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1、摘 要随着电子产品向智能化和微型化的不断发展，电子密码锁已广泛用于生活中，单片机已成为电子产品研制和开发中首选的控制器。由于单片机具有体积小，耗电少，控制精度高，运行可靠等特点，所以广泛应用于实际生产中。为了更好地推广电子锁在各个领域中的应用，在此根据任务要求设计了一种基于AT89C51单片机控制的电子密码锁。并介绍了AT24C04存储器和1602显示器及工作原理、设计思想以及硬件电路和软件程序等。装置应用AT89C51单片机，通过单片机编写程序，并用LCD1602显示密码。显示屏上可以显示当前输入的六位数字。当输入密码正确时，对应的指示灯亮，显示器上显示password ok；当密码输入错误
2、的次数超过三次时，蜂鸣器发出报警信号同时显示器上显示password error。关键字：密码锁，单片机，AT24C04存储器，LCD1602ABSTRACTAlong with the electronic product miniaturization to the intelligent and continuous development electronic password lock has been widely used in life, SCM has become the electronic product research and development in the
3、preferred controller. Because the SCM has the advantages of small volume, low power consumption, high control precision, reliable operation and so on, so it is widely applied in actual production. In order to better promote the electronic lock in various fields of application, then according to the
4、requirements of task design based on AT89C51MCU control of the electronic code lock. This paper introduces AT24C04memory and a 1602display and the principle of work, design concept and the hardware circuit and software program. Application of single chip microcomputer device AT89C51, through the pro
5、gram, and LCD1602 display code. The display can display the current input six numbers. When the input password is correct, the corresponding indicator light, display password OK; when the password input error more than three times, the buzzer sends out alarm signal at the same time display on passwo
6、rd error.Key Words: Password lock, MCU, MemoryAT24C04, LCD1602目 录摘 要IABSTRACTII第一章 绪论11.1课题的背景和意义11.2电子密码锁的趋势2第二章 系统总体设计方案32.1密码锁具体设计要求32.2总体设计方案选定3第三章 硬件系统设计53.1系统芯片介绍53.1.1单片机AT89C51功能介绍53.1.2存储芯片AT24C04介绍73.1.3LCD1602显示器介绍83.2硬件电路设计93.2.1键盘输入电路93.2.2电源输入电路103.2.3掉电存储电路103.2.4晶振电路113.2.5复位电路123.2.
7、6显示电路123.2.7报警电路133.2.8开锁电路133.3电路设计总图14第四章 软件系统设计164.1主程序流程图164.2按键软件设计174.2.1按键功能程序流程图174.2.2按键功能子程序174.3密码设置软件设计184.3.1密码设置程序流程图184.3.2密码设置子程序184.4开锁软件设计194.4.1开锁程序流程图194.4.2开锁功能子程序19第五章 系统制作及调试205.1焊接注意事项205.2硬件调试问题及解决方法21结 论22参 考 文 献23致 谢24附录A25附录B40第一章 绪论1.1课题的背景和意义随着电子技术和计算机技术的飞速发展，单片机性能不断完善，
