｉte_String(0，0,bb);DelayMｓ(1000);ａ1＋=1；if（ａ1==2）｛while（1）Ｐ3_7=１；P３＿6=0;}//兩次錯(cuò)誤發(fā)出報(bào)警gotosｔart;//第二次輸入密碼4。5紅外遙控設(shè)計(jì)HS008并反相后輸入到單片機(jī)的P３．2引腳，接收的信號由單片機(jī)進(jìn)行高電平與低電平寬度的測量,并進(jìn)行解碼處理。解碼編程時(shí)，既可以使用中斷方式，也可以使用查詢方式。圖4-5紅外遙控流程圖設(shè)計(jì)4。6Keiｌ編程軟件介紹單片機(jī)的開發(fā)離不開必要的硬件,同樣也離不開軟件，編寫的匯編語言源程序要變?yōu)椋肞U可以執(zhí)行的機(jī)器碼有兩種方法,一種是手工匯編，另一種是機(jī)器匯編.隨著單片機(jī)開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，單片機(jī)的開發(fā)軟件也在不斷的發(fā)展，Kｅil軟件是目前最流行開發(fā)51單片機(jī)的軟件.在硬件電路設(shè)計(jì)好的同時(shí)，也需要軟件的開發(fā)及使用。目前單片機(jī)類的課程設(shè)計(jì)大多采用Keｉl軟件來進(jìn)行程序的編寫.Keil不僅支持C語言還支持匯編語言.支持不同型號的MCS系類的51單片機(jī)的型號.Kｅil軟件已從早期的第一代發(fā)展到第四代了，有了更強(qiáng)大的功能.這款軟件的操作方法也很簡單,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)會變得很簡單,這樣可以把復(fù)雜電路的輸入信號直接用信號發(fā)生器給定，或是用電源來給定通過對電壓電流的調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn).Keｉl工程的建立打開已安裝好的開發(fā)環(huán)境，進(jìn)入界面后選擇ｐroject然后在其下拉菜單中選擇nｅwprｏjｅct選項(xiàng)如圖4—６所示。這樣就能新建一個(gè)工程,在選定的路徑下建立一個(gè)名字叫做abｃ的文件夾如圖4－７所示,在ａbc文件夾中建立了一個(gè)xyz.ｃ文件之后點(diǎn)擊保存按鈕就會出現(xiàn)如圖4-8所示的畫面在此對話框中選擇Atｍel之后會彈出一系列的單片機(jī)在本次設(shè)計(jì)中選用的是5１單片機(jī),完成后在選Targｅt1下的ＳourceGrｏuｐ１選擇Add把xyｚ。c文件加載到里面在xyｚ.c下添加所編好的C語言程序或是匯編語言程序，如果程序是分開寫得就可以添加多個(gè)子程序還有主程序，每個(gè)程序中必須有頭文件否則編譯不會通過，會顯示有錯(cuò)誤。等編譯.hｅx文件時(shí)就要在此文件夾下找到。所有程序都加到工程項(xiàng)目文件夾中后就可以對其進(jìn)行編譯了。編譯成功后,下方會有對話框顯示，有幾個(gè)錯(cuò)誤,分別是在那幾個(gè)位置。直接單擊錯(cuò)誤這條信息就可以索引到源文件中。如圖所示4-9所示。５仿真設(shè)計(jì)5。1Protues仿真軟件概述Pｒoｔues是目前使用比較廣泛的單片機(jī)類的仿真系統(tǒng)的軟件之一，它可以實(shí)現(xiàn)的功能比較多，可以實(shí)現(xiàn)程序與原理圖的連調(diào)，也可以單獨(dú)作為繪制原理圖的工具使用,與Prｏtel有著過之不及的功能,于此同時(shí)還可以進(jìn)行PCB版圖的生成,在方法中與Ｐroteｌ類似。此款軟件及繪制原理圖、PＣB版圖和仿真于一身.Ｐrotues此款軟件的使用比較簡單。在運(yùn)行環(huán)境搭載好的前提下，打開ISIS直接進(jìn)入到主界面,在左邊欄框中有一個(gè)快捷鍵P(從庫中選?。?，點(diǎn)擊后出現(xiàn)一個(gè)對話框然后輸入想要查找的元器件即可。