514652073毕业设计(论文)基于单片机的电子密码锁设计.doc
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1、 电气与信息学院毕业设计(论文如需外文翻译及原理图,联系QQ153893706基于单片机的电子密码锁设计 * * * 题目名称:专业班级:学生姓名:指导教师: 毕业设计(论文)任务书设计内容电子锁是由电子电路控制锁体的新型锁具,它采用触摸(键盘)方式输入开锁密码,操作方便。触摸式电子锁的输入部分采用触摸开关(键盘输入),其优于传统的机械开关之处在于:无活动零件,不会磨损,寿命长;使用时静默无声;造价低廉;新颖别致。工艺条件及主要技术指标 以单片机为控制器,设置开锁密码,利用软件与硬件结合的方法来实现。正确输入密码前提下,开锁;错误输入密码情况下,报警。设定输入密码时限2分钟,超过该时间,即使密
2、码正确亦不开锁。密码可以更改。设计的基本要求1、完成设计说明书,字数不少于1.5万字,要求用A4纸打印并有中、英文摘要;2、图纸采用计算机绘图;3、完成与设计内容有关的外文资料翻译(5000字) ,译文翻译准确,表述清楚;4、说明设计原理和理论基础,有课题方案选择、参数计算,测试数据及测试结果分析、结论。主要参考文献1Wireless World, 1998,Vol. 84, No. 1509, p69.2王千,实用电子电路大全(1),电子工业出版社,2001,p1013何立民,单片机应用技术选编(4)北京: 北京航空航天大学出版社,1998.4李华,MCS-51系列单片机使用接口技术,北京:
3、 北京航空航天大学出版社,1993阶 段 计 划 安 排日 期主 要 内 容3.31至4.13校内毕业实习,确定毕业设计题目,收集设计资料,论证设计的可行性,研究设计方案和思路4.14至4.27确定设计方案和技术关键,拟定采取的解决措施,撰写毕业设计开题报告,查找并确定外文翻译资料4.28至5.11指导教师审阅开题报告,提出修改意见,学生整改并完成毕业设计开题报告,同时开始设计系统组成原理框图,进行控制电路原理设计,绘制电路原理图,完善电路组成5.12至5.25设计电路组成框图,进行电路原理设计,绘制电路原理图,设计电路PCB,完善电路组成进行电路元器件选择、参数计算和数据测试5.26至6.8
4、软件结构和流程图设计,进行软件设计、程序调试及仿真6.9至6.22整理资料,撰写毕业设计论文或说明书,细化毕业设计内容,指导教师审阅毕业论文,修改后准备毕业答辩6.23至6.29毕业设计答辩及成绩评定毕业设计外文翻译自己安排时间进行,但务必于5月15日前完成毕业设计(论文)开题报告 基于单片机的电子密码锁设计 * * * 题目名称:报 告 人:专业班级:指导教师:基于单片机的电子密码锁设计一、题目背景和意义随着人们生活水平的提高,如何实现家庭防盗这一问题也变的尤其的突出,传统的机械锁由于其构造的简单,被撬的事件屡见不鲜。电子密码锁是由电子电路控制锁体的新型锁具,它采用触摸键盘方式输入开锁密码,
5、操作方便。触摸式电子锁的输入部分采用触摸开关(键盘输入),其优势在于传统的机械开关之出在于其保密性高,使用灵活性好,安全系数高,无活动零件,不会磨损,寿命长等受到了广大用户的亲呢。出于安全、方便等方面的需要许多电子密码锁已相继问世。但这类产品的特点是针对特定有效卡、指纹或声音有效,且不能实现远程控制,只能适用于保密要求高且供个人使用的箱、柜、房间等。而且卡片式IC卡还有易丢失等特点,加上其成本一般较高,一定程度上限制了这类产品的普及和推广。在科学技术不断发展的今天,电子密码防盗锁作为防盗卫士的作用也日趋重要。本设计采用单片机S51作为单片机的核心单元,设计了一款具有本机开锁和报警功能的电子密码
6、锁。即简单又适用。二、文献综述在设计系统中主要由单片机系统、矩阵键盘、液晶显示、密码存储和报警系统组成。设置开锁密码,利用软件与硬件结合的方法来实现。系统能完成本机开锁、超时报警、超次锁定、管理员解密、修改用户密码基本的密码锁的功能。除上述基本的密码锁功能外,还具有调电存储、声光提示等功能,依据实际的情况还可以添加遥控功能。本系统成本低廉,功能实用。1) 开锁机构通过单片机送给开锁执行机构,电路驱动电磁锁吸合,从而达到开锁的目的。其原理如图21所示:单片机 微控制器密码正 确返回电磁锁开锁驱动电路NY 1-1密码锁开锁示意图当用户输入的密码正确而且是在规定的时间(普通用户要求在2分内输入正确的
7、密码,管理员要求在1分输入正确的密码)输入的话,单片机便输出开门信号,送到开锁驱动电路,然后驱动电磁锁,达到开门的目的。2)电子密码锁发展趋势 电子防盗锁应用于金融业,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、授予流通权,如自动存取款。目前,金融行业电子防盗锁的应用主要集中在前两个层面上。下面将介绍几种在金融行业中使用较多的电子防盗锁以及它们的技术发展方向。 当然,以上所说的授权技术再高超,都必须由精良的“锁具”担当承载结构部件,实