8、性能价格比显著提高，技术日趋完善。由于单片机具有体积小、重量轻、价格便宜、功耗低、控制功能强及运算速度快等特点，因而在国民经济建设、军事及家用电器等各个领域均得到了广泛的应用。本设计利用单片机及附加电子元器件实现数据采集和控制算法来完成某一实际功能，检验并提高对整体电路设计和把握能力，了解单片机系统设计流程，以及电路板的实际制作和调试能力。 同时也加强对数字电路、模拟电路和单片机等课程知识的实际应用能力，也为同类产品的进一步发展奠定理论和实践基础。随着人们生活水平的提高和安全意识的加强，对安全的要求也就越来越高。锁自古以来就是把守护门的铁将军，人们对它要求甚高，既要安全可靠的防盗，又要使用方便
9、，这也是制锁者长期以来研制的主题。随着电子技术的发展，各类电子产品应运而生，电子密码锁就是其中之一。据有关资料介绍，电子密码锁的研究从20世纪30年代就开始了，在一些特殊场所早就有所应用。这种锁是通过键盘输入一组密码完成开锁过程。研究这种锁的初衷，就是为提高锁的安全性。由于电子锁的密钥量（密码量）极大，可以与机械锁配合使用，并且可以避免因钥匙被仿制而留下安全隐患。电子锁只需记住一组密码，无需携带金属钥匙，免除了人们携带金属钥匙的烦恼，而被越来越多的人所欣赏。电子锁的种类繁多，例如数码锁，指纹锁，磁卡锁，IC卡锁，生物锁等。但较实用的还是按键式电子密码锁。电子密码控制是一种通过密码输入来控制电路
10、或是芯片工作，从而控制机械开关的闭合，完成开锁，闭锁任务的电子产品。电子密码锁控制不论性能还是安全性都已大大超过了机械类。其特点如下：（1）保密性好，远远高于机械锁控制。随机开锁成功率几乎为零。（2）密码可变，用户可以随时更改密码，防止密码被盗，同时也可以避免因人员的更替而使控制的保密性下降。（3）误码输入保护，当输入密码多次错误时，报警系统自动启动。（4）无活动零件，不会磨损，寿命长。（6）使用灵活性好，不像机械锁必须佩带钥匙才能开锁。（7）电子密码锁控制系统具有操作简单易行，一学即会的特点。1.2电子密码锁的趋势电子密码锁应用于金融业，其根本的作用是“授权”，即被“授权”的人才可以存取钱、
11、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，金融行业电子密码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密码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，让电子密码锁“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。提高电子密码锁之防护能力的必然途径是报警，在
12、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，根据电子密码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，可以评估被防护物或区域的防护能力，得出风险等级，其中，电子密码锁的性能至关重要。 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密码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
13、码的电子密码锁，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密码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”。第二章 系统总体设计方案2.1密码锁具体设计要求（1）本设计为了防止密码被窃取要求在密码输入时在LCD屏幕上显示*号。（2）设计开锁密码为六位密码的电子密码锁。（3）输入密码错误超过限定的三次时，电子密码锁锁定并报警。（4）44的矩阵键盘其中包括0-9的数字键和a-f的功能键。（5）修改密码前必须再次输入原始密码，输入新密码时LCD显示屏上显示输入的数字，以防止误操作。2.2总体设计方案选定方案一：采用数字电路控制方案用以74LS112双J
