基于51單片機的電子密碼鎖設(shè)計

基于51單片機的電子密碼鎖設(shè)計摘要在日常的生活和工作中,住所的防盜門、重要的文件檔案、財務(wù)賬目和一些個人文件的安全大多通過加鎖來解決。若是使用傳統(tǒng)的鑰匙開鎖，還存在很多安全隱患，鑰匙丟失后連自己都打不開鎖，并且丟失后很容易被不懷好意的人利用。因而，更為方便安全的電子密碼鎖取代傳統(tǒng)的鑰匙鎖已是必然趨勢。隨著科術(shù)的不斷進步，人們對日常生活中的鎖具的要求越來越高。為滿足人們不斷提高的使用要求，增加其安全性，密碼鎖于是應(yīng)運而生。密碼鎖具有成本低、功耗小、操作簡單、安全性高、記住密碼即可開鎖等多種優(yōu)點。本文主要介紹了用STC89C51單片機控制的電子密碼鎖功能以及相應(yīng)的硬件電路設(shè)計，本系統(tǒng)還包括報警系統(tǒng)、LCD1602顯示和4×4矩陣鍵盤。本設(shè)計同時包括了開鎖、關(guān)鎖、修改密碼、超次報警、超次鎖定和輸錯報警等功能。本設(shè)計通過P0口控制LCD顯示，當密碼輸入正確時LCD顯示OPEN！密碼輸入錯誤顯示ERROR！當密碼錯誤超過三次時自動鎖定。并且本設(shè)計還增加了紅外遙控功能，可通過遙控器進行遠距離控制。關(guān)鍵詞：STC89C51；LCD1602；電子密碼鎖；紅外遙控

AbstractIndailylifeandwork,homesecuritydoors,importantdocuments,thesafetyoffinancialaccountsandsomepersonalfilesaremostlyaddressedbylocking.Ifusethetraditionalkeytounlock,therearemanysafehiddentrouble,can'tunlockkeyafterlostthemselves,andlostafterusedbymaliciouspeopleeasily.Therefore,moreconvenientsafeelectroniccombinationlocktoreplacethetraditionalkeylockisinevitabletrend.Alongwiththeadvanceofbranchoperation,peoplemoreandmorehightotherequirementoflocksineverydaylife.Tomeettherequirementsoftheuseoftheincreasingimprovementofthepeople,increaseitssafety,combinationlocksoarisesatthehistoricmoment.Combinationlockhaslowcost,lowconsumption,simpleoperation,highsafety,rememberpasswordlockandsoonthemanykindsofoptimal.ThisarticlemainlyintroducedtheSTC89C51microcontrollercontrolbyusingelectroniccombinationlockfunctionandthecorrespondinghardwarecircuitdesign,thissystemalsoincludesalarmsystem,theLCD1602displayand4*4matrixkeyboard.Thisdesignincludesthelockatthesametime,shut,changepasswords,supermistypedalarmandalarm,superlock,andotherfunctions.ThisdesignthroughP0portcontrolLCDdisplay,whenthepasswordinputthecorrectLCDdisplayOPEN!PasswordinputERRORdisplayERROR!Automaticallylockwhenwrongpasswordmorethanthreetimes.Andthisdesignalsoincreasethefunctionofinfraredremotecontrol,remotecontrolbyremotecontrol.Keywords:STC89C51，LCD1602，ElectronicCombinationLock，InfraredRemoteControl