8、现开启、闭锁的功能,而且承担实体防护作用,抵抗住或尽量延迟破坏行为,让电子防盗锁“软、硬不吃”。一般情况下,锁具防盗的关键是锁身外壳、闭锁的部件的强度、锁止型式、配合间隙和布局。 提高电子防盗锁之防护能力的必然途径是报警,在金融业的许多场所有人值守、有电视监控,具有报警功能,可以综合物理防范和人力防范两种作用。报警的前提是具备探测功能,根据电子防盗锁的使用场所和防护要求,可选择多种多样的探测手段。在中国的城市金融业中,实现联网报警已经成为对各金融网点的基本要求。 根据国内外的实践经验,金融业实行安全防范风险等级很有必要,即依据使用的防盗报警器材的性能、安装布局和人员值守状况等,可以评估被防护物
9、或区域的防护能力,得出风险等级,其中,电子防盗锁的性能至关重要。由于数字、字符、图形图像、人体生物特征和时间等要素均可成为钥匙的电子信息,组合使用这些信息能够使电子防盗锁获得高度的保密性,如防范森严的金库,需要使用复合信息密码的电子防盗锁,这样对盗贼而言是“道高一尺、魔高一丈”。组合使用信息也能够使电子防盗锁获得无穷扩展的可能,使产品多样化,对用户而言是“千挑百选、自得其所”。 三、主要内容和待解决问题本设计的任务采用单片机C51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。主要分为以下几个部分:1)选择密码将编好的密码程序存储在EPROM
10、中,用户通过密码选择键进行选择。具体操作过程如下:首先按下密码选择键,然后在逐渐输入号码,最后按下确认键即可。2)密码显示为了帮助用户确认是否有键按下,特在电路中设置了模拟显示电路;而为了防止密码外泄;显示时,并不是显示用户按下的数字符号,而是以一个特定的字母符号提醒用户是否有键按下。有键按下,就会显示出字符-“*”,没键按下,则不会显示字符。这样既巧妙的提醒了用户又保护了用户密码,此乃本设计可靠性优点之一。 3)本机键开锁当用户键入正确密码后,在按确认键,便会自动开锁。但用户键入密码时应注意:数字与数字之间的间隔时间为2分钟,例如密码为32796,当键入第一个数字3后应在2分钟内键入第二个数
11、字2,否则,就会视为无效。如果键入完密码后不按确认键系统会当做放弃开锁处理 4)密码错误报警当用户键入错误密码时,系统就会报警,由扬声器发出5秒报警声。当连续三次出现密码错误时,则系统会长期报警不止。这时必须按复位方可停止。此乃安全可靠性之一。待解决的问题是实现遥控开锁,当此锁用于私家车库或仓库时,用户可以不用上车,只要手执遥控器,键入正确密码,便会自动开锁;如果密码错误,同样也会报警。还有实现声控开锁,这种开锁方式在于方便且快速比遥控式还的待遥控器既不方便又怕丢失遥控器。但声控式容易被别人模仿。有一定的失密性。四、设计方法和实施方案方案一:采用数字电路控制。用以74LS112双JK触发器构成
12、的数字逻辑电路作为密码锁的核心控制,共设了9个用户输入键,其中只有4个是有效的密码按键,其它的都是干扰按键,若按下干扰键,键盘输入电路自动清零,原先输入的密码无效,需要重新输入;如果用户输入密码的时间超过10秒(一般情况下,用户不会超过10秒,若用户觉得不便,还可以修改)电路将报警20秒,若电路连续报警三次,电路将锁定键盘2分钟,防止他人的非法操作。采用数字电路设计的方案好处就是设计简单但控制的准确性和灵活性差。故不采用方案二:采用一种是用以AT89S51为核心的单片机控制方案。选用单片机AT89S51 作为本设计的核心元件,利用单片机灵活的编程设计和丰富的IO端口,及其控制的准确性,实现基本
13、的密码锁功能。在单片机的外围电路外接输入键盘用于密码的输入和一些功能的控制,外接AT24C02芯片用于密码的存储,外接LCD1602显示器用于显示作用。其原理如下图所示:AT89C51键盘输入复位电路密码存储电路晶振电路电源输入显示电路报警电路开锁电路 1-2单片机控制密码锁方案框图可以看出方案二控制灵活准确性好且保密性强还具有扩展功能,根据现实生活的需要此次设计采用此方案五、进度计划阶 段起始日期终止日期进 度技术指标第一阶段2008.03.312008.4.13完成选题和资料收集,论证设计可行性全面丰富课题内容第二阶段2008.04.142008.04.27确定方案和技术关键,查找外文翻译
14、符合理论要求,设计相关第三阶段2008.04.282008.06.8完成硬件设计和软件编程设计合理机构化、模块化第四阶段2008.06.92008.6.22进行在线调试与仿真,撰写毕业论文实现制动控制第五阶段2008.06.222008.06.29细化论文,准备答辩详细全面,提交论文六、成文时间和提交成果形式2008年6月22日完成论文“基于单片机电子密码锁的设计”。提交成果:开题报告、设计论文、系统电路原理图、有关设计的英文翻译、毕业设计手册。七、参考资料1 Wireless World,1998,vol、84,No、1509,p69.2 王千、实用电子电路大全M.电子工业出版社,2001,
