摘摘 要要在日常的生活和工作中, 住宅与部门的安全防范、单位的文件档案、财务报表以及一些个人资料的保存多以加锁的办法来解决。若使用传统的机械式钥匙开锁，人们常需携带多把钥匙, 使用极不方便, 且钥匙丢失后安全性即大打折扣。在安全技术防范领域，具有防盗报警功能的电子密码锁逐渐代替了传统的机械式密码锁，电子密码锁具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等优点。本文从经济实用的角度出发，采用美国 Atmel 公司的单片机 AT89S51 作为主控芯片与数据存储器单元，结合外围的矩阵键盘输入、LCD 液晶显示、报警、开锁等，用 C 语言编写的主控芯片控制程序与 EEPROM AT24C02 读写程序相结合，并用 Keil 软件进行编译，设计了一款可以多次更改密码，具有报警功能的电子密码控制系统。这种密码锁的电路设计具有防试探按键输入、智能控制上锁、开锁、报警、修改密码等多种功能。密码长度可变、保密性强、灵活性高、应用日益广泛。关键词 密码锁 单片机 报警 LCD 显示Design of Electric Password Lock Based on MCUABSTRACTIn the daily life and the work, the way to the houses and departments safe guard, units document file, the financial reporting as well as some individual material preservation almost need many locks. If we use tradition mechanical key to open, the people often must carry many keys, but it is not extremely convenient. If the key lost, the security will decline greatly. In the safety work guard domain, the lock with security warning function electronic combination have replaced the traditional mechanical combination lock gradually, the electronic combination lock have the highly security, the lowly cost , the lowly power wastage, easy to operate and so on merits. This article is based on the economical and practical point of view, uses the United States Atmel Corporation AT89S51 microcontroller as a master chip and the data memory unit, it combines with the external matrix keyboard input, LCD digital display, alarm, unlock and so on circuits, dominates by the C programming language chip EEPROM of the control procedures and carries on the translation with Keil software， the password can be changed many times, the electronic the password control also has the alarming function. This password lock circuit design has anti-test button input, intelligent control lock, unlock, alarm and change the password multiple functions. Password length can be changed, great security and high flexible than others, it is widely used .KeyKey WordsWords： Password lock； MCU； Alarm； LCD Display目目 录录摘要摘要第一章第一章 绪论绪论 1.1 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21.4 设计方案简介2第二章第二章 主要元器件介绍主要元器件介绍2.1 主控芯片 AT89S5132.1 存储芯片 AT24C0262.3 LCD1602 显示器72.4 晶体振荡器8第三章第三章 硬件系统构成硬件系统构成3.1 设计原理103.2 电路总体构成103.3 电源输入电路113.4 键盘输入电路123.5 密码存储电路123.6 复位电路133.7 晶振电路143.8 显示电路143.9 报警电路153.10 开锁电路 15第四章第四章 软件系统设计软件系统设计4.1 主程序流程图174.2 按键软件设计184.3 密码设置软件设计194.4 开锁软件设计20第五章第五章 调试与实现调试与实现5.1 硬件调试 215.2 软件调试 215.3 Pruteus 仿真22结论与展望致谢参考文献附录第一章第一章 绪绪 论论1.11.1 电子密码锁简介电子密码锁简介电子密码锁是一种通过密码输入来控制电路或是芯片工作，从而控制机械开关的闭合，完成开锁、闭锁任务的电子产品。它的种类很多，有简易的电路产品，也有基于芯片的性价比较高的产品。现在应用较广的电子密码锁是以芯片为核心，通过编程来实现的。其性能和安全性已大大超过了机械锁。其特点如下：1) 保密性好，编码量多，远远大于弹子锁。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锁的密级下降。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。5) 使用灵活性好，不像机械锁必须佩带钥匙才能开锁。6) 电子密码锁操作简单易行，一学即会。1.21.2 电子密码锁的发展趋势电子密码锁的发展趋势日常生活和工作中，住宅与部门的安全防范、单位的文件档案、财务报表以及一些个人资料的保存多以加锁的办法来解决。目前门锁主要用弹子锁，其钥匙容易丢失；保险箱主要用机械密码锁，其结构较为复杂，制造精度要求高，成本高，且易出现故障，人们常需携带多把钥匙，使用极不方便，且钥匙丢失后安全性即大打折扣。针对这些锁具给人们带来的不便若使用机械式钥匙开锁，为满足人们对锁的使用要求，增加其安全性，用密码代替钥匙的密码锁应运而生。由于电子器件所限，以前开发的电子密码锁，其种类不多，保密性差，最基本的就是只依靠最简单的模拟电子开关来实现的，制作简单但很不安全，在后为多是基于 EDA 来实现的，其电路结构复杂，电子元件繁多，也有使用早先的 20 引角的 2051 系列单片机来实现的，但密码简单，易破解。随着电子元件的进一步发展，电子密码锁也出现了很多的种类，功能日益强大，使用更加方便，安全保密性更强，由以前的单密码输入发展到现在的，密码加感应元件，实现了真真的电子加密，用户只有密码或电子钥匙中的一样，是打不开锁的，随着电子元件的发展及人们对保密性需求的提高出现了越来越多的电子密码锁。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。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，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”。可以看出组合使用电子信息是电子密码锁以后发展的趋势。1.31.3 本设计所要实现的目标本设计所要实现的目标本设计采用单片机为主控芯片，结合外围电路，组成电子密码锁，用户想要打开锁，必先通过提供的键盘输入正确的密码才能将锁打开，密码输入错误有提示，为了提高安全性，当密码输入错误三次将报警。密码可以有用户自己修改设定，锁打开后才能修改密码。修改密码之前必须再次输入就的密码，在输入新密码的时候要二次确认，以防止误操作。1.41.4 设计方案简介设计方案简介采用以单片机为核心的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，以期获得最佳的性价比。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、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，除了以上的一些的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 AT89S51 作为本设1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，实现基本的密码锁功能。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。当用户需要开锁时，先按键盘开锁键之后按键盘的数字键09 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，不正确显示密码错误重新输入密码，当三次密码错误则发出报警；当用户需要修改密码时，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。新密码输入无误后按确认键使新密码将得到存储，密码修改成功。第二章第二