目錄摘要 IAbstract II第一章引言 11.1研究背景 11.2研究意義 11.3研究現(xiàn)狀 2第二章系統(tǒng)總體方案設(shè)計 32.1電子密碼鎖設(shè)計的具體要求 32.2設(shè)計思路 32.3系統(tǒng)總體框圖 3第三章硬件設(shè)計 53.1單片機STC89C51簡介 53.2時鐘電路模塊 53.3復(fù)位電路模塊 63.4密碼儲存電路模塊 73.5LCD顯示模塊模塊 83.6鍵盤掃描電路模塊 93.7聲音提示模塊 103.8繼電器控制模塊 113.9紅外接收模塊 12第四章軟件設(shè)計 134.1主程序模塊 134.2鍵盤掃描子程序 144.3密碼設(shè)置子程序 144.4開鎖子程序 16第五章系統(tǒng)制作與調(diào)試 175.1焊接流程及注意事項 175.2調(diào)試 18結(jié)論 20參考文獻 21致謝 22附錄 23第一章引言1.1研究背景現(xiàn)代社會越來越需要高效可靠的身份識別系統(tǒng)。“鎖”既要安全可靠又要使用方便，這也是人們從古至今一直研究的主要目標。隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，電子鎖也應(yīng)運而生，比如指紋鎖、刷卡鎖、密碼鎖等各類電子鎖，其中密碼鎖更是其中的佼佼者，不僅安全性高而且價格便宜，更容易被人們普遍接受。但當前國內(nèi)自主研發(fā)的電子鎖還不夠完善，市場結(jié)構(gòu)也未形成，因此目前來說電子鎖的應(yīng)用還不夠廣泛。希望可以通過不斷的努力，使電子密碼鎖在我國能夠得到廣泛應(yīng)用。社會的快速發(fā)展及科學(xué)技術(shù)的不斷更新，單片機技術(shù)已經(jīng)普及到我們的生活，工作，科研等各個領(lǐng)域，已經(jīng)成為一種比較成熟的技術(shù)。由于單片機具有速度快、低功耗、體積小、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、處理速度快、環(huán)境適應(yīng)能力強等特點，因而在工業(yè)建設(shè)、家用電器、通信設(shè)備等各個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。因此，本論文設(shè)計了以單片機作為控制核心的電子密碼鎖。1.2研究意義人們生活水平的提高和安全意識的加強，對安全的要求也就越來越高。鎖一直是守衛(wèi)門的鐵將軍。人們要求它們既安全又可靠，以防被盜和易于使用。這也是儲物柜長期以來發(fā)展的課題。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，各類電子產(chǎn)品應(yīng)運而生，電子密碼鎖就是其中之一。由于電子鎖的密鑰量（密碼量）極大，可以與機械鎖配合使用，并且可以避免因鑰匙被仿制而留下安全隱患。電子鎖只需記住一組密碼，無需攜帶金屬鑰匙，免除了人們攜帶金屬鑰匙的煩惱，而被越來越多的人所欣賞。目前，在西方發(fā)達國家，電子密碼鎖技術(shù)比較先進，種類繁多。1.3研究現(xiàn)狀自古以來，鎖具就被人們視為“鐵將軍”。隨著社會物質(zhì)財富的不斷增加和人民生活水平的不斷提高，人們對鎖具的要求越來越高，即安全可靠，而且使用方便。因此，鎖具的安全性和實用性一直是鎖具的制造者長期以來研究的主題。保險箱作為人們生活或工作中不可缺少的重要設(shè)施，主要用于存放各種貴重物品，因此保險鎖的安全性就顯得十分重要。目前市場上的保險柜產(chǎn)品使用的鎖具主要是傳統(tǒng)的機械轉(zhuǎn)盤式密碼鎖，使用電子密碼鎖保險柜數(shù)量相對較少。據(jù)有關(guān)資料介紹，電子密碼鎖的研究從20世紀30年代就開始了，在一些特殊場所早就有所應(yīng)用。這種鎖是通過鍵盤輸入一組密碼，完成開鎖過程。研究這種鎖的初衷，就是為提高鎖具的安全性。由于電子鎖的密鑰量(密碼量)極大，可以與機械鎖配合使用，并且可以避免因鑰匙被仿制而留下安全隱患。電子鎖只需要記住一組密碼，而不攜帶金屬鑰匙，以避免攜帶金屬鑰匙的麻煩。越來越多的人欣賞電子鎖的種類，如數(shù)字鎖、指紋鎖等。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)水平和市場接受度來看，鍵盤電子密碼鎖是應(yīng)用最廣泛的。本產(chǎn)品主要用于保險箱、保險箱、金庫以及儲物柜、運鈔機等。在其他技術(shù)領(lǐng)域，有遙控電子密碼鎖和卡片式密碼鎖。為了解決電子密碼鎖存在的諸多安全問題，進一步提高電子密碼鎖系統(tǒng)的安全性、可靠性和實用性，將滾動加密技術(shù)與無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，開發(fā)了一種新型的無線遙控電子密碼鎖系統(tǒng)。計算機技術(shù)。采用多級加密機制和無線遙控技術(shù)，徹底解決了固定鍵盤密碼鎖和固定密碼遙控鎖的缺點，用戶可以在一定范圍內(nèi)任意位置安全操作電子密碼鎖。使系統(tǒng)具有抗截獲重傳的能力。使一切利用“追碼器”或跟蹤代碼破解密碼系統(tǒng)的企圖都無法奏效，保證密文電波的安全傳輸。