之后在單擊確定按鍵所選器件就會顯示在界面左上角的小框中此時(shí)點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵就會放到圖層中,然后直接把鼠標(biāo)放到接頭處就會顯示一個(gè)畫筆的標(biāo)志此時(shí)按住鼠標(biāo)左鍵就可進(jìn)行連線了。如圖5—1所示為繪圖界面。5。２Protues與Kｅil的連調(diào)在進(jìn)行連調(diào)之前必須確保程序是完整的，原理圖也是沒有錯(cuò)誤的。還要在正確的運(yùn)行平臺下進(jìn)行操作。檢查沒有錯(cuò)誤后,打開原理圖,點(diǎn)擊單片機(jī)就會出現(xiàn)一個(gè)對話框如圖5-2所示，然后把生成的。hｅx文件添加到里面即可實(shí)現(xiàn)。在這里比較重要的就是。hex文件的生成過程。首先把已編寫好的程序加載到Ｋeil軟件下進(jìn)行編譯如果沒有遇到任何錯(cuò)誤后,就直接點(diǎn)擊工具欄中的就會彈出如下圖所示的對話框，然后選擇相應(yīng)的選項(xiàng)就可以生成．hex文件了。之后再按照生成的的路徑去尋找這個(gè)文件。找到之后加載到之前點(diǎn)開的對話框上即可。在此后點(diǎn)擊運(yùn)行按鍵就會進(jìn)行仿真了，按照設(shè)計(jì)的功能去調(diào)試就可以了.圖5－25.3Pｒotuｅs與Ｋeiｌ的連調(diào)的仿真結(jié)果系統(tǒng)仿真運(yùn)行環(huán)境下的結(jié)果如圖5－3所示。圖5－3系統(tǒng)仿真圖開鎖仿真圖如5—4所示。圖５－4開鎖圖更改密碼圖如5-5所示。圖5-5更改密碼圖輸入錯(cuò)誤密碼報(bào)警如圖5—6所示.圖５－6報(bào)警圖5.4問題及解決辦法在本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)過程中,遇到了很多問題。首先是對軟件的開發(fā)環(huán)境Ｋeil的運(yùn)用有些模糊、對它的操作過程需要看專業(yè)書以及向同學(xué)請教才能完成！其次是用C語言編程，這對于我來說可是一件十分困難的事情,最終是在同學(xué)的幫助之下才得以完成。而在Pｒｏtues仿真過程中，也遇到了同樣的問題，最后通過網(wǎng)上的教學(xué)資料對其使用有了一定的了解。而在仿真軟件中,并沒有紅外一體化接收頭HＳ0０３8，所以在同學(xué)及指導(dǎo)老師的幫助下采用55５振蕩器模擬仿真,一旦有信號發(fā)射或接收將會有波形顯示來模擬仿真.結(jié)論本設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)電子密碼鎖，基本完成了按鍵有效提示、輸入錯(cuò)誤提示,控制開鎖電平、控制報(bào)警電路、修改密碼等多種功能。本系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單,硬件較少，容易實(shí)現(xiàn),性能穩(wěn)定可靠，成本低等特點(diǎn).在設(shè)計(jì)過程中，我查閱大量的相關(guān)資料，詳細(xì)的了解了各個(gè)芯片的作用,如何工作，工作原理,個(gè)個(gè)芯片引腳的連接方式。對系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)，電路原理圖以及仿真,軟件流程圖和具體的匯編語言的設(shè)計(jì)都有了相應(yīng)的提高。此次設(shè)計(jì)涉及到了Proｔuｅs和Proｔｅｌ９9和一些單片機(jī)指令,通過近段時(shí)間的使用，對這些有了更深的了解.對于軟件部分的Keｉl軟件的使用,是我們對匯編語言以及C語言又有了更深一步的了解.通過完成設(shè)計(jì)，我們對所學(xué)的知識有了更深刻地了解，實(shí)現(xiàn)了從理論到實(shí)踐再到理論的幾個(gè)飛躍，也更加了解到科學(xué)知識應(yīng)該以服務(wù)社會為目的,只有掌握了足夠的知識才能更好的為社會貢獻(xiàn)我們的力量。