单片机设计论文.doc

一、设计总说明
随着人们对安全的重视和科技的发展,许多电子智能锁(指纹识别、IC卡辨认)已在国内外相继面世。但是这些产品的特点是针对特定的指纹和有效卡,只能适用于保密要求的箱、柜、门等。而且指纹识识别器若在公共场所使用存在容易机械损坏,IC卡还存在容易丢失、损坏等特点。加上其成本较高,一定程度上限制了这类产品的普及和推广。鉴于目前的技术水平与市场的接收程度,电子密码锁是这类电子防盗产品的主流。
本次基于8051单片机电子密码锁的设计,其主要具有如下功能:
(1)设置6位密码,密码通过键盘输入,若密码正确,则将锁打开。
(2)密码可以由用户自己修改设定(只支持6位密码),锁打开后才能
改密码。修改密码之前必须再次输入密码,在输入新密码时候需要二次确
以防止误操作。
(3)报警、锁定键盘功能。密码输入用发光管显示,当连续3次输入错误
密码,系统声光报警。
电子密码锁的设计主要由三部分组成:4×4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提示灯等。
密码锁设计的关键问题是实现密码的输入、清楚、更改、***等功能:
(1)密码输入功能:按下一个数字键,一个“-”就显示在最右边的数码
管上,同时将先前输入的所有“-”向左移动一位。
(2)密码清除功能:当按下清除键时,清除前面输入的所有值,并清除所
有显示。
(3)密码更改功能:将输入的值作为新的密码。
(4)***功能:当按下***键,系统将输入与密码进行检查核对,如果
确锁打开,否则不打开。
主要的设计实施过程:首先,选用8051单片机,以及选购其他电子元器件。第二步,设计硬件电路。第三步,编写单片机语言实现功能。第四部,分别进行软件和硬件的调试。最后,联合软、硬件调试整个系统,完成本次课程设计。
关键词:4×4矩阵键盘;8051单片机;密码锁;密码二次确认
二、绪论
         背景
随着社会物质财富的日益增长,安全防盗已成为社会问题。而锁自古以来就是把守门户的铁将军,人们对它要求甚高,既要安全可靠地防盗,又要使用方便,这也是制锁者长期以来研制的主题。目前国内,大部分人使用的还是传统的机械锁。然而,眼下假冒伪劣的机械锁泛滥成灾,互开率非常之高。所谓互开率,是各种锁具的一个技术质量标准,也就是1把钥匙能开几把锁的比率。经国家工商局、国家内贸局、中国消协等部门对锁具市场的调查,发现个别产品的互开率居然超标26倍。
为何弹子锁的“互开率”会如此之高?据有关专家人士剖析,弹子锁质量好坏主要取决于弹子数量的多少以及弹子的大小,而弹子的多少和大小受一定条件的限制。此外,即使是一把质量过关的机械锁,通过急***,甚至可以在不损坏锁的前提下将锁打开。机械锁的这些弊端为一种新型的锁---电子密码锁,提供了发展的空间。
          电子锁
电子锁是采取电子电路控制,以电磁铁或者卫星电机和锁体作为执行装置的机电一体化锁具,相比传统的机械锁具,电子锁不使用金属钥匙,保密性、精度都有很大提高。
电子锁的发明思路,源自古代发明的自动机械,例如古希腊数学家赫伦的液压自动门,中国古代诸葛亮的木牛流马,它们以重力或蒸汽压力驱动,最广泛的用途乃是用在古代墓道的地下机关。电子工业的诞生,使得以微小电量驱动机械成为可能,于是有了电子锁一日千里的跃进。
三、课题要求
本次课程设计,基于8051单片机电子密码锁的设计,利用4*4小键盘作为输入,LED作为显示。当输入密码和设定的密码一致时,系统利用继电器输出解锁信号,其主要具有如下功能:
(1)设置6位密码,密码通过键盘输入,若密码正确,则将锁打开。
(2)密码可以由用户自己修改设定(只支持6位密码),锁打开后才能
改密码。修改密码之前必须再次输入密码,在输入新密码时候需要二次确
以防止误操作。
(3)报警、锁定键盘功能。密码输入用发光管显示,当连续3次输入错误
密码,系统声光报警。
四、课题分析
电路主要包括矩阵键盘输入密码,外部密码验证,单片控制,原理方框图如下:
图一:电子密码锁原理方框图

设计方案是非编码键盘,每条行线和列线都对应一条I/O口线,键位设在行线和列线的交叉点,当一个键按下就会有某一条行线与某一条列线接触,只要确定接触的是哪两条线,即哪两个I/O口线,就可以确定哪一个键被触动。行线设计成上拉口线,初始时被置高电位,列线悬空,初始置低。通过不断读行线口线,或者中断方式触发键位扫描。当发现有键按下,将列线逐一置低,其他列线置高,读行线口线。当某条列线置低时,某条行线也被拉低,则确定这两条线的交点处的按钮被按下。将每个行线和列线的组合值作成列表,每次就可以通过查表确定键位,以决定之后要进行的操作。
五、课