第二章系統(tǒng)總體方案設(shè)計2.1電子密碼鎖設(shè)計的具體要求（1）本設(shè)計為了提高密碼的安全性，輸入密碼時在LCD顯示屏上僅顯示“*”號。（2）本設(shè)計的電子密碼鎖開鎖密碼為六位密碼。（3）顯示“INPUTPASSWORD”時輸入密碼；當輸入密碼正確時，LCD顯示屏顯示“OPEN”；當密碼輸入錯誤時LCD顯示屏顯示“ERROR”。（4）當密碼輸入錯誤達到三次時，電子密碼鎖自動鎖定。（5）4×4的矩陣鍵盤其中包括“0-9”的數(shù)字鍵、“*”、“#”和“A、B、C、D”的功能鍵。（6）本設(shè)計還有報警功能，當輸入密碼錯誤次數(shù)達到三次時蜂鳴器發(fā)出報警聲并且LED燈亮三秒。（7）用戶可以自行修改密碼，修改密碼時，先輸入舊密碼，再輸入新密碼，新密碼需要確認兩次，以防操作錯誤。2.2設(shè)計思路本設(shè)計具體設(shè)計主要由矩陣鍵盤、單片機、液晶顯示器和密碼存儲等部分組成。其中矩陣鍵盤主要用于密碼的輸入及修改等功能的操作。用戶通過矩陣鍵盤輸入密碼，然后將其傳送到單片機。然后，單片機將傳輸?shù)挠脩裘艽a與系統(tǒng)中設(shè)置的原始密碼進行比較，判斷密碼是否正確。然后控制銷的高低電平根據(jù)密碼的錯誤判斷是解鎖還是報警。在實際使用中，只需要單片機。芯片機的負載可由繼電器改為電子密碼鎖的電磁吸盤。當然，電磁吸力線圈也可以通過繼電器的常開觸點來控制。2.3系統(tǒng)總體框圖本系統(tǒng)由兩部分構(gòu)成，即軟件部分與硬件部分。軟件由主程序、LCD顯示程序、初始化程序、啟動程序、關(guān)機程序、鍵盤掃描程序、構(gòu)建功能程序、密碼設(shè)置程序、EEPROM讀寫程序、延時程序等組成，硬件包括電源輸入模塊。時鐘電路模塊、復(fù)位電路模塊、密碼存儲電路模塊、顯示電路模塊、鍵盤輸入模塊、報警電路模塊、解鎖電路模塊、紅外接收模塊。示意圖如圖2.1所示。圖2.1電子密碼鎖原理框圖

第三章硬件設(shè)計3.1單片機STC89C51簡介STC89C51是一種功耗低、性能高的CMOS8位微控制器，還具有4K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。在單片機中，它具有8位CPU和系統(tǒng)可編程閃存，為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)的緩慢處理提供了一種有效的解決方案。STC89C51具有以下標準功能：1、兼容MCS51指令系統(tǒng)2、4K可反復(fù)擦寫FlashROM3、32個雙向I/O口4、256x8bit內(nèi)部RAM5、時鐘頻率0-24MHz6、可編程UART串行通道7、6個中斷源8、3級加密位9、2個16位可編程定時/計數(shù)器中斷10、低功耗空閑和掉電模式11、4k字節(jié)Flash另外，STC89C51單片機的頻率可降至0Hz，從而減少工作消耗，進行靜態(tài)邏輯操作。并且處于空閑模式時，CPU會暫停工作，但串口、RAM、中斷定、時器/計數(shù)器還會繼續(xù)工作。同時具有斷電保存功能，RAM內(nèi)容保存，振蕩器凍結(jié)，單片機立即停止所有工作，直到出現(xiàn)下一個中斷或硬件復(fù)位。3.2時鐘電路模塊STC89C51單片機通常有兩種方式產(chǎn)生時鐘信號：一是內(nèi)部時鐘電路產(chǎn)生時鐘信號，二是外部時鐘電路產(chǎn)生時鐘信號。圖中的電容C2和C3起到了穩(wěn)定頻率和快速起振的作用，電容值一般在在5~30pF，典型值為30pF。內(nèi)部時鐘方式如圖3.1所示：圖3.1STC89C51內(nèi)部時鐘電路3.3復(fù)位電路模塊單片機的復(fù)位不僅需要上電復(fù)位，有時還需要按鍵手動復(fù)位。本設(shè)計使用的便是按鍵手動復(fù)位，并且是通過電平方式來實現(xiàn)按鍵手動復(fù)位的。當按鍵S4按下，單片機的RST(9)端與電源Vcc接通而實現(xiàn)系統(tǒng)復(fù)位。圖3.2STC89C51復(fù)位電路3.4密碼儲存電路模塊密碼存儲電路存儲管理員密碼、原始密碼和用戶設(shè)置的密碼。當用戶通過輸入設(shè)備輸入密碼時，系統(tǒng)自動將輸入密碼與密碼存儲電路中的密碼進行比較。當密碼相同時，根據(jù)輸入的密碼生成相應(yīng)的操作，當密碼不同時，發(fā)送提示輸入錯誤。本設(shè)計中使用了AT24C02來存儲這些密碼信息。AT24C02是美國Atmel公司的低功耗CMOS型帶電可擦可編程只讀存儲器，存儲空間有256×8位，具有體積小、抗干擾能力強、數(shù)據(jù)不易丟失、擦寫次數(shù)多(大于10000次)、工作電壓寬(2.5～5.5V)、寫入速度快(小于10ms)等特點。I2C總線協(xié)議中發(fā)送器是指所有將數(shù)據(jù)傳送到總線的器件，而接收器則是指所有從總線接收數(shù)據(jù)的器件為接收器。主器件產(chǎn)生所有起始停止信號和串行時鐘并且控制數(shù)據(jù)傳送。通過器件地址輸入端A0、A1和A2可以實現(xiàn)將最多8個AT24C02器件連接到總線上，通過不同的配置進行選擇器件。AT24C02正是運用了I2C規(guī)程，使用主／從機雙向通信，主機(單片機)和從機可以工作在接收機和發(fā)射機的狀態(tài)。