proteus環(huán)境下電子密碼鎖設(shè)計(jì)仿真畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）計(jì)劃</p><p><b>　?。?#215;×××屆）</b></p><p>　　題 目 Proteus環(huán)境下電子密碼鎖設(shè)計(jì)仿真</p><p>　　系 別 信 息 電 子 系 </p><p>　　專 業(yè)

2、 應(yīng)用電子技術(shù) </p><p>　　班 級(jí) 應(yīng)電0911 </p><p>　　學(xué) 號(hào) </p><p>　　姓 名 </p><p>　　指導(dǎo)教師

3、 </p><p>　　年 月 日</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）計(jì)劃</p><p>　　一、Proteus環(huán)境下電子密碼鎖設(shè)計(jì)仿真課題概述 </p><p>　　二、設(shè)計(jì)（論文）要求</p><p><b>　　三、時(shí)間安排</b></p&

4、gt;<p>　　四、主要參考文獻(xiàn)和書(shū)目</p><p>　　指導(dǎo)老師簽字： 年 月 日</p><p>　　學(xué) 生 簽字： 年 月 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1 概述…………………………

5、…5</p><p><b>　　2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3硬件設(shè)計(jì)………………………………………………10</p><p><b>　　3.1鍵盤電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.2 LCD顯示電路</p><p>　　4軟件設(shè)計(jì)……………………

6、………………………………6</p><p>　　4.1軟件設(shè)計(jì)思路 </p><p><b>　　4.2系統(tǒng)主流程圖</b></p><p><b>　　5總結(jié)</b></p><p>　　參考文獻(xiàn) ………………………………………………………12</p><p><

7、b>　　摘要</b></p><p>　　本課題設(shè)計(jì)了一種基于單片機(jī)的數(shù)字電子密碼鎖，這種數(shù)字電子密碼鎖以單片機(jī)作為數(shù)據(jù)處理主控芯片。</p><p>　　電子密碼鎖的設(shè)計(jì)主要由三部分組成：4×4矩陣鍵盤接口電路、以AT89S51芯片為核心的密碼鎖的數(shù)據(jù)處理及控制電路、，輸出七段顯示電路。</p><p>　　電子密碼鎖設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題是實(shí)

8、現(xiàn)密碼的輸入、清除、開(kāi)鎖、更改等功能。同時(shí)該密碼鎖具有設(shè)計(jì)方法合理，簡(jiǎn)單易行，成本低，安全實(shí)用等特點(diǎn)，符合住宅，辦公室等場(chǎng)所的用鎖要求，具有推廣價(jià)值。</p><p>　　關(guān)鍵詞 單片機(jī) 密碼鎖 4*4矩陣鍵盤 實(shí)用經(jīng)濟(jì)</p><p><b>　　第1章 概 述</b></p><p>　　在日常的生活和工作中, 住宅與部門的安全防

9、范、單位的文件檔案、財(cái)務(wù)報(bào)表以及一些個(gè)人資料的保存多以加鎖的辦法來(lái)解決。若使用傳統(tǒng)的機(jī)械式鑰匙開(kāi)鎖，人們常需攜帶多把鑰匙, 使用極不方便, 且鑰匙丟失后安全性即大打折扣。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)日常生活中的安全保險(xiǎn)器件的要求越來(lái)越高。為滿足人們對(duì)鎖的使用要求，增加其安全性，用密碼代替鑰匙的密碼鎖應(yīng)運(yùn)而生。密碼鎖具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　在安全技術(shù)防范領(lǐng)域，具有防盜報(bào)警

10、功能的電子密碼鎖逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械式密碼鎖，克服了機(jī)械式密碼鎖密碼量少、安全性能差的缺點(diǎn)，使密碼鎖無(wú)論在技術(shù)上還是在性能上都大大提高一步。隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，特別是單片機(jī)的問(wèn)世，出現(xiàn)了帶微處理器的智能密碼鎖，它除具有電子密碼鎖的功能外，還引入了智能化管理、專家分析系統(tǒng)等功能，從而使密碼鎖具有很高的安全性、可靠性，應(yīng)用日益廣泛。</p><p>　　隨著人們對(duì)安全的重視和科技的發(fā)展，許多電子智能鎖（指紋識(shí)

11、別、IC卡辨認(rèn)）已在國(guó)內(nèi)外相繼面世。但是這些產(chǎn)品的特點(diǎn)是針對(duì)特定的指紋和有效卡，只能適用于保密要求的箱、柜、門等。而且指紋識(shí)識(shí)別器若在公共場(chǎng)所使用存在容易機(jī)械損壞，IC卡還存在容易丟失、損壞等特點(diǎn)。加上其成本較高，一定程度上限制了這類產(chǎn)品的普及和推廣。鑒于目前的技術(shù)水平與市場(chǎng)的接收程度，電子密碼鎖是這類電子防盜產(chǎn)品的主流。 </p><p>　　基于以上思路，本次設(shè)計(jì)使用 ATMEL公司的 AT89C51 實(shí)現(xiàn)一

