电子密码锁电路板毕业论文目 录1 引 言12 总体方案设计22.1 方案论证22.2 方案选择33 硬件设计43.1 单片机部分43.2 44行列式键盘部分43.3 开锁电路53.4 AT24C02密码储存电路53.5 声音报警电路63.6 显示模块部分63.6.1显示模块选择63.6.2液晶引脚功能说明73.7 总体设计94 软件设计114.1 软件总框图设计114.2 蜂鸣器声音提示部分124.3 液晶显示部分124.4 键盘输入部分124.4.1 程序设计容124.4.2 按键程序框图125 电路板设计145.1 原理图的绘制145.2 电路板的生成制作145.2.1电路原理图的设计145.2.2产生网络表155.2.3印制电路板的设计155.2.4安装156 安装与调试166.1 系统软件调试166.2 元器件的检测166.3 系统硬件的安装与调试16设计结论18总结与体会19致 谢20参考文献21附 录附录1 电路原理图附录2 元件清单附录3 实物图附录4 程序 .专业.专注. 基于STC89C52的电子密码锁1 引 言随着人们生活水平的提高，电子密码防盗作为防盗卫士的作用日趋重要。电子密码锁用密码代替钥匙，不但省去了佩戴钥匙的烦恼，也从根本上解决了普通门锁性差的缺点。如果采用6位密码，则密码组合可达到，每增加1位，密码组合就增加10倍。从而提高了密码锁的安全系数。密码锁被广泛应用于生活中。目前市场上普遍所见的电子密码锁的密码很容易被窥探和多次试探，而丢失密码，使密码锁失去其安全性。该电子密码锁利用单片机作为主控核心，单片机（STC89C52）所具有的特殊功能使得电子密码锁的性能大大加强，这样就可以有效的防止多次试探密码的可能性。随着单片机和其它智能芯片的进一步开发防盗锁将实现智能化，这将使锁的安全性能大大提高。本系统实现密码一次输入的提示功能，若密码输入不正确将发出“嘀嘀”的报警声，引起他人警觉。若密码输入正确将在LCD上显示所有密码以及彩灯发光。本系统使用的单片机所具有强大的功能能够实现智能控制用来完成密码的输入、判断和比较从而执行相应的开锁显示或报警等功能。2 总体方案设计2.1 方案论证方案一：采用数字电路控制。电路由两大部分组成：密码锁电路和备用电源(UPS)，其中设置UPS电源是为了防止因为停电造成的密码锁电路失效，使用户免遭麻烦。密码锁电路包含：键盘输入、密码修改、密码检测、开锁电路、执行电路、报警电路、键盘输入次数锁定电路。其原理方框图如图2.1所示。键盘输入密码效验开锁电路执行电路限时报警报警次数检验锁定5分钟市电供电路电子切换开关蓄电池断电检测充电电路密码修改电路电源VCC电源图2.1 数字密码锁电路方框图采用数字密码锁电路的好处就是设计简单。用以74LS112双JK触发器构成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40秒（一般情况下，用户不会超过40秒，若用户觉得不便，还可以修改）电路将报警80秒，若电路连续报警三次，电路将锁定键盘5分钟，防止他人的非法操作。方案二：采用一种是用以STC89C52为核心的单片机控制方案。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，不但能实现基本的密码锁功能，还能添加调电存储、声光提示甚至添加遥控控制功能。其原理如图2.2所示。STC89C52单片机矩阵键盘控制输入错误提示电路报警控制电路AT89S ISP控制开锁控制电路指示电路串口显示电路图2.2 单片机控制方案2.2 方案选择通过比较以上两种方案，方案一的成本高，电路复杂且使用价值很低，产品做成功的概率不高，且不易进行更新升级而被淘汰。方案二与方案一在成本上相差不大，但在功能及其使用价值上相差很大，它结构相对简单易懂，做起相对容易，显然优于方案一。单片机方案有较大的活动空间，不但能实现所要求的功能而且能在很大的程度上扩展功能，而且还可以方便的对系统进行升级，所以采用第二种方案。3 硬件设计3.1 单片机部分主控器件是单片机，STC89C52是一个低功耗、高性能CMOS 8位单片机，片含4k字节的可系统编程的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)也可用传统方法进行编程及通用8位微处理器于单片芯片中。3.2 44行列式键盘部分采用的44的矩阵式键盘，矩阵式键盘是用N条I/O线作为行线，M条I/O线作为列线组成的键盘，在行线和列线的每个交叉点上，设置一个按键中按键的个数是MN个。这种形式的键盘结构，能够有效的提高单片机系统中I/O的利用率，行列适用于按键输入多的情况。其原理如图3.1所示。图3.1 按键电路图每一条水平（行线）与垂直线（列线）的交叉处不相通，而是通过一个按键来连通，利用这种行列式矩阵结构只需要4条行线和4条列线，即可组成具有44个按键的键盘。共计使用按键13个，用44组成09数字键、ENTER、BACK、SET。当输入密码正确后按下ENTER按键，进入开锁状态。每一位数字编码采用循环扫描方法，极少出现乱码现象。3.3 开锁电路当用户输入的密码正确，单片机输出开锁信号，送到继电器模块，通过继电器的通断来控制电磁锁的开锁。