通過SCL引腳主機產(chǎn)生串行時鐘信號并發(fā)出控制字，從而控制總線的傳送方向，并為開始和停止提供條件。無論是主機還是從機，確認信號ACK都會在接收到一個字節(jié)后發(fā)出。密碼存儲模塊的電路如圖4.8所示。圖中AT24C02的1、2、3都是地址線，用來確定芯片硬件地址的。第8腳和第4腳分別為正、負電源。第5腳SDA的作用為串行數(shù)據(jù)輸入/輸出，這是雙向I2C總線串行，可以進行數(shù)據(jù)傳送。第6腳SCL是串行時鐘輸入線，SDA和SCL均需要和正電源各接一個10K的電阻上拉。第7腳需要接地。圖3.3AT24C02的電路接線圖如圖3.3所示，P34接T0端，P35接T1端。AT24C02中帶有單片機內(nèi)部地址寄存器。每當AT24C02進行讀寫時，該地址寄存器便會自動加1，從而實現(xiàn)對下一個存儲單元的讀寫。單片機以單一的操作方式讀取所有字節(jié)。并且一次操作最多可同時寫入8個字節(jié)的數(shù)據(jù)，大大縮短了寫入時間。3.5LCD顯示模塊模塊液晶顯示器在我們的日常生活中并不陌生。在正常情況下，一般我們采用的輸出端，大多采用以下幾種：發(fā)光管、液晶顯示器、LED數(shù)碼管。其中比較常用的是發(fā)光管和LED數(shù)碼管，軟硬件方面的操作都簡單易懂。采用液晶顯示器作為單片機系統(tǒng)中的輸出器件，主要有以下三個優(yōu)點：①傳統(tǒng)的陰極射線管顯示器（CRT）在接收信號時，每一點都會產(chǎn)生明亮的光線，但需要不斷地刷新亮點。與液晶顯示器（LCD）不同，LCD的每個點在接收信號時都會發(fā)光，并始終保持亮度和顏色。因此，液晶顯示器畫面質(zhì)亮更高且屏幕不會閃爍讓人產(chǎn)生視覺疲勞。②LCD的各個連接端口都是數(shù)字式的，通用簡單，與單片機系統(tǒng)連接時更為簡單方便，易插易拔。③LCD上的數(shù)據(jù)變化是通過改變顯示屏上液晶分子的狀態(tài)來實現(xiàn)的，而傳統(tǒng)的CRT顯示器比相同顯示區(qū)域的液晶顯示器更復(fù)雜。本設(shè)計選擇的顯示器件是LCD1602。它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液晶模塊。1602液晶也叫1602字符型液晶，它由若干個5X7或者5X11等點陣字符位組成，能夠同時顯示16x2個字符（16列2行）。一個字符需要一點陣字符位來顯示，并且字符的間距和行間距在顯示器上都有間隔出來，從而使數(shù)據(jù)看起來簡單明了。3.5.1引腳定義LCD1602具有16個引腳。引腳示例如圖3.4。各引腳功能見表3.1。圖3.4LCD1602引腳示例表3.1引腳功能表序號名稱描述1GND接地2VCC接+5V3VL液晶顯示器對比度調(diào)整端4RS寄存器選擇端5RW讀寫控制端6EN使能端7-14D0-D7雙向數(shù)據(jù)端15BL+背燈電源正極16BL-背燈電源負極3.5.2指令介紹LCD1602液晶顯示器內(nèi)部共有11條指令。各指令定義及功能見表3.2。表3.2LCD1602指令表序號指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清顯示00000000012光標返回000000001*3置輸入模式00000001I/DS4顯示開/關(guān)控制0000001DCB5光標或字符移位000001S/CR/L**6置功能00001DLNF**7置字符發(fā)生存貯器地址0001字符發(fā)生存貯器地址8置數(shù)據(jù)存貯器地址001顯示數(shù)據(jù)存貯器地址9讀忙標志或地址01BF計數(shù)器地址10寫數(shù)到CGRAM或DDRAM）10要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容11從CGRAM或DDRAM讀數(shù)11讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容3.5.3顯示自定義字符顯示自定義字符步驟如下：（1）先將自定義字符寫入CGRAM。LCD160內(nèi)含的CGROM字符代碼表中的00H~07H地址中的內(nèi)容沒有定義，它是用戶自定義區(qū)域。用戶可以向CGRAM中定義內(nèi)容。在設(shè)定內(nèi)容時，要逐行設(shè)定，每行對應(yīng)一個CGRAM，每行5點，共8行。（2）將CGRAM中的自定義字符傳送到DDRAM中。首先寫入行地址。格式見表3.3。然后設(shè)定CGRAM數(shù)據(jù)的內(nèi)容。見表3.4。表3.3行地址格式RSR/WDB7DB6DB5-DB3DB2-DB00001字符地址行號表3.4設(shè)定CGRAM中的數(shù)據(jù)格式RSR/WDB7-DB5DB4-DB010一般取‘000’每行5點的字模數(shù)據(jù)圖3.5為LCD1602的內(nèi)部RAM顯示緩沖區(qū)地址的映射圖：圖3.5LCD1602內(nèi)部地址映射圖00~0F、40~4F地址分別對應(yīng)的是LCD1602液晶屏的上下兩行中的每個字符，只要將要寫入顯示的字符的ASCII碼值寫到對應(yīng)的RAM地址上，就可以通過顯示屏顯示出來。