14、K触发器构成的数字逻辑电路作为密码控制系统的核心控制，共设了9个用户输入键，其中只有四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，电路将报警10秒，若连续报警三次，电路将锁定键盘1分钟，防止他人的非法操作。采用数字电路设计方案时设计虽然简单，但控制的准确性和灵活性差。故不采用。方案二：采用单片机控制方案由于单片机种类繁多，各种型号都有其一定的应用环境，因此在选用时要多加比较，合理选择，最后获得最佳的性价比。一般来说在选取单片机时从下面几个方面考虑：性能、存储器、运行速度、I/O口、定时/计数器、
15、串行接口、模拟电路功能、工作电压、功耗、封装形式、抗干扰性、保密性，除了以上的这些还有一些最基本的，比如：中断源的数量和优先级、工作温度范围、有没有低电压检测功能、单片机内有无时钟振荡器、有无上电复位功能等。在开发过程中单片机还受到：开发工具、编程器、开发成本、开发人员的适应性、技术支持和服务等等因素。基于以上因素本设计选用单片机AT89C51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I/O端口，及其控制的准确性，实在基本的密码控制功能。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LCD显示器用于显示作用。当用户需要开锁时，先按键盘开锁键之后按键盘的数字键0-
16、9、a-f输入密码。密码输完后按下确认键，如果密码输入正确则开锁，不正确时显示灯不亮，重新输入密码，当第三次密码输入错误则发出报警；当用户需要修稿密码时，先按下键盘设置键后输入原来的密码，只有当输入的原密码正确后才能设置新密码，新密码输入后需在显示屏上显示密码以防止误操作，也可以按显示密码键确认是否输入错误。明显可以看出方案二的控制灵活，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方案二，即利用单片机AT89C51以及其外围接口电路完成密码锁的设计。第三章 硬件系统设计3.1系统芯片介绍3.1.1单片机AT89C51功能介绍AT89C51是美国ATMEL公司生产的低功耗，
17、高性能CMOS8位单片机，片内含4k bytes的可系统编程的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准8051指令系统及引脚。它集Flash程序存储器，既可在线编程（ISP）也可以用传统方法进行编程及通用8位微处理器于单片芯片中，ATMEL公司的功能强大，低价位AT89C51单片机可为您提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。主要特征：1. 内部含Flash存储器。2. 89系列单片机的内部结构和80C51相近。 3. 工作原理和指令系统完全相同。 4. 8031CPU和MCS-51兼容。5. 全静态工作：0Hz24KHz。6. 1
18、28*8位内部RAM。7. 32条可编程I/O线。8. 两个16位定时器/计数器。9. 6个中断源。10. 可编程串行通道。11. 低功耗的闲置和掉电模式。 12. 片内振荡器和时钟电路。 图3-1 AT89C51芯片引脚图管脚说明：VCC：供电电压GND：接地P0口：P0口为一个8位漏极开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在Flash编程时，P0口作为原码输入口，当Flash进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/
19、O口，P1口缓冲器能接受输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在Flash编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。 在给地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读
20、写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在Flash编程和校验时接受高八位地址信号和控制信号。P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接受输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，他们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为 低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表3-1所示：表3-1 P3口管脚备选功能管脚备选功能：P3.0 RXD（串行输入口）P3.1 TXD（串行输出口）P3.2/INT0（外部中断0）P3.3/INT1（外部中断1）P3.4T0 （计时器0外部输入）P3.5T1 （
