设计16210420408_朱胜浩_基于51单片机的电子密码锁设计

本科毕业设计论文

基于51单片机的电子密码锁设计

Design of electronic code lock based on 51 single chipmicrocomputer

院 系 计算机学院

专 业 电子信息工程

班 级 16级电子四班

学 号 16210420408

学生姓名 朱胜浩

指导教师 林瑾

提交日期 2020年4月2 日

毕业设计论文原创性声明

本人郑重声明所呈交的毕业设计论文是本人在指导老师的指导下独立进行的设计研究工作及取得的成果论文中引用他人的文献、数据、 图件、资料均已明确标注出论文中的结论和结果为本人独立完成不包含他人已经发表或撰写的作品及成果。对本文的研究作出贡献的个人和集体均已在论文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

毕业论文作者签字 签字日期 年 月 日

成绩评定

注毕业设计论文成绩按百分制评定。答辩成绩不及格的评分低于60分的则该毕业设计论文总评成绩为答辩成绩。

内容摘要

近年来在我国社会经济不断进步和迅猛发展的背景下人们的生活水平越来越高更多的人开始享受高质量的生活。就拿我们家家离不开的锁具来说从我国古代历史上就有了各种锁的记载和使用发展到今天人们追求的不单单只是用来锁门的一个工具。人们对于锁的追求体现在一种心理的安全感和使用过程中的先进技术体验上。

本课题为电子密码锁设计。该设计采用STC89C51控制器来进行关键部分的运作主要包括主控部分、显示部分、报警部分、 电磁锁控制、红外遥控接收以及电源。报警选择蜂鸣器。显示电方案选取LCD1602显示相关信息。用户可以通过键盘或者红外遥控输入密码数据系统判断密码数据是否正确来完成电子密码锁的开和关键盘具有更改密码的作用。采用C语言进行软件设计其开发上手容易通过单片机的专用Keil设计工具来实现程序文件的执行系统软件设计完成后利用P ro teus来完成对系统的验证成功功能验证。并改善设计完成系统设计要求。

关键词:S TC 89 C 51 密码锁 红外遥控

Abstract

With the rapid development of China's economy and the gradualimprovement of national living standards, people have a higher standard ofpursuit in all aspects of daily life. Take the locks that our family can't livewithout as an example.From ancient Chinese history, there have been recordsand uses of various locks.Today,people are pursuing more than just a tool tolock doors.People's pursuit of locks is embodied in a sense of psychologicalsecurity and advanced technological experience in the use process.

The subject is radio electronic code lock.The project chooses STC89C51controller to complete the core work, including main control part,display part,alarm part, electromagnetic lock control, infrared remote control receiving andpower supply.Alarm selection buzzer. LCD 1602 is selected to display therelevant information.Users can input password data by keyboard or infraredremote control, the system can judge whether the password data is correct,control the opening and closing of the electromagnetic lock module, and thekeyboard can modify the password.The software is designed by C. It is simpleto develop by C.The special Keil design tool of MCU is used to complete theexecution of program files.After the system software design is completed, thesystem is simulated by Proteus, and the function is verified successfully. Tooptimize the design and complete the system design requirements.

Keywords:STC89C51;password lock; infrared remote control;wireless

目录

内容摘要........................................................................................................I

Abstract.......................................................................................................II

第一章绪论..................................................................................................1

1.1研究的目的与意义. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

1.2国内外研究现状. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

1.3课题研究内容. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2

第二章系统方案设计...................................................................................3

2.1系统整体架构设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3

2.2主控制器方案. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3

2.3显示方案设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4

2.4无线方案设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5

第三章系统电路设计...................................................................................6

3.1单片机控制模块电路设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6

3.2键盘扫描模块电路设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7

3.3密码存储电路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8

3.4液晶显示电路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8

3.5报警电路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9

3.6锁控制电路设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10

3.7红外遥控接收电路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10

3.8系统电路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10

第四章系统软件设计.................................................................................12

4.1整体流程. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12

4.2液晶显示. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13

4.3按键识别. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14

4.4密码设置子程序. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

4.5红外遥控解码原理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16

第五章系统测试仿真.................................................................................18

5.1系统仿真. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18

5.1.1仿真界面说明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18

5.1.2密码输入仿真. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18

5.1.3开锁控制仿真. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19

5.2实物测试. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20

5.2.1实物上电测试. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20

5.2.2实物密码输入上电测试. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20

5.2.3实物开锁上电测试. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21

5.2.4实物密码输入错误上电测试. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21

5.2.5实物密码修改上电测试. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22

结论.............................................................................................................23

参考文献................................................................................................24

致谢.............................................................................................................25

广东东软学院本科毕业设计论文

第一章绪论

1.1研究的目的与意义

近年来在我国社会经济不断进步和迅猛发展的背景下人们的生活水平越来越高更多的人开始享受高质量的生活。就拿我们家家离不开的锁具来说从我国古代历史上就有了各种锁的记载和使用发展到今天人们追求的不单单只是用来锁门的一个工具。人们对于锁的追求体现在一种心理的安全感和使用过程中的先进技术体验上。所以智能电子锁的发展趋势特别明显而且在市场上的受众程度也非常高。这种智能锁根据现代人的生活习惯和生活趋势量身设计可以通过手机指纹来控制锁的开关很方便快捷而且安全系数相对之前的机械锁高很多。智能锁的发明和使用很大程度上减少了我们随身携带钥匙和容易丢钥匙的问题给我们的生活带来更多的安全和便捷是现代社会发展中必要的产物。

1.2国内外研究现状

众所周知我国是农业大国近些年我国的科技发展有了明显的进步但是电子密码技术还是远远赶不上西方发达国家的步伐。他们科技发展较早现在的密码锁类型很全面也是站在技术最前沿并且在每个领域都能看到其充分运用。但是我国的这项技术发展却很缓慢跟七十年代的全球水平差不多。但是到了1980年之后这项技术开始迅速发展主要是因为各类电子集成电路尤其是单片机的问世带来了有利的发展。电子锁是原先那种沉重机械锁的更新与升级较之主要的特点就是体积小、安全性更强。由于现在电子锁的售价相对很高需要提供电源这在一定程度上限制了它的使用。特别是在中国各种条件的限制使得电子密码锁暂难推广。

当然电子密码锁也没有那么完美可是它更高的可靠性便捷灵敏的操作还能智能报警这些特点是很大的进步与升级是原先机械锁做不到的随着信息时代的到来科学技术运用越来越广泛各类电子产品也越来越普及 因此价格也有所下降 电子锁技术也有了更多的提升功能越发强大价格有所下降越来越亲民。

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1.3课题研究内容

本课题研究的内容是无线电子密码锁项目选取S TC 89 C 51单片机为主控制器来帮助完成无线电子锁的设计设计采用红外遥控可以进行远距离密码输入如果密码正确则控制开锁将各个功能有机的联系在一起制定初始系统的全面设计方法以及结构设计的实现。确定各个功能的具体方案 明确所有设计细节、器件选型。按照确定的的器件类型来进行初始系统各部位电路图的设计将各个功能的电路图连接在一起绘制出系统整体电路图。按照连接关系设计软件软件设计通过C语言进行编程完成各个功能代码开发进行模块化设计最终组合在一起并且按照逻辑流程设计初软件设计流程图。最终对系统进行调试对代码的逻辑结构进行验证是否可以实现功能对设计缺陷进行优化直到实现系统功能。

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