顯示電路如圖3.6所示。圖3.6顯示電路3.6鍵盤掃描電路模塊本設(shè)計采用的是矩陣鍵盤來輸入密碼，這種方法能減少鍵盤與單片機接口時所占用的I/O線的數(shù)目。矩陣鍵盤又叫做行列式鍵盤，它的行線是用4條I/O線組成的，再加上4條I/O線組成的列線組成鍵盤。每個按鍵都設(shè)置在行線和列線的每一個交叉點上。所以鍵盤中的按鍵由四條行線和四條列線組成，為4×4個。這種矩陣鍵盤結(jié)構(gòu)有利于提高單片機系統(tǒng)中I/O端口的利用率。當線路數(shù)量較大時，結(jié)構(gòu)與港口線路的差異最為明顯。例如，向矩陣鍵盤添加一行可以組成20個鍵，而直接使用端口行只能添加一個鍵。因此，采用4×4的矩陣鍵盤更適合我們的電子密碼鎖。圖3.7為鍵盤模塊電路圖。圖3.7鍵盤模塊電路圖3.7聲音提示模塊聲音提示模塊使用蜂鳴器作為報警器件，當密碼輸入錯誤達到三次時，蜂鳴器發(fā)出報警聲，三秒后停止。蜂鳴器是一個集成的電子揚聲器，由直流電壓供電。它主要用作電腦、報警器、復(fù)印機、電話、打印機、定時器、電子玩具、汽車電子設(shè)備等電子設(shè)備中的揚聲器。蜂鳴器的類型主要可以分為電磁式蜂鳴器和壓電式蜂鳴器兩種。在電路中用字母“H”或“HA”（舊標準用“FM”、“ZZG”、“LB”、“JD”等）來表示蜂鳴器。蜂鳴器的組成電路包含了三部分：一個三極管、一個蜂鳴器、一個限流電阻。蜂鳴器作為發(fā)聲元件，兩端施加直流電壓或方波，發(fā)出報警。其主要參數(shù)有工作電流、工作電壓、聲音方向、工作頻率、形狀尺寸、驅(qū)動方式（直流/方波）等。這些都可以根據(jù)需要來選擇。本設(shè)計采用有源蜂鳴器。聲音報警電路如圖3.8所示。其中，三極管Q1起開關(guān)作用，當基極處于低電平時，三極管飽和導(dǎo)通，從而使蜂鳴器發(fā)聲；而基極處于高電平時，則使三極管截止，蜂鳴器停止發(fā)聲。圖3.8聲音報警電路3.8繼電器控制模塊繼電器控制模塊實現(xiàn)了繼電器功能與接觸器功能的集成。主要控制部分線路的切換。在本設(shè)計中，控制負載的切換。電磁繼電器的部件主要由銜鐵、彈簧、電磁鐵和動觸點、靜觸點等組成的。首先，線圈應(yīng)產(chǎn)生電磁效應(yīng)。因此，應(yīng)在線圈兩端加上電壓，使線圈中的電流在線圈中循環(huán)。最后，電樞能克服電磁力作用下彈簧的張力，回拉到鐵心，從而帶動電樞的動觸頭閉合和靜觸頭閉合。將線圈兩端的電壓斷開，電磁吸力消失，銜鐵也失去了反向吸力，在彈簧的拉力下返回原處，從而使動觸點打開與原來的靜觸點打開。通過這種閉合、打開的方式，便可達到電路中的導(dǎo)通、切斷目的。由于繼電器中的常開和常閉觸電，還可以通過以下方式進行辨別：繼電器線圈處于接通狀態(tài)的靜觸點我們稱為“常閉觸點”；而線圈未通電時，處于斷開狀態(tài)的靜觸點，則稱為“常開觸點”。圖3.9繼電器控制負載電路繼電器控制負載電路如圖3.9所示。電路中的繼電器由PNP三極管驅(qū)動。當閾值低于設(shè)定值時，單片機將保持高電平狀態(tài)，繼電器打開。當閾值高于設(shè)定值時，單片機由高電平變?yōu)榈碗娖?，三極管導(dǎo)繼電器接通。因此，繼電器在電路中起開關(guān)作用。它還驅(qū)動負載。3.9紅外接收模塊本設(shè)計中，紅外控制模塊主要用于遙控器的發(fā)射電路和電路板上的接收電路。遙控器按鍵產(chǎn)生的指令信號從發(fā)射電路發(fā)送到電路板上的接收電路。接收電路對信號進行解碼并發(fā)送到單片機。由紅外發(fā)射器產(chǎn)生的T波，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號，送至后放大器。發(fā)射電路由指令鍵或杠桿、調(diào)制電路、驅(qū)動電路和發(fā)射電路指令編碼系統(tǒng)組成。當指令由指令鍵或操作桿發(fā)出時，指令編碼電路根據(jù)發(fā)出的指令生成相應(yīng)的指令編碼信號。指令編碼信號由載波進行調(diào)制（某一頻率的數(shù)據(jù)和載波進行“和”運算），然后由驅(qū)動電路放大功率，最后由發(fā)射電路放大功率。發(fā)送調(diào)制指令編碼信號。接收電路由驅(qū)動電路、放大電路、調(diào)制電路、執(zhí)行電路、接收電路、指令譯碼電路等幾部分組成。接收電路的功能是接收來自發(fā)送器的調(diào)制和編碼指令信號，然后放大接收到的編碼指令信號并發(fā)送到解調(diào)電路，解調(diào)電路將編碼指令信號轉(zhuǎn)換為編碼信號。最后根據(jù)翻譯出來的編碼信號通過驅(qū)動電路和執(zhí)行電路做出各種指令的具體操作控制。一體化紅外接器電路如圖3.10所示。圖3.10一體化紅外接器電路其中VCC端接電源，HW接單片機的P3.3（INT1）端。