21、计时器1外部输入）P3.6/WR（外部数据存储器写选通）P3.7/RD（外部数据存储器读选通）P3口同时为闪烁编程和编程校验接受一些控制信号。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG：当访问外部存储器时，ALE允许的输出电平用于锁存地址的低8位字节。即使不访问外部存储器，ALE仍以时钟震荡频率的1/6输出固定的正脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。PSEN：程序存储允许（PSEN）输出是外部存储器的读选通信号，当AT89C51由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN有效，即输出两个脉冲。当访问外部数据存储器，没
22、有两次有效的PSEN信号。EA/VPP：外部访问允许。欲使CPU仅访问外部程序存储器（地址为0000HFFFFH），EA端必须保持低电平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被编程，复位时内部会锁存EA端状态。如EA端为高电平（接VCC端），CPU则执行内部程序存储器中的指令。Flash存储器编程时，该引脚加上+12V的编程电压VPP。XTAL1：振荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端。XTAL2：振荡器反相放大器的输出端。3.1.2存储芯片AT24C04介绍如图为AT24C04的芯片引脚图3-2：图3-2 AT24C02芯片引脚图特点：低压和标准电压运行模式- 2.7 (VCC=2.7V
23、to 5.5V）- 1.8 (VCC=1.8V to 5.5V)内建128*8存储序列，2线制串行接口，双向数据传送协议，100kHz(1.8V,2.5V,2.7V)和400kHz（5V）兼容，写同步时钟（最大10ms）,高可靠性，极限：1M写时钟周期，数据保存：100年，不断推进的芯片等级扩大了设备的可用温度范围。AT24C04提供电可擦除的串行1024位存储或可编程只读存储器（EEPROM）128字（8位/字）。芯片在低压的工业与商机应用中进行了最优化。设备操作：CLOCK和DATA变化：SDA管脚通常外部要拉高。SDA管脚上的数据只能在SCL低期间改变。数据在SCL高期间改变定义为一个开
24、始或停止信号。开始状态：在任何操作之前必须有一个开始信号-在SCL为高时SDA上产生一个下降沿。停止状态：SCL为高时SDA产生一个上升沿是停止信号，停止信号后将停止所有通信。在一个读的序列之后，停止信号将让EEPROM进入备用电源模式。3.1.3LCD1602显示器介绍液晶显示模块已作为很多电子产品的通用器件，如在计算器、万用表、电子表及很多家用电子产品中都可以看到，显示的主要是数字、专用符号和图形。1602型LCD显示模块具有体积小，功耗低，显示内容丰富等特点。1602型LCD可以显示2行16个字符，有8位数据总线D0-D7和RS,R/W,EN三个控制端口，工作电压为5V，并且具有字符对比
25、度调节和背光功能。接口信号说明：1602型LCD的接口信号说明如表3-2所示：表3-2 LCD1602接口信号说明编号符号引脚说明编号符号引脚说明1VSS电源地9D2数据2VDD电源正极10D3数据3VL液晶显示偏压11D4数据4RS数据/命令选择12D5数据5R/W读/写选择13D6数据6E使能信号14D7数据7D0数据15BLA背光源正极8D1数据16BLK背光源负极1602型LCD主要技术参数：显示容量：16*2个字符芯片工作电压：4.5-5.5V工作电流：2.0mA(5.0V)模块最佳工作电压：5.0V字符尺寸：2.95*4.35（W*H）mm1602型LCD基本操作程序如下表3-3所
26、示：表3-3 LCD1602基本操作程序读状态输入RS=L,R/W=H,E=H输出D0D7=状态字写指令输入RS=L,R/W=L,D0D7=指令码，E=高脉冲输出无读数据输入RS=H,R/W=H,E=H输出D0D7=数据写数据输入RS=H,R/W=L,D0D7=数据，E=高脉冲输出无3.2硬件电路设计本设计主要由单片机、矩阵键盘、液晶显示器和密码存储部分组成。其中矩阵键盘用于输入数字密码和进行各种功能的实现。由用户通过连接单片机的矩阵键盘输入密码，后经过单片机对用户输入的密码与自己保存的密码进行对比，从而判断密码是否正确，然后控制引脚的高低电平传到开锁电路或者报警电路控制开锁还是报警。本系统共