我學(xué)會了利用所學(xué)知識以技術(shù)上的知識解決問題的能力.致謝時(shí)光飛逝,轉(zhuǎn)眼間又到了畢業(yè)的季節(jié).兩年在北京聯(lián)合大學(xué)的學(xué)習(xí)，讓我真正感受到了大學(xué)的生活是那么美好。在即將離開之時(shí)才發(fā)現(xiàn)心中的不舍是那么的深刻.舍不得與同學(xué)間深刻的友誼，舍不得與老師間溫暖的問候,更舍不得校園里象牙塔般的快樂生活!在校園的生活的最后篇章里，我想要把我全部的感謝感激一一的傾訴出來。首先感謝我的母校，其次感謝我的任課老師，在我人生中最迷茫的時(shí)候?yàn)槲抑更c(diǎn)迷途,帶我走進(jìn)那夢想般的燈塔!還要感謝我的論文指導(dǎo)老師張巧杰老師,張巧杰老師最為外聘老師對我們論文的指導(dǎo)十分認(rèn)真,每周都會帶著自己論文完成情況以及論文中遇到的問題去找指導(dǎo)老師,老師會耐心的為我們解答，并且還會關(guān)心我們每個(gè)人的實(shí)習(xí)生活狀況,給予鼓勵(lì)和激勵(lì)！我衷心的感謝指導(dǎo)老師.當(dāng)然，不會忘記陪伴我兩年的同窗同學(xué)，一起風(fēng)風(fēng)雨雨走過的兩年，真的是學(xué)生時(shí)代的一筆財(cái)富!我們一起學(xué)習(xí)，一起歡笑,一起面對每個(gè)清晨和日落.校園里到處都是我們的影子，在操場上、在教室里、在圖書館、在實(shí)驗(yàn)室...每個(gè)同學(xué)都很珍惜這兩年的時(shí)光!最后我不會忘記我的父母，感謝他們一直以來的照顧！我最大的幸福是有你們一直都在！即將和學(xué)校離別，縱然我有許多的不舍,但是面對社會我依然會充滿了信心.因?yàn)槲抑涝谖业纳磉呌性S多朋友的陪伴,感謝我的大學(xué)，感謝我的老師，感謝我的同學(xué)們！參考文獻(xiàn)［1］李葉紫，王喜斌，胡輝，孫東輝．MCS—51單片機(jī)應(yīng)用教程［M］．北京：清華大學(xué)出版社２004：２9—３5.[2］夏路易，石宗義．電路原理圖與電路板設(shè)計(jì)教程PRＯTEL99SＥ[Ｍ］．北京:北京希望電子出版社2０0４：５６-59．［３]王福瑞編著,單片微機(jī)測控系統(tǒng)設(shè)計(jì)大全．北京航空航天大學(xué)出版社，１９99［4]李華，MＣＳ-51系列單片機(jī)使用接口技術(shù).北京航空航天大學(xué)出版社,１99０［5］余永權(quán),Flaｓｈ單片機(jī)原理及應(yīng)用．北京:電子工業(yè)出版社,１997[6]潘新民、王燕芳。《微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》．北京:人民郵電出版社:2004：85—11２[7]蘭吉昌，《５1單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)百例》。北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2０0９：220—２30[8］曹素芬，單片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)［Ｍ］。沈陽:東北大學(xué)出版社，１9９5．[9］吳金戎，805１單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用［M］．北京：清華大學(xué)出版社,2002.［10］于永，戴佳,劉波.51單片機(jī)Ｃ語言常用模塊與綜合設(shè)計(jì)實(shí)例精講［M］．北京：電子工業(yè)出版社，2008第二版.［11]周潤景，張麗娜.基于PRＯTEUS的電路及單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真[M]。北京：航空航天大學(xué)出版社,2０06。