12、基于單片機(jī)的電子密碼鎖的設(shè)計(jì)，其主要具有如下功能： </p><p>　　（1）密碼通過(guò)鍵盤輸入，若密碼正確，則將鎖打開(kāi)。 </p><p>　?。?）報(bào)警、鎖定鍵盤功能。密碼輸入錯(cuò)誤數(shù)碼顯示器會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤提示，若密碼輸入錯(cuò)誤次數(shù)超過(guò) 3 次，蜂鳴器報(bào)警并且鎖定鍵盤。 </p><p>　　電子密碼鎖的設(shè)計(jì)主要由三部分組成：4×4 矩陣鍵盤接口電路、密碼鎖的

13、控制電路、輸出八段顯示電路。。 </p><p>　　密碼鎖設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題是實(shí)現(xiàn)密碼的輸入、清除、更改、開(kāi)鎖等功能： </p><p>　?。?）密碼輸入功能：按下一個(gè)數(shù)字鍵，一個(gè)“－”就顯示在最右邊的數(shù)碼管上，同時(shí)將先前輸入的所有“－”向左移動(dòng)一位。 </p><p>　?。?）密碼清除功能：當(dāng)按下清除鍵時(shí)，清除前面輸入的所有值，并清除所有顯示。 </p&g

14、t;<p>　?。?）開(kāi)鎖功能：當(dāng)按下開(kāi)鎖鍵，系統(tǒng)將輸入與密碼進(jìn)行檢查核對(duì)，如果正確鎖打開(kāi)，否則不打開(kāi)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)的電子密碼鎖的實(shí)現(xiàn)是基于單片機(jī)的，任務(wù)及工作如下：</p><p>　　1、在Proteus軟件環(huán)境中進(jìn)行硬件電路圖的設(shè)計(jì)。</p><p>　　2、在Keil軟件環(huán)境中進(jìn)行系統(tǒng)的軟件編程，并進(jìn)行程序源文件的編譯和調(diào)試，最

15、后生成.hex文件。此.hex文件是硬件電路運(yùn)行實(shí)現(xiàn)的源代碼來(lái)源。</p><p>　　3、把.hex文件加載到單片機(jī)芯片，然后在Proteus軟件環(huán)境中運(yùn)行硬件電路。</p><p>　　第2章 電子密碼鎖總體設(shè)計(jì)</p><p>　　本設(shè)計(jì)主要由單片機(jī)、矩陣鍵盤、LED數(shù)碼管顯示和密碼存儲(chǔ)等部分組成。其中矩陣鍵盤用于輸入數(shù)字密碼和進(jìn)行各種功能的實(shí)現(xiàn)。由用戶通過(guò)

16、連接單片機(jī)的矩陣鍵盤輸入密碼，后經(jīng)過(guò)單片機(jī)對(duì)用戶輸入的密碼與自己保存的密碼進(jìn)行對(duì)比，從而判斷密碼是否正確，然后控制引腳的高低電平傳到開(kāi)鎖電路或者報(bào)警電路控制開(kāi)鎖還是報(bào)警，實(shí)際使用時(shí)只要將單片機(jī)的負(fù)載由繼電器換成電子密碼鎖的電磁鐵吸合線圈即可，當(dāng)然也可以用繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)去控制電磁鐵吸合線圈。其設(shè)計(jì)原理框圖如圖2.1所示：</p><p><b>　　圖2.1 原理框圖</b></p&g

17、t;<p>　　單片機(jī)：本部分的功能包括寫(xiě)入和讀取各種控制命令及數(shù)據(jù)處理，同時(shí)還要對(duì)各執(zhí)行單元進(jìn)行控制。單片機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的控制核心及數(shù)據(jù)處理核心。</p><p>　　鍵盤部分：本部分由用戶通過(guò)鍵盤輸入各種信息送入到單片機(jī)進(jìn)行處理。</p><p>　　顯示部分：本部分完成的是單片機(jī)處理后的數(shù)據(jù)和信息的顯示以及系統(tǒng)提示信息的顯示。</p><p>　　