第四章軟件設(shè)計4.1主程序模塊本系統(tǒng)軟件主要由主程序以及包含的幾個子程序組成，需要實現(xiàn)以下幾個功能：識別在矩陣鍵盤輸入的密碼；用戶設(shè)置密碼的功能；開鎖和密碼錯誤報警功能。因此，系統(tǒng)程序分為以下幾個模塊：主程序模塊、掃描鍵盤鍵盤鍵盤掃描子程序模塊、用戶設(shè)置新密碼的密碼設(shè)置子程序模塊、實現(xiàn)解鎖和密碼錯誤報警功能的解鎖子程序模塊。主程序設(shè)計流程圖如圖4.1所示：開始開始初始化模式選擇輸入密碼密碼比較開鎖手動清除B輸入舊密碼輸入新密碼存入緩存區(qū)再次輸入密碼是否相同A設(shè)置完畢圖4.1主程序的流程圖首先，初始化后，進行模式選擇。模式A：要修改密碼，首先輸入舊密碼，然后輸入新密碼，新密碼存儲在緩沖區(qū)中，然后再次輸入新密碼。如果兩個密碼相同，則設(shè)置完成，如果兩個密碼不同，則重新進入；模式B：解鎖模式，識別鑰匙后輸入密碼。系統(tǒng)自動與存儲的密碼進行比較，密碼正確時解鎖，密碼錯誤時清除并重新輸入。4.2鍵盤掃描子程序本程序為掃描矩陣鍵盤輸入的密碼。鍵盤掃描鍵盤掃描有鍵閉合延時去鍵抖動掃描鍵盤找到閉合鍵計算鍵值閉合鍵釋放建立有效標志返回建立無效標志NNNY圖4.2鍵盤掃描程序流程圖Y如圖4.2所示，當掃描鍵盤時，當關(guān)閉無鑰匙時，將創(chuàng)建并返回?zé)o效標志。當無鑰匙關(guān)閉時，快速掃描關(guān)閉的鑰匙以找到關(guān)閉的鑰匙。否則，將建立并返回?zé)o效標志。找到時，計算鍵值。關(guān)閉鍵被釋放。當釋放關(guān)閉鍵時，卸載功能知道釋放，直到釋放為止，當釋放關(guān)閉鍵時。發(fā)生這種情況時，將創(chuàng)建并返回一個有效標志。4.3密碼設(shè)置子程序本程序為設(shè)置修改用戶密碼的功能。設(shè)置程序設(shè)置程序初始化按下設(shè)置鍵輸舊密碼確認程序所輸入舊密碼正確？輸新密碼確認程序設(shè)置成功輸入次數(shù)加1次數(shù)>3?報警程序N返回確認程序再次輸新密碼兩次新密碼輸入相同？圖4.3設(shè)置密碼子程序如圖4.3所示，這個為密碼修改流程，程序初始化后按下設(shè)置鍵輸入舊密碼并按“#”確認，當密碼正確時，連續(xù)兩次輸入新密碼并按“#”確認，當兩次密碼相同時，設(shè)置成功，兩次密碼不相同則重新輸入新密碼。當舊密碼輸入錯誤時，系統(tǒng)初始化，重新輸入密碼，并且輸入錯誤次數(shù)加一，當次數(shù)達到三次是報警。4.4開鎖子程序本程序為密碼鎖開鎖的程序。圖4.4開鎖流程圖如圖4.4所示，這個便是開鎖的操作流程，首先程序初始化，打開開鎖鍵后通過矩陣鍵盤或遙控器輸入6位密碼并按確認鍵，系統(tǒng)內(nèi)部將輸入的密碼與系統(tǒng)內(nèi)保存的密碼進行對比，如果密碼相同則開鎖成功，如果密碼不同，則開鎖失敗，并且錯誤次數(shù)加一，然后重新開始解鎖流程，當錯誤次數(shù)達到三次時，報警程序啟動。

第五章系統(tǒng)制作與調(diào)試5.1焊接流程及注意事項1、焊接流程首先要根據(jù)本設(shè)計的系統(tǒng)整體電路原理圖按照下列順序依次焊接：（1）首先焊接單片機最小系統(tǒng)的外圍電路：晶振電路、復(fù)位電路和時鐘電路；（2）再根據(jù)原理圖中LCD的各個管腳序號，焊接到相應(yīng)的單片機管腳上；（3）然后再焊接稍微復(fù)雜點的矩陣鍵盤，先將電路板與原理圖上的線路整理清楚，再將矩陣鍵盤焊接到電路板上；（4）當矩陣鍵盤焊接好后便可焊接報警電路；（5）接著再焊接密碼鎖最關(guān)鍵的開鎖電路；（6）最后將剩余的接口與其他電路焊接好；（7）注意接地接口與高電平接口的焊接。2、焊接LCD時的注意事項：（1）在往LCD上焊接PIN金屬基時，玻璃末端與電路板要留有一定的距離，保證金屬基的靈活，而且焊接的溫度也不可過高，需低于260度，并且焊接的時間也不可過長，否則長時間的高溫容易對元器件造成損壞。（2）焊接LCD時，必須要先調(diào)整好基板與PIN金屬基的位置，否則焊接完成后再進行位置的調(diào)整時，很容易對基板與PIN金屬基造成不可修復(fù)性的損傷。焊接LCD時，應(yīng)當講電路板放平，擺放好LCD后再進行焊接。（3）焊接LCD時，基板不可以長時間被電烙鐵熏烤，并且在清洗電路板的時候要避開基板，以防止損壞封口膠與偏光片。（5）未使用的顯示器在表面貼有保護膜，焊接過程中不能撕下，否則融化的焊錫絲和其他化學(xué)物質(zhì)會對顯示器造成影響，而且清洗的時候也會讓顯示器進水。3、單片機焊接注意事項：STC89S51單片機中的dsp和arm微處理器是非常脆弱的，焊接過程中一不小心就會對它們造成嚴重破壞。因此在焊接單片機時，需特別注意電焊筆的溫度，最好能夠控制在300度以下，并且焊接的時候，引腳焊接時間也不能過長，以防止引腳溫度過高燒毀內(nèi)部芯片。焊接單片機時，最好選用質(zhì)量比較好可以調(diào)溫的電焊筆。