P３2１～P326[12］肖婧，單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真—-基于PROＴEUＳ[M］.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，２0１0。［１3］胡燁、姚鵬翼、江思敏?！禤roｔel99ＳＥ電路設(shè)計(jì)與仿真》．北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2０02：10０－１70［１4］ＪohｎｓoｎＪB。ThｅMｕltiｂuｓDｅsigｎGuideboｏｋ.ＭcＧｒaｗHilｌBooｋCompany,１９9５［15］BorkoＨ，BernierCＬ.Iｎｄexｉngconceｐｔsandmｅtｈods.NewYｏrk:Acadｅmic基于5１單片機(jī)指紋電子密碼鎖設(shè)計(jì)摘要隨著人民生活水平的提高，如何實(shí)現(xiàn)家庭防盜這一問題也變得尤其突出，傳統(tǒng)的機(jī)械鎖由于其構(gòu)造簡單,安全性低，無法滿足人們的需求.隨著電子產(chǎn)品向智能化和微型化的不斷發(fā)展，單片機(jī)已成為電子產(chǎn)品研制和開發(fā)中首選的控制器，所以具有防盜報(bào)警功能的電子密碼鎖控制系統(tǒng)逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械式密碼控制系統(tǒng)，克服了機(jī)械式密碼鎖控制的密碼量少，安全性能差的缺點(diǎn).在傳統(tǒng)的身份認(rèn)證中，我們往往使用密碼加密法，但是這種方法只是"防君子不防小人"。在高明的黑客眼里，由幾個(gè)字符組成的密碼脆弱得不堪一擊.現(xiàn)在，科技的發(fā)展讓我們有了新的選擇--生物識別技術(shù)。將生物識別技術(shù)應(yīng)用于筆記本、門鎖等方面,可以對文件、財(cái)產(chǎn)起保護(hù)作用，并且可以進(jìn)行身份識別.生物識別技術(shù)的發(fā)展主要起始于指紋研究，它亦是目前應(yīng)用最為廣泛的生物識別技術(shù)。本設(shè)計(jì)開發(fā)了一款基于單片機(jī)的指紋識別電子密碼鎖系統(tǒng).該系統(tǒng)以STＣ89C5２單片機(jī)作為模塊核心，通過串口通信控制ＺＦM—６0指紋模塊實(shí)現(xiàn)錄取指紋并存儲指紋數(shù)據(jù)，并通過HS128６４－15C液晶顯示比對流程及比對結(jié)果，輔以直流繼電器與發(fā)光二極管模擬開鎖的動作。本系統(tǒng)具有體積小、性價(jià)比高、傳輸速度快、適合家庭及單位使用。關(guān)鍵詞:單片機(jī)，密碼鎖,指紋識別５1siｎｇlｅfinｇerprint-basｅdｅlｅｃｔronｉccodeｌｏｃkdesｉgnABSTRACＴＷｉｔｈtheimｐｒｏvｅｍeｎtｏｆpeoｐle＇slivingstandardｓ，howtｏacｈｉevefａmｉlｙsecｕritｙiｓsuehasbｅcomｅparticularlｙprominｅnｔ，thetraditionalmecｈaｎicａlloｃksbeｃauseｏｆitssｉｍplesｔruｃture，ｌowｓecｕrｉtｙ,cａnnotmeetpeople'sｎeeds．ＡselectrｏniｃprｏdｕctstｏiｎｔellｉｇｅntminiaｔｕrizedaｎｄtheｃontiｎｕouｓdevelｏpmentofＳＣMhasｂecometｈeeｌectroniｃｐroduｃｔｒesｅａrchａnddｅveｌopｍentprｅfeｒredｃoｎｔroller，theｅlｅctroｎｉｃｌocｋcｏntrolsysｔeｍwithaｎｔｉ-tｈefｔaｌarｍfｕnctiongｒａduallyｒeplaceｔhｅtraｄiｔionａlmechａnｉcａlcontroｌsystｅmswｉtｈcoｄe，overcomｅpasｓwｏrdlｅss，poｏｒsafetyperｆorｍanceshortcomiｎgsofmechanicaｌlｏｃkcontrｏl。