27、有两个部分构成，即硬件部分与软件部分。其中硬件部分由电源输入电路、键盘输入电路、复位电路、晶振电路、掉电存储电路、显示电路、报警电路和开锁电路组成；软件部分由主程序、初始化程序、LCD显示程序、键盘扫描程序、启动程序、关闭程序、键功能程序、密码设置程序、EEPROM读写程序和延时程序等组成。其原理总框图如图3-3所示：图3-3 电子密码锁原理框图3.2.1键盘输入电路由于本设计所用到的按键数量较多而不适合用独立按键式键盘。采用的是矩阵按键键盘，它由行线和列线组成，也称行列式键盘，按键位于行列的交叉点上，密码锁的密码由键盘输入完成，与独立式按键键盘相比，要节省很多I/O口。本设计中使用的这个4*
28、4键盘不但能完成密码的输入还能作特别功能键使用，比如清空显示功能等。键盘的每个按键功能在程序设计中设置，其大体功能（看键盘按键上的标记）及与单片机引脚接法如图3-4所示： 图3-4 键盘输入电路原理图3.2.2电源输入电路密码锁主要控制部分电源需要5V直流电源供电，其电路如图3-5所示，而5V电源输入时往往伴有杂波，所以加一个2.2uF的电容滤波。这样输出的电压一般能满足要求。图3-5 电源输入电路原理图3.2.3掉电存储电路AT24C04是ATMEL公司的2KB字节的电可擦除存储芯片，采用两行串行的总线和单片机通讯，电压最低可以到2.5V，额定电流为1mA，静态电流10uA（5.5V），芯片
29、内的资料可以在断电的情况下保存40年以上，而且采用8脚的DIP封装，使用方便。其电路如图3-6所示：图3-6掉电存储电路原理图其中5脚、6脚接单片机的P3.4和P3.5引脚。AT24C04中带有片内地址寄存器，每写入或读出一个数据字节后，该地址寄存器自动加1，以实现对下一个存储单元的读写，所有字节均以单一操作方式读取。3.2.4晶振电路AT89C51中有一个用于构成内部振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是该放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或陶瓷谐振器一起构成自激振荡器。外接石英晶体（或陶瓷谐振器）及电容C1、C2接在放大器的反馈回路中构成并联
30、振荡电路。对外接电容C1、C2虽然没有十分严格的要求，但电容容量的大小会轻微影响振荡频率的高低、振荡器工作的稳定性、起振的难易程度及温度稳定性。如果使用石英晶体，我们推荐电容使用30pF10pF,而如使用陶瓷谐振器建议选择40pF10pF。用户也可以采用外部时钟。这种情况下，外部时钟脉冲接到XTAL端，即内部时钟发生器的输入端，XTAL2则悬空。由于外部时钟信号是通过一个2分频触发器后作为内部时钟信号的，所以对外部时钟信号的占空比没有特殊要求，但最小高电平持续时间和最大的低电平持续时间应符合产品技术条件的要求。晶振电路如图3-7所示：图3-7 晶振电路原理图3.2.5复位电路单片机复位是使CP
31、U和系统中的其他功能部件处在一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作，例如复位后PC=0000H，使单片机从第一个单元取指令。无论是在单片机刚开始接上电源时，还是断电后或者发生故障后都要复位。在复位期间（即RST为高电平期间），P0口为高阻态，P1-P3口输出高电平；外部程序存储器读选通信号PSEN无效。地址锁存信号ALE也为高电平。根据实际情况选择如图3-8所示的手动复位电路。图3-8 复位电路原理图3.2.6显示电路为了提高密码锁的密码显示效果能力。本设计的显示部分由液晶显示器LCD1602取代普通的数码管来完成。只有按下键盘上的开启按键后，显示器才处于开启状态。同理只有按下关闭按键后显示
32、器才处于关闭状态。否则显示器将一直处于初始状态，当需要对密码锁进行开锁时，按下键盘上的开锁按键后利用键盘上的数字键0-9输入密码，每按下一个数字键后在显示器上显示一个*，输入多少位就显示多少个*。当密码输入完成时，按下确认键，如果输入的密码正确，单片机其中P2.3引脚会输出低电平，使三极管Q2到导通，电磁铁吸合，电子密码锁被打开，如果密码不正确，P2.3输出的是高电平，电子密码锁不能被打开。其显示引脚接口如图3-9所示：图3-9 显示电路原理图3.2.7报警电路报警部分由陶瓷压电发声装置及外围电路组成，加电后不发声，当有按键按下时，“叮”声，每按一下，发声一次，密码输入正确时，发声直接开锁，当