4、其他的電子器件焊接須知：一般分四步驟進行。①焊接準備：清理需要焊接的部件。在焊接前，應(yīng)將焊接在部件周圍的部件從外部斷開，以便焊接筆能接觸到焊點，防止誤燒其他部件。②開始焊接:將沾有少許焊錫和松香的電焊筆頭部接觸被焊元器件的底腳上，講焊錫均勻涂抹在底腳周圍后拿開。如果元器件焊接錯誤需要拆除時，用電焊筆點在元器件底腳上將焊錫融化，用手拉動元器件，將其拔出。③清潔電路板：首先用濕海綿擦拭電路板。對于不小心噴在電路板上的焊錫，可以用焊錫筆輕輕地觸摸，然后將其粘在一起。④檢查焊點:仔細查看元器件的焊點處的焊點是否圓滑，元器件焊接是否牢固，有問題時要處理掉。5.2調(diào)試1、仿真調(diào)試在硬件支持環(huán)境下，將proteus和keil程序設(shè)計的電路編譯成芯片可識別文件，裝入proteus原理圖芯片進行仿真測試，并對誤差進行修正。圖5.1仿真成功密碼正確運行仿真后，在proteus中通過鍵位矩陣輸入正確的密碼“000000”后，LCD顯示屏顯示“OPEN”，表示輸入正確。圖5.2密碼正確黃燈亮當密碼輸入正確后，LCD顯示屏顯示“OPEN”，同時LED燈也亮起來。2、系統(tǒng)調(diào)試（1）焊接好的密碼鎖，需要先輸入管理員密碼：“131420”，并按“#”號鍵確認，密碼便會重置為“000000”；（2）通過矩陣鍵盤（或遙控器）輸入“000000”，LED燈亮，電磁鎖打開，按“*”再次鎖住；（3）修改密碼：連續(xù)兩次輸入“000000”并按“#”，進入修改界面，輸入想要修改的密碼“123456”并按“D”確認，再重復(fù)一次并可講密碼修改為“123456”；（4）通過矩陣鍵盤（或遙控器）輸入“000000”，顯示屏顯示ERROR，表示錯誤，再輸入“123456”，顯示屏顯示OPEN，LED燈亮，電磁鎖打開；（5）掉電保存功能：這時，關(guān)閉電源再打開，輸入“123456”，顯示屏顯示OPEN，LED燈亮，電磁鎖打開，密碼仍為“123456”；（6）當密碼忘記時，可以輸入管理員密碼“131420”，密碼便可重置為“000000”（7）報警功能：當密碼輸入錯誤達到三次后，蜂鳴器報警并鎖定鍵盤。密碼鎖實物如圖5.3所示。圖5.3實物圖片

結(jié)論從經(jīng)濟性和實用性的角度出發(fā)，本設(shè)計以STC89C51單片機、低功耗CMOSE2PROMAT24C02為主控芯片和數(shù)據(jù)存儲單元，結(jié)合外設(shè)鍵盤輸入、顯示、報警、解鎖電路和C語言控制程序，開發(fā)了一種具有報警功能的電源。功能，可多次更改密碼。子代碼鎖。設(shè)計完全可行，能達到設(shè)計目的。同時，本文設(shè)計的單片機電子密碼鎖具有硬件和軟件設(shè)計簡單、開發(fā)方便、成本低、安全可靠、操作方便等特點，可應(yīng)用于住宅、辦公等場所的保險箱和文件柜。要求防盜，具有一定的實用性。

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致謝本論文是在導(dǎo)師的諄諄教誨和指導(dǎo)下完成的，從選題、構(gòu)思到定稿無不滲透著導(dǎo)師的心血和汗水；導(dǎo)師淵博的知識和嚴謹?shù)膶W(xué)風(fēng)使我受益終身，在此表示深深的敬意和感謝。這次寫論文的經(jīng)歷也會使我終身受益，我感受到，做論文是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己學(xué)習(xí)的過程和研究的過程。沒有認真學(xué)習(xí)和鉆研，自己就不可能有研究的能力，就不可能有自己的研究，就不會有所收獲和突破。希望這個經(jīng)歷，在今后的學(xué)習(xí)和生活中能夠繼續(xù)激勵我前進。另外，還要特別感謝我的家人，他們時刻關(guān)心我，給我提供了學(xué)習(xí)的機會，時時刻刻為我鼓勁、為我加油，進而促使我不斷成長和進步。同時，也要感謝寢室的室友以及所有關(guān)心我的朋友，感謝他們陪伴我走過了很多美好的時光，在我遇到困難時他們關(guān)心我、幫助我。在完成畢業(yè)論文的過程中，很多朋友都給了我無私的幫助和支持，在此表示由衷的謝意！最后，因本人水平有限，論文肯定還有不少不足之處，懇請各位老師批評指正，我希望可以有機會繼續(xù)去完善，我將不斷努力繼續(xù)充實自己。