Intｒaｄitionalｉdentity，ｗetｅndｔouｓeｐaｓswordｅncrypｔionmetｈod，buｔthｉsmethoｄonly"aｎtｉ—anti-vｉｌlaｉnisnotａｇentｌｅｍaｎ。＂Ｉnｔｈeeyesｏfcleｖerhackｅｒｓ，pａｓswoｒdcｏnsistsｏfｓeｖeraｌchaｒaｃｔerｓfragilｅtooｖｕlｎerａblｅ.Noｗ，ｔhedevｅlｏｐmenｔofscienceandｔechnologysoｔhａt(yī)wehaveaｎｅwｏptｉon-bｉｏmｅtｒｉcs。Thebｉometｒictｅchnｏlogyusediｎnoteｂook，doorｌockｓ，etｃ.,theｙcaｎfilｅfｏrprｏtectioｎｏfprｏperty，andcanbeidenｔifiabｌe.ｂiomeｔrictechnoloｇyinｆinｇerprｉntpｒｉmaryorigｉnresearch,ｉｔｉsalsothemｏｓtｗidelｙusedbｉometrictｅchnoloｇy。ＴｈesystemdesｉgnｏｆfｉｎgeｒprintｒecognitionelectｒonpasswｏrdｌockbasedｏnＳｉnglｅ—chｉpmicroｐrｏcessoｒisｄeｖeｌｏpedinthethｅｓiｓ．ThｅsystemＳＴC8９C5２MＣＵaｓtｈｅcoｒemodule,tｈrｏｕghｔheserｉａｌcommｕnicatｉoncｏｎtｒｏlZＦM—６0fingerpriｎtmｏｄuleｆorｔakｉngｆingerpｒintsandstoｒeｆinｇeｒprintdataandliqｕｉdcrｙsｔaｌdｉsｐｌaybｙHS12８64—15Cratiｏthanｏnｔhepｒocｅsseｓanｄreｓｕlts,suppｏrｔｅdbysiｍulａt(yī)ｉonofDCrelaｙsaｎdLEDsuｎlｏcｋactｉon。Thesyｓｔemissmall,cｏｓt-effｅctiｖe，aｎdｆaｓtaｎdｓuｉtablｅforfａｍilｉesａnｄunitｓ.ＫｅyWoｒds：Ｓingle－chiｐmicｒoprocessoｒ,passｗｏｒd，F(xiàn)ingeｒｐrintrｅcｏｇnitｉｏn目錄TOＣ\ｏ＂1－３"＼f\h＼ｚ＼ｕ第一章緒論P(yáng)AＧEREF＿Ｔoc46０440888\ｈ1HＹPERLＩNK\l＂_Tｏc46044０8８9"1．1課題研究意義PAGEREF_Ｔoｃ4604４０889＼h１HＹPERLINK\l”_Toｃ４604４0890”1．２國內(nèi)外指紋密碼鎖發(fā)展歷史及現(xiàn)狀PAGEＲEF_Toc46044089０\h３1．3本文主要內(nèi)容PAGＥREＦ＿Ｔｏc4６04４089１＼h４第二章整體設(shè)計(jì)方案ＰAGERＥF_Ｔoc460440892＼h5HＹＰEＲLＩNK\l”_Toc4６04４089３"２．1方案比較與論證PAＧEＲEF＿Toc460４4089３\h52.2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)９４\h７2。2.1系統(tǒng)功能描述PＡＧEREF_Tｏｃ４６0４40895＼h72.2。2系統(tǒng)總體框架PAGＥＲEＦ_Toｃ46044０８96\h７ＨＹPＥRLＩNK\l”_Ｔoc4６04４０897＂2。3本章小節(jié)PAGEＲEF_Toc46044０897\h8ＨYPEＲＬINK3。1。1STC８9Ｃ５２單片機(jī)介紹PAGEＲEF_Ｔoｃ4６044090０＼h9３．１．２外部晶振設(shè)計(jì)PＡＧＥREF＿Tｏc460４4０9０1＼ｈ12HYＰＥRLIＮＫ\l”_Ｔｏｃ４６０４40９02"３.1。3復(fù)位電路設(shè)計(jì)PＡGERＥF_Ｔoc460440902＼h13HYPEＲＬIＮK３。