图3.2 继电器电路图3.4 AT24C02密码储存电路由于储存器与单片机之间的要传输的数据很少，不存在总线的竞争，因此密码存储器采用AT24C02，他能在掉电的情况下存储数据。AT24C02是一个2K位串行CMOS E2PROM,部含有256个8位字节。该器件通过IIC总线接口进行操作，有一个专门的写保护功能。AT24C02支持总线数据传送协议IIC，通过器件地址输入端A0,A1和A2可以实现将最多8个AT24C02器件连接到总线上，串行时钟输入管脚SCL用于器件所有数据的发送和接收的时钟，双向串行数据/地址管脚SDA用于器件所有数据的发送或接收。其电路图如图3.3所示：图3.3 密码存储电路图3.5 声音报警电路声音报警电路采用蜂鸣器报警。用户输入密码错误，进行报警。报警是通过单片机的I/O口输出脉冲信号经三极管放大后，控制蜂鸣器发出报警声。其电路图如图3.4所示：图3.4 蜂鸣器电路图3.6 显示模块部分3.6.1显示模块选择液晶显示模块已作为很多电子产品的通过器件，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。在单片机的人机交流界面中，一般的输出方式有以下几种：发光管、LCD液晶、液晶显示器。发光管和LCD液晶比较常用，软硬件都比较简单。 在单片机系统中应用晶液显示器作为输出器件有以下几个优点：显示质量高，由于液晶显示器每一个点在收到信号后就一直保持那种色彩和亮度，恒定发光。因此，液晶显示器画质高且不会闪烁。液晶显示器都是数字式的，和单片机系统的接口更加简单可靠，操作更加方便。体积小、重量轻，液晶显示器通过显示屏上的电极控制液晶分子状态来达到显示的目的，在重量上比相同显示面积的传统显示器要轻得多。功耗低，主要消耗在其部的电极和驱动IC上，耗电量比其它显示器要少得多。LCD1602显示器与单片机连接简单易懂。其连接方式十分简单，只需要10K滑动变阻器，三极管也可用一般电阻代替，基本上可以满足现在电子设计的亮度要求。3.6.2液晶引脚功能说明1602LCD采用标准的14脚（无背光）或16脚（带背光）接口，各引脚接口说明如表3.1所示:表3.1 1602引脚表编号符号引脚说明编号符号引脚说明1VSS电源接地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背光源负极第1脚：VSS为地电源。第2脚：VDD接5V正电源。第3脚：VL为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，对比度过高时会产生阴影，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度。第4脚：RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。第5脚：R/W为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和R/W共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平R/W为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平R/W为低电平时可以写入数据。第6脚：E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。第714脚：D0D7为8位双向数据线。第15脚：背光源正极。第16脚：背光源负极。1602液晶模块部的控制器共有11条控制指令，如表3.2所示：表3.2 控制命令表序号指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清显示00000000012光标返回000000001*3置输入模式00000001I/DS4显示开/关控制0000001DCB5光标或字符移位000001S/CR/L*6置功能00001DLNF*7置字符发生存贮器地址0001字符发生存贮器地址8置数据存贮器地址001显示数据存贮器地址9读忙标志或地址01BF计数器地址10写数CGRAM或DDRAM）10要写的数据容11从CGRAM或DDRAM读数11读出的数据容1602液晶模块的读写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。（说明：1为高电平、0为低电平）指令1：清显示，指令码01H,光标复位到地址00H位置。指令2：光标复位，光标返回到地址00H。指令3：光标和显示模式设置。 I/D：光标移动方向，高电平右移，低电平左移； S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高电平表示有效，低电平则无效。指令4：显示开关控制。 D：控制整体显示的开与关，高电平表示开显示，低电平表示关显示； C：控制光标的开与关，高电平表示有光标，低电平表示无光标； B：控制光标是否闪烁，高电平闪烁，低电平不闪烁。指令5：光标或显示移位。 S/C：高电平时移动显示的文字，低电平时移动光标。指令6：功能设置命令。 DL：高电平时为4位总线，低电平时为8位总线 ；N：低电平时为单行显示，高电平时双行显示； F