33、密码输入错误时，单片机的P3.6引脚为低电平，三极管Q1导喇叭发出噪鸣声报警。如图3-10所示：图3-10 报警电路原理图3.2.8开锁电路通过单片机开锁执行机构，电路驱动电磁锁吸合，从而达到开锁的目的。其原理图如图3-11所示：图3-11 密码锁开锁机构示意图当用户输入的密码正确时，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。其实际电路如图3-12所示：图3-12 密码锁开锁机构示意图3.3电路设计总图Proteus软件是Labcenter Electronics公司的一款电路设计与仿真软件，它包括ISIS、ARES等软件模块，ARES模块主要用来完成PCB的设计
34、，而ISIS模块用来完成电路原理图的布图与仿真。Proteus的软件仿真基于VSM技术，它与其他软件最大的不同也是最大的优势就在于它能仿真大量的单片机芯片，比如MCS-51系列、PIC系列等等，以及单片机外围电路，比如键盘、LED、LCD等等。通过Proteus软件的使用我们能够轻易地获得一个功能齐全、实用方便的单片机实验室。本密码锁采用Proteus进行电路图设计，经过元件选型，用万能实验版进行硬件焊接，以实现硬件部分。图3-13为Proteus设计的密码锁电路图整体抓图。图3-13整体电路原理图第四章 软件系统设计本系统软件设计由主程序、初始化程序、LCD显示程序、键盘扫描程序、键功能程序
35、、密码设置程序、EEPROM读写程序和延时程序等组成。4.1主程序流程图如图4-1所示为主程序流程图，开始接上电源，程序进行初始化设置，然后在键盘上输入密码，此系统进行键盘扫描，密码正确，开锁成功，密码错误3次出错报警，选择是否修改密码，若要修改密码，先输入旧密码，密码正确后设置新密码，错误时报警，需要按键确认新密码，确认后，密码修改成功，否则结束最终返回。然后启动程序，进行保护，再次在键盘上输入密码，系统进行扫描，如果和之前一样，则执行相同程序，如不是，则执行另一种程序。图4-1 主程序流程图4.2按键软件设计4.2.1按键功能程序流程图如图4-2为按键功能流程图，在按键当中，有与输入、修改
36、、设置、显示、返回的程序相对应的按键，并按顺序与输入的数相比较，当输入正确时，进入密码程序，错误时自动返回重新输入密码，输入新密码确认后，可进行重新设置密码，最后确认程序。图4-2 按键功能流程图4.2.2按键功能子程序见附录A4.3密码设置软件设计4.3.1密码设置程序流程图如图4-3为密码设置流程图，开始按下设置键，输入旧密码，如果累计三次输入错误进行报警程序。如输入正确，可以修改密码，在显示屏上确认新密码输入正确后，则更改成功。如果显示的密码与设置的新密码不一样，则修改密码失败，重新返回设置新密码。图4-3 密码设置流程图4.3.2密码设置子程序见附录A4.4开锁软件设计4.4.1开锁程
37、序流程图如图4-4所示为开锁程序流程图，开始时按开锁键，输入密码，如果输入正确，则开锁成功。如果输入错误累计达到三次，则执行报警程序。图4-4 开锁流程图4.4.2开锁功能子程序见附录A第五章 系统制作及调试5.1焊接注意事项LCD的注意事项1. 采用焊接方法将金属基PIN安装于LCD时，从玻璃末端到PCB的焊接位置的长度至少5mm，焊接温度必须在260一下，且焊接时间必须在10秒以内，以免焊接过程中对装置的损坏，确保焊接性能。在230，30秒条件下，90%的焊料须紧密附着于PIN上。2. 对LCD基板或基PIN焊接位置的调整必须在安装前完成。严禁猛烈移动基PIN，否则会机械地破坏LCD屏与基
38、PIN之间的连接点。焊接时平放LCD，尽量不让LCD受力。3. 焊接LCD基板时，将其小心、平衡地插入PCB插槽，以避免损坏基PIN或LCD基板。4. 焊接时，LCD基板不应长时间置于焊锡蒸汽中，清洗PCB时，必须避免污染LCD基板，否则可能损坏显示器表面的偏光片及封口胶。5. 显示器表面的保护膜直到焊接完成才可揭掉，禁止手指及其它硬物接触偏关片，禁止水和其它化学物质沾污装置，因为这些物质会污染显示器表面。单片机焊接主要事项：89C51单片机与其它单片机，dsp, arm芯片相比较而言是脆弱的，如果焊接时不小心就很可能把芯片损坏！所以要用比较好的恒温可调的烙铁，功率在30瓦左右，温度控制在26
39、0到300度。采用点焊而不用拉焊，焊接时烙铁放在每个引脚的时间不能太长（最好低于3秒）。上面提到的方法还不能确保芯片完好，对芯片有危害的还有带电烙铁的静电感应。烙铁质量不是太好的，焊接时可以把烙铁插头拔掉。其他的电子器件焊接须知：一般分四步骤进行。准备焊接：清洁被焊元件处的积尘及油污，再将被焊元器件周围的元器件左右掰一掰，让电烙铁头可以触到被焊元器件的焊锡处，以免烙铁头伸向焊接处时烫坏其他元器件。焊接新的元器件时，应对元器件的引线镀锡。加热焊法：将沾有少许焊锡和松香的电烙铁头接触被焊元器件约几秒钟。若是要拆下印刷板上的元器件，则待烙铁头加热后，用手或镊子轻轻拉动元器件，看是否可以取下。清理焊接