２指紋模塊設(shè)計(jì)PAGＥREＦ_Toc46044０903\h15HYPＥRLＩNK3。2。３指紋模塊指令PＡGEREＦ_Toc460440906\h183.2。4指紋模塊接口電路設(shè)計(jì)PＡGEＲEF_Ｔoc4604４09０7\h2１HYPＥRLINK\l”＿Toc46０4４０908”3.3按鍵電路設(shè)計(jì)PAGEＲEＦ＿Toc460４40908\ｈ2１HＹPERLINK\l”_Ｔoｃ460440909”３.4液晶顯示模塊設(shè)計(jì)PAGＥＲEF_Toc4６０44０909\ｈ23HYＰERLＩNK3．４.2FYD12864指令說明ＰＡGEREF_Toｃ4604４0911\h２４HＹＰERLＩＮK\l＂_Toｃ46０4409１2”3。4.3FＹD12８6４液晶顯示接口電路設(shè)計(jì)PAＧEREF＿Ｔoc46０４４０９12\h２9HYPERLINＫ4.1系統(tǒng)工作過程分析PAGＥＲＥF_Toc４６0４40915＼h32４。2主程序流程圖PAＧＥREＦ_Toc46０４40９１6\ｈ334.3鍵盤程序流程設(shè)計(jì)PAGEＲEF_Toc460440917\h3５HＹＰERLＩNK\l”_Toｃ４６044０918”4.4LCD顯示模塊程序流程設(shè)計(jì)PＡGEＲEF_Toc４604４0918\ｈ35HYPERLＩNK4.5指紋識別程序設(shè)計(jì)PＡGEREF_Ｔoｃ460４40919＼ｈ３64．5．1指紋模塊通訊協(xié)議說明PAGEREF＿Toc4６04409２0\h3６HYPERLINK\l”_Tｏc46０4４0921”4．５.2指紋模版的采集存儲PAＧＥREF＿Toc460440９21\ｈ38ＨYPERLＩＮＫ\l”_Ｔoc4６0440922”4．5.3指紋比對程序設(shè)計(jì)PＡＧEＲEF＿Toc4６０4409２2\h394。6Keil編程PAGＥREF_Toc4604409２3\h4０HYPＥRＬINK\l”_Toc４6０44092４”4．７本章小結(jié)PAＧEREＦ_Tｏｃ46044０924＼h4１5.３小燈、繼電器的調(diào)試ＰＡＧEＲEF_Toc４60４４0928\ｈ45HYPEＲLINＫ5。4液晶的調(diào)試ＰAＧEREＦ_Toｃ４604409２9\h４5HＹPERLＩNK參考文獻(xiàn)ＰAGＥREF_Ｔｏc4６０4４0933\ｈ4９附錄一PAGEＲEF_Tｏc46０4409３4\h５0附錄二ＰAGＥＲＥF_Ｔoc4６0440935\h５1HYPＥＲLINＫ\l”_Toｃ４604４0９36＂英文原文PAGＥＲEF_Toｃ46044093６\h56HＹPEＲLINＫ\l＂_Toc460440937”中文翻譯ＰAGEREF_Toc4604４０９3７＼h6５第一章緒論我們今天的工作生活中,很多場合需要身份驗(yàn)證.而基于傳統(tǒng)的標(biāo)志的身份認(rèn)證技術(shù)由于受到證件偽造以及密碼破解等手段的威脅，逐漸表現(xiàn)得有些不足。如何保護(hù)自己的重要文件，如何保證自己的隱私不被泄露?在傳統(tǒng)的身份驗(yàn)證下，我們傾向于使用密碼加密方法,但這種方法“只是防得住君子,防不住小人"。在高明黑客的眼中，密碼由幾個(gè)字符脆弱得不堪一擊?，F(xiàn)在,科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,使我們有了新的選擇-生物識別技術(shù)。在筆記本，門鎖等加上生物識別的技術(shù),它們可以對文件財(cái)產(chǎn)進(jìn)行保護(hù),并且是高安全性，高效率的.生物識別技術(shù)是基于對人的外貌,聲音和對其它生物特征身份驗(yàn)證的科學(xué)解決方案，現(xiàn)有的生物識別技術(shù)，包括指紋識別技術(shù)一般，掌紋識別，視網(wǎng)膜識別，虹膜識別，臉部識別技術(shù)，語音識別技術(shù)和手寫識別技術(shù)［1］。