18、密碼存儲(chǔ)部分：本部分完成存儲(chǔ)原始密碼和用戶更改密碼數(shù)據(jù)的功能。</p><p>　　第3章 硬件電路設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 鍵盤電路設(shè)計(jì)</p><p>　　使用矩陣鍵盤，所以本設(shè)計(jì)就采用行列式鍵盤，同時(shí)也能減少鍵盤與單片機(jī)接口時(shí)所占用的I/O線的數(shù)目，在按鍵比較多的時(shí)候，通常采用這樣方法。其原理如圖3.1</p><p><

19、;b>　　。</b></p><p><b>　　圖3.1 矩陣鍵盤</b></p><p>　　每一條水平（行線）與垂直線（列線）的交叉處不相通，而是通過(guò)一個(gè)按鍵來(lái)連通，利用這種行列式矩陣結(jié)構(gòu)只需要N條行線和M條列線，即可組成具有N×M個(gè)按鍵的鍵盤。</p><p>　　在這種行列式矩陣鍵盤非鍵盤編碼的單片機(jī)系統(tǒng)中

20、，鍵盤處理程序首先執(zhí)行等待按鍵并確認(rèn)有無(wú)按鍵按下的程序段。</p><p>　　當(dāng)確認(rèn)有按鍵按下后，下一步就要識(shí)別哪一個(gè)按鍵按下。對(duì)鍵的識(shí)別通常有兩種方法：一種是常用的逐行掃描查詢法；另一種是速度較快的線反轉(zhuǎn)法。</p><p>　　對(duì)照?qǐng)D3.1所示的4×4鍵盤，說(shuō)明線反轉(zhuǎn)個(gè)工作原理。</p><p>　　首先辨別鍵盤中有無(wú)鍵按下，有單片機(jī)I/O口向鍵盤送

21、全掃描字，然后讀入行線狀態(tài)來(lái)判斷。方法是：向行線輸出全掃描字00H，把全部列線置為低電平，然后將列線的電平狀態(tài)讀入累加器A中。如果有按鍵按下，總會(huì)有一根行線電平被拉至低電平從而使行線不全為1。</p><p>　　判斷鍵盤中哪一個(gè)鍵被按下使通過(guò)將列線逐列置低電平后，檢查行輸入狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。方法是：依次給列線送低電平，然后查所有行線狀態(tài)，如果全為1，則所按下的鍵不在此列；如果不全為1，則所按下的鍵必在此列，而且是在

22、與零電平行線相交的交點(diǎn)上的那個(gè)鍵。</p><p>　　具體的功能設(shè)計(jì)如表3.1：</p><p><b>　　表3.1 按鍵功能</b></p><p>　　3.2LCD顯示電路</p><p>　　LCD是一種被動(dòng)式的顯示器，利用液晶能改變光線通過(guò)方向的特性，來(lái)達(dá)到顯示的目的。LCD顯示清晰美觀，具有功能低、抗干擾能

23、力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于儀器儀表、控制系統(tǒng)等。液晶顯示器的驅(qū)動(dòng)方式由電極引線的選擇方式確定，選擇了液晶顯示器之后便無(wú)法改變驅(qū)動(dòng)的方式。</p><p>　　當(dāng)LCD顯示筆端上兩個(gè)電極電壓相位相同時(shí)，兩電極之間的電位差為0，該字段就不顯示；當(dāng)兩個(gè)電極電壓的相位相反時(shí)，兩電極之間的電位差為兩倍的方波電壓，該字段顯示。其原理電路如圖3.2所示：</p><p><b>　　圖3.2原理電

24、路</b></p><p>　　圖3.3液晶顯示器 </p><p><b>　　第4章 軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4．1 軟件設(shè)計(jì)思路</p><p>　　電子密碼鎖工作的主要過(guò)程是LED數(shù)碼管提示開(kāi)始輸入密碼，通過(guò)鍵盤輸入密碼，同時(shí)LED顯示密碼輸入狀況，接下來(lái)確認(rèn)密碼的判斷，做出開(kāi)鎖或報(bào)

25、警處理。當(dāng)輸入密碼連續(xù)輸入錯(cuò)誤3次時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警。</p><p>　　多功能電子密碼鎖的基本要求:</p><p>　　1、通過(guò)鍵盤修改、輸入密碼。</p><p>　　2、連續(xù)三次輸入密碼錯(cuò)誤后鎖定鍵盤，并給出提示。</p><p><b>　　4.2系統(tǒng)主流程圖</b></p><p><

26、;b>　　第5章 總結(jié)</b></p><p>　　在沒(méi)有做畢業(yè)設(shè)計(jì)前覺(jué)得畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對(duì)所學(xué)知識(shí)的單純總結(jié)，但是通過(guò)這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)太片面。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我明白了自己原來(lái)知識(shí)還比較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺(jué)得自己什么東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)