15、p101.3 何立民、单片机应用技术选编M.北京:北京航空大学出版社,1998.4 李华、MCS-51系列单片机使用接口技术M.北京航空航天大学出版社,1993.5 彭为、单片机典型系统设计实例精讲M.北京:电子工业出版社,2006.6 潘永雄、新编单片机原理与应用M.西安:西安电子科技大学出版社,2003.7 童诗白,华成英,模拟电子技术基础M.北京:高等教育出版社,2000.8 阎石主、数字电子技术基础M.北京:高等教育出版社,1998.9 樊昌信,曹丽娜,通信原理M.北京:国防工业出版社,2007.10 李瀚荪、电路分析基础M.北京:高等教育出版社1991.11 纪宗南、8031单片机实
16、用接口技术M.北京航空航天大学出版社.毕业设计(论文)基于单片机的电子密码锁设计The Design of Electronic Password-lock with SCM学生姓名所在院系所学专业所在班级指导教师教师职称完成时间: * : 电气与信息学院 : * : * : * : 副教授 : 2008年6月20日 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。随着人们生活水平的提高,如何实现家庭防盗这一问题也变的尤其的突出,传统的机械锁由于其构造的简单,安全性能低,无法满足人们的需要。本文从经济实用的角度出发,采用美国Atmel公司的单片机AT
17、89S51与低功耗CMOS型E2PROM AT24C02作为主控芯片与数据存储器单元,结合外围的键盘输入、显示、报警、开锁等电路,用汇编语言编写主控芯片的控制程序,设计了一款可以多次更改密码具有报警功能的电子密码锁。经实验证明,该密码锁具有设计方法合理,简单易行,成本低,安全实用等特点,符合住宅、办公室用锁要求,具有推广价值。关键词密码锁 单片机 报警AbstractAs electronic products are developing towards intelligence and minimization, singlechip computers (SCM ) have becom
18、e the first choice for controllers in the development of electronic products. With the improvement of peoples living standards, it has become particularly prominent about how to achieve Anti-theft family. The traditional mechanical lock has such shortcoming as simple structure , Low security, it can
19、t meet peoples demands.For practicality, this paper designs a new electronic cipher lock, which has the function of alarm and whose cipher can be changed many times. This cipher lock uses AT89S51 SCM and E2PROM AT24C02 as main chip and data memory cell . The author made this ciphor lock by use of ma
20、king controlled program of master CMOS with periphery electrocircuit of keyboard input, display, alarm and unlock.Experiments show that the designed cipher lock is characterized by its reasonable designing methods, simple operation, low cost and property of safety and practicalityBesides,it works we
21、ll as a residence lock and has great potential for commercial developmentKey words: Cipher lock SCM Alarm 目 录1 引言11.1 电子密码锁简介11.2 电子密码锁的发展趋势11.3 本设计所要实现的目标22 设计方案的选择32.1 方案一:采用数字电路控制32.2 方案二:采用以单片机为核心的控制方案33 主要元器件介绍43.1 主控芯片AT89S5143.2 存储芯片AT24C0293.3 LCD1602显示器103.4 晶体振荡器124 系统硬件构成134.1 设计原理134.2 电
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