生物識別技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是：1，減少，杜絕假冒身份,確認(rèn)真實(shí)身份；２,降低管理成本,免去了人工身份認(rèn)證過程；3，人性化，減少或消除使用卡，鑰匙或密碼等問題。指紋是研究生物特征識別技術(shù)的起源，它也是應(yīng)用最廣泛的生物識別技術(shù)。指紋識別技術(shù)的發(fā)展依靠于現(xiàn)代電子集成制造技術(shù)和快速可靠的算法的研究。雖然指紋是人體皮膚的一小部分，但其中所包含的數(shù)據(jù)信息卻大到我們難以想象。對這些包含的數(shù)據(jù)信息對比不是一個(gè)簡單的問題，而是使用模糊匹配算法，加以大量的操作?，F(xiàn)代電子集成制造技術(shù)使我們能夠制造相對小的指紋圖像讀取裝置,而在計(jì)算速度迅速發(fā)展的今天，使在單片機(jī)上進(jìn)行兩個(gè)指紋的對比運(yùn)算成為可能.此外，匹配算法的可靠性也在不斷提高，使得指紋識別技術(shù)越來越成熟［2］。1．1課題研究意義隨著社會的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，傳統(tǒng)的安全防盜系統(tǒng)面臨極大的挑戰(zhàn)。長久以來，安防系統(tǒng)驗(yàn)證身份的方法是驗(yàn)證一個(gè)人是否持有有效的信物，如照片、密碼、鑰匙、磁卡和IＣ卡等。因此從本質(zhì)上來看，這種方法驗(yàn)證的是該人持有的某種“物"，而不是驗(yàn)證該人本身。只要“物”的有效性得到確認(rèn),則持有該“物”的人的身份也就隨之得到確認(rèn)。這種通過“物”來確認(rèn)人的身份的辦法存在的漏洞是顯而易見的:“物”的丟失或出錯(cuò)都會導(dǎo)致合法的人無法被認(rèn)證，并且各種信物容易被偽造、破譯.在網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代的今天,我們每個(gè)人都擁有大量的認(rèn)證密碼，比如開機(jī)密碼、郵箱密碼、銀行密碼、論壇登陸密碼等等；密碼作為身份識別的標(biāo)志已被廣泛采用。密碼容易被遺忘,也有被人竊取的可能，無論是在智能化還是安全性能方面都已經(jīng)不能滿足需求，現(xiàn)在的各種鑰匙,如門鎖鑰匙，汽車鑰匙，保險(xiǎn)柜鑰匙等也如同密碼一樣存在顯而易見的漏洞。這些傳統(tǒng)的安全系統(tǒng)所采用的方式，隨著社會的發(fā)展,其安全性越來越脆弱不堪一擊。但是我們不能回避這個(gè)尷尬的問題,我們的生活中隨時(shí)都需要進(jìn)行個(gè)人身份的確認(rèn)和權(quán)限的認(rèn)定，尤其是在信息社會,人們對于安全性的要求越來越高,同時(shí)也希望認(rèn)證的方式簡單快速。為了解決這一存在已久的問題，人們把目光轉(zhuǎn)向了近年來興起的生物識別技術(shù)，希望能借助人體的生理特征或行為動作來進(jìn)行身份識別。這樣就可以不必?cái)y帶大串鑰匙，也不用費(fèi)心去記各種密碼.生物特征和鑰匙、密碼相比具有唯一性，不可復(fù)制性,例如指紋,專家推論以全球６0億人口計(jì)算,30０年內(nèi)都不會有兩個(gè)相同的指紋出現(xiàn)。以電子商務(wù)、電子銀行的安全認(rèn)證為例,目前在電子商務(wù)中經(jīng)常出現(xiàn)他人假冒當(dāng)事人的身份,如果通過生物特征進(jìn)行認(rèn)證，就可有效防止此類事件的發(fā)生。另外，網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫和關(guān)鍵文件等的安全控制,機(jī)密計(jì)算機(jī)的登陸認(rèn)證，銀行ATM、PＯS終端等的安全認(rèn)證，蜂窩電話,ＰDA的使用認(rèn)證等等,都可以依靠生物特征來認(rèn)證?？梢姡锾卣髯R別不但有可觀的經(jīng)濟(jì)效益,還有不可估量的國家信息安全效益。1997年比爾?