40、面：若所焊部位焊锡过多，可将烙铁头上的焊锡甩掉（注意不要烫伤皮肤，也不要甩到印刷电路板上）。用光烙锡头“沾”些焊锡出来。若焊点焊锡过少、不圆滑时，可以用电烙铁头“蘸”些焊锡对焊点进行补焊。检查焊点：看焊点是否圆滑、光亮、牢固，是否有与周围元器件连焊的现象。焊接流程按照图3-13所示的电子密码锁的硬件联接原理图按下列顺序依次焊接：（1） 焊接单片机的晶振电路、复位电路等单片机的最小系统的外围电路。（2） 焊接LCD的相应管脚并把LCD的管脚单片机相连接。（3） 焊接键盘的按键电路。（4） 焊接电子密码锁的密码输入错误的报警电路。（5） 焊接密码锁的开锁机构电路。（6） 焊接其他接口及辅助电路。（
41、7） 焊接接地及高电平。5.2硬件调试问题及解决方法本设计在焊接调试时遇到的问题及解决方法：单片机的最小系统问题：电源、晶振电路和复位电路都无异常。其它系统焊接时的问题：（1） 接通电源后LCD无反应，各个引脚均属正常。推断可能是初始化程序出现问题。经检查得知是LCD显示器的15和16管脚控制背光功能，连接好后能显示字符。（2） 接通电源开门灯和报警电路就会工作，分析原因是单片机刚开始各个管脚输出高电平。（3） 存储电路的上拉电阻接到单片机的P3.3和P3.4接口上，导致插上电源后电源电路的显示灯不亮。结 论本次设计是带液晶显示的电子密码锁电路。主要由AT89C51单片机控制整个电路，包含单片
42、机系统、矩阵键盘、LED显示和报警系统组成。系统能完成开锁、显示密码、修改密码等基本的密码锁的功能。除上述基本的密码锁功能外，还有掉电存储功能 。本系统成本低廉，功能实用，应用范围广。此次毕业设计电路经过多次修改和整理，可以满足设计的基本要求。输入密码时，如三次输入错误，则进行报警，在输入时，LCD显示“*”，在修改密码时显示数字。此设计还具有防盗功能，如对密码控制系统进行破坏有报警功能。譬如说电路的密码不能遗忘，一旦遗忘就很难打开，这可以通过增加电路解决，但由于过于复杂本设计并未加入，他人在枚举密码不知道密码位数和枚举次数的限制，所以他人开锁的几率很小。由于使用的是单片机作为核心元件，配合其
43、它器件，使本密码控制系统具有功能强、性能可靠、电路简单和成本低的特点，加上经过优化的程序，使其有很高的智能化水平。通过这次毕业设计，让我复习了很多学过的旧知识，同时锻炼了自己的动手能力和查阅资料的能力，尤其是解决在实际中排查问题的能力。1.通过这次设计，我熟悉了使用Proteus的技巧，学会了制作电路板的一些技巧，并且熟悉了如何选购使用电子元器件。2.在设计中，我学到了如何使用C语言对单片机进行编写程序，熟悉了使用KEIL软件，并且加深了对单片机的编程技巧。3.在做毕业设计的过程中，我遇到了不少问题。这锻炼了我筛选、查阅资料并将理论结合到自己的设计中的能力。一步一步的排出故障原因，找到故障的原
44、因并解决故障。4.这次毕业设计使我对模拟电子、数字电子知识加深了了解，尤其是在对电路进行调试的时候，出现了很多这些方面的问题，通过对以往知识的复习巩固，将问题解决。经过将近一个月的努力，我对课题的各个方面都比较熟悉了，形成了自己的设计方案。以后的工作也就很顺利地按照自己的设计思路完成了。当然，在具体操作时，也常会碰到各种问题，但我都能通过查资料或向老师请教把问题解决掉，并在解决问题的过程中把细节认识得更清楚，得到更多的设计灵感，使设计也在这过程中不断完善。总的来说，参加密码锁的设计，拓宽了我的知识面，拓展了我的视野和思维，提高了我今后单独开发电子应用系统的能力！参 考 文 献1谭浩强.C 程序
45、设计M.北京：清华大学出版社，20052彭容修.数字电子技术基础.武汉：武汉理工大学出版社，20073陈明荧.89C51 单片机课程设计实训教材.北京.清华大学出版社,20044李朝青.单片机原理及接口技术.北京.北京航空航天大学出版社,20025胡汉才.单片机原理及系统设计M. 清华大学出版社，2002-1-16康华光，陈大钦.电子技术基础模拟部分M.北京：高等教育出版社，2005.7张苗，孙斌.住宅小区安全防范存在的问题和对策.摘自安防科技安全经理人 ，20038郭海英编.基于单片机的电子安全密码锁的设计.陕西：现代电子技术，20059徐惠民、安德宁单片微型计算机原理接口与应用第1版北京：北京邮电大学出版社，199610何立民.单片机高级教程M. 北京航空航天大学出版社，200611江志红.51单片机技术与应用系统开发M.清华大学出版社，200812周功民.基于AT89C2051单片机的防盗自动报警密码锁系统的设计J.绵阳师范学院学报.2007.513宁爱民.应用AT89S51单片机设计电子密码锁J.江淮工学院学报，2003,122:29-3114任艳艳.基于AT89C51单片机多功能密码锁的研究J.重庆职业技术学院学报