附錄[1]系統(tǒng)整體電路圖[2]仿真圖[3]程序主要源代碼#include<REG52.h>#include<intrins.h>#defineLCM_DataP0#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint//#definew6 //定義密碼位數(shù)//時間計算#defineImax14000//此處為晶振為11.0592時的取值,#defineImin8000//如用其它頻率的晶振時,#defineInum11450//要改變相應(yīng)的取值。#defineInum2700#defineInum33000sbitlcd1602_rs=P2^7;sbitlcd1602_rw=P2^6;sbitlcd1602_en=P2^5;sbitScl=P3^4; //24C02串行時鐘sbitSda=P3^5; //24C02串行數(shù)據(jù)sbitALAM=P2^1; //報警 sbitKEY=P3^6; //開鎖sbitopen_led=P2^2; //開鎖指示燈bitoperation=0; //操作標志位bitpass=0; //密碼正確標志bitReInputEn=0; //重置輸入充許標志 bits3_keydown=0; //3秒按鍵標志位bitkey_disable=0; //鎖定鍵盤標志unsignedcharcountt0,second; //t0中斷計數(shù)器,秒計數(shù)器//解碼變量unsignedcharIm[4]={0x00,0x00,0x00,0x00};//全局變量ucharf;unsignedlongm,Tc;unsignedcharIrOK;//voidDelay5Ms(void);unsignedcharcodea[]={0xFE,0xFD,0xFB,0xF7}; //控盤掃描控制表unsignedcharcodestart_line[] ={"password:"};unsignedcharcodename[] ={"===CodedLock==="}; //顯示名稱unsignedcharcodeCorrect[] ={"correct"}; //輸入正確unsignedcharcodeError[] ={"error"}; //輸入錯誤unsignedcharcodecodepass[] ={"pass"};unsignedcharcodeLockOpen[] ={"open"}; //OPENunsignedcharcodeSetNew[] ={"SetNewWordEnable"};unsignedcharcodeInput[] ={"input:"}; //INPUTunsignedcharcodeResetOK[] ={"ResetPasswordOK"};unsignedcharcodeinitword[] ={"Initpassword..."};unsignedcharcodeEr_try[] ={"error,tryagain!"};unsignedcharcodeagain[] ={"inputagain"};unsignedcharInputData[6]; //輸入密碼暫存區(qū)unsignedcharCurrentPassword[6]={1,3,1,4,2,0}; //當前密碼值unsignedcharTempPassword[6];unsignedcharN=0; //密碼輸入位數(shù)記數(shù)unsignedcharErrorCont; //錯誤次數(shù)計數(shù)unsignedcharCorrectCont; //正確輸入計數(shù)unsignedcharReInputCont; //重新輸入計數(shù)unsignedcharcodeinitpassword[6]={0,0,0,0,0,0};//==============================主函數(shù)===============================voidmain(){ unsignedcharKEY,NUM; unsignedchari,j; P1=0xFF; EA=1; TMOD=0x11; IT1=1;//下降沿有效 EX1=1;//外部中斷1開 TH0=0;//T0賦初值 TL0=0; TR0=0;//t0開始計時 TL1=0xB0; TH1=0x3C; ET1=1; TR1=0; Delay400Ms(); //啟動等待，等LCM講入工作狀態(tài) lcd_init(); //LCD初始化 write_1602com(yi);//日歷顯示固定符號從第一行第0個位置之后開始顯示 for(i=0;i<16;i++) { write_1602dat(name[i]);//向液晶屏寫日歷顯示的固定符號部分 } write_1602com(er);//時間顯示固定符號寫入位置，從第2個位置后開始顯示 for(i=0;i<16;i++) { write_1602dat(start_line[i]);//寫顯示時間固定符號，兩個冒號 } write_1602com(er+9); //設(shè)置光標位置 write_1602com(0x0f); //設(shè)置光標為閃爍 Delay5Ms();//延時片刻(可不要) N=0; //初始化數(shù)據(jù)輸入位數(shù) while(1) { if(key_disable==1) Alam_KeyUnable(); else ALAM=1; //關(guān)報警 KEY=keynum(); if(KEY!=0||IrOK==1) { if(key_disable==1) { second=0; } else { NUM=coding(Im[2],KEY);