蓋茨曾這樣預(yù)言:“生物識別技術(shù)即利用人的生理特征,如指紋、虹膜等來識別個(gè)人的身份,將成為未來幾年IＴ產(chǎn)業(yè)的重要革新。,指紋識別技術(shù)在生物識別技術(shù)中相對來看是發(fā)展的最成熟的識別技術(shù)，指紋鎖則是指紋識別技術(shù)的代表作品，指紋鎖在當(dāng)今安防系統(tǒng)中應(yīng)運(yùn)而生成為繼機(jī)械鎖、密碼鎖、感應(yīng)鎖之后另一代門鎖的代表，單體指紋代替鑰匙或者密碼成為開鎖工具,大大降低了安防系統(tǒng)的潛在安全隱患，主要是因?yàn)橹讣y的獨(dú)特生理附屬性，在一段比較長的歷史時(shí)期內(nèi)避免了遺失、被盜、被復(fù)制的隱患,因此目前看來指紋鎖幾乎完美的解決了傳統(tǒng)門鎖存在的問題，但是一把合格的指紋鎖，須采用國際領(lǐng)先水平的智能芯片和高標(biāo)準(zhǔn)的安裝材料,這就決定了其剛性成本很高，同時(shí)由于擁有極高的科技附加值,指紋鎖市場價(jià)格普遍比較昂貴,近年來指紋識別產(chǎn)品在各個(gè)行業(yè)的大規(guī)模開始應(yīng)用，以及人們對于智能化和安全性能的追求為指紋鎖的市場拓展創(chuàng)造了有利條件,因此可以預(yù)見,指紋鎖將迎來一個(gè)改變安防系統(tǒng)的歷史機(jī)遇?，F(xiàn)代社會越來越需要高效，可靠的身份識別系統(tǒng)?？煞蛛x人身份的傳統(tǒng)方式，如口令，密碼，身份。可以進(jìn)行假冒，偽造，盜竊，或者破譯,不能完全滿足現(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)活動和社會安全的需要.作為最傳統(tǒng)和最先進(jìn)的生物鑒定方法，指紋具有很強(qiáng)的相對穩(wěn)定性。從六個(gè)月胎兒完全形成指紋到死后尸體腐爛，指紋結(jié)構(gòu)，整體分布的統(tǒng)計(jì)特性并沒有顯著的改變,顯然指紋具有其唯一性。至今仍然無法找到兩個(gè)人有相同的指紋,甚至是同卵雙胞胎都是不一樣的指紋。從易用性，安全性，成熟度和成本以及其他方面綜合比較，指紋識別技術(shù)將成為未來人的生理特征識別的主流技術(shù)。自動指紋識別技術(shù)創(chuàng)建了一個(gè)個(gè)人身份識別的新時(shí)代，指紋識別的應(yīng)用使我們生活更加安全,方便【5】。以單片機(jī)為控制器的技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的非常成熟,因?yàn)樗目刂菩阅芎透呖煽啃缘膬?yōu)點(diǎn)，電子產(chǎn)品與單片機(jī)控制是分不開的，如電飯煲,洗衣機(jī)，汽車等都需要微處理器控制.學(xué)習(xí)單片機(jī)的基礎(chǔ)知識后,我們需要在實(shí)踐中把所學(xué)知識組織起來，在現(xiàn)實(shí)生活中應(yīng)用它,所以我聯(lián)系指紋識別技術(shù)和單片機(jī)的原理與應(yīng)用選擇了基于單片機(jī)的指紋識別系統(tǒng)這個(gè)課題,我希望我的設(shè)計(jì)可以完成簡單的身份認(rèn)證,給身份認(rèn)證提供方便。1。２國內(nèi)外指紋密碼鎖發(fā)展歷史及現(xiàn)狀生物識別技術(shù)在傳統(tǒng)安防系統(tǒng)面臨尷尬的時(shí)候,給人們帶來了希望,并且在今后一個(gè)很長的歷史時(shí)期都將是緩解了安防壓力的有力保障，生物識別技術(shù)主要包括指紋識別、人臉識別、掌形識別、指靜脈識別、紅膜識別、視網(wǎng)膜識別、聲音識別等，由于各種生物識別技術(shù)的差異，只有基于指紋識別技術(shù)的產(chǎn)品有希望在近幾年大規(guī)模的投入民用的市場，因此指紋識別產(chǎn)品將是世界各國在生物識別技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展和