密码锁的电路设计优秀论文.docx

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密码锁的电路设计优秀论文

摘要

本文主要设计了一种以单片机89C51为核心的数字密码锁，详细的介绍了该数字密码锁完整的设计过程和外围的开锁电路的设计。

数字密码锁主要由三部分组成：

键盘接口电路、数字密码锁的控制电路、输出八段显示电路。

键盘接口电路包括时序产生电路、键盘扫描电路、键盘译码电路。

数字密码锁控制电路设计包括数字按键的数字输入、功能按键的功能设计、密码清除、变更等。

输出八段显示电路包括数据选择电路、八段显示器扫描电路。

并按照实际的尺码，做出了PCB连接图。

关键词：

单片机；密码锁；PCB

目录

1引言1

2硬件设计2

2.1系统的结构框图2

2.2PCB原理图2

3操作步骤3

4心得体会8

参考文献9

1引言

随着科学技术的不断发展，人们对日常生活中的安全保险器件的要求越来越高。

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。

密码锁因具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等优点，受到了广大用户的青睐。

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。

但当时多半是配合机械锁一起作用且存在着诸如体积较大，成本较高，可靠性较低等缺点一时难以普及。

现今常见的密码锁设计主要有两种方案，一种是中规模集成电路控制的方案，另一种是单片机控制的方案。

对于采用集成电路控制的方案，其中的编码电子锁电路分为编码电路、控制电路、复位电路、解码电路、防盗报警电路、门铃电路，而电子锁主要由输入元件、电路（包括电源）以及锁体三部分组成。

显然此种方案的物理实现结构较为复杂且重新设置密码、输入密码的操作过程也会给用户带来一定的不方便；而利用单片机控制的方案，由于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，不但能实现基本的密码锁功能，还能添加掉电存储、声光提示甚至添加遥控控制功能，但其也有一定的局限性，就在于其控制原理的复杂以及要求设计人员具有更加良好的程序设计能力，调试较为繁琐，否则程序一旦跑飞将造成意想不到的损失。

通过对这两种方案的优缺点比较，再考虑到本人自己对单片机设计具有一定的基础，所以此次选择利用单片机来进行密码锁的设计。

2硬件设计

2.1系统的结构框图

89C51

单片机

报警模块

矩阵

键盘

控制

显示模块

图2.1电路的总体设计框架

2.2PCB原理图

各模块拼接组合，电路总体设计图如图2.2。

数码管位选的8个端口接在单片机的P2口；段选端则接在单片机的P0口，由于P0口内部没有接电阻，因此需在P0口外部接一个10k的排阻，并将其上拉；键盘矩阵接在单片机的P3口，用来输入密码；报警装置安排在P1口。

图2.2PCB原理图

3操作步骤

1、打开DXP2004软件新建一个PCB项目，在项目文件下追加一个原理图文件

2、创建原理图，在元件库里面依次找到构建原理图的每个元件并用连接线顺次连接，当遇到有的元件并不出现在相应的元件库中时，则需要自制相关原理图及其封装形式。

画好的密码锁原理图如下。

3、自制相关原理图的方法。

文件—>创建—>库—>原理图库，在打开的界面中画出相应的原理图，并进行保存，在密码锁的PCB制作中数码管和喇叭的原理图就是有自己创建的。

图3.1创建原理图

图3.2创建的数码管

4、自制相关封装形式的方法。

文件—>创建—>库—>PCB库。

在打开的界面中自制元件的封装形式，并进行保存，在此次PCB板设计中很多元件的封装形式都是自行制作的。

图3.3创建PCB库

数码管开关扬声器晶振发光二极管

5、画好了原理图接下来就是制作PCB板了，首先创建一个PCB文件保存，然后回到原理图进行设计—>UpdataPCBDocument—>执行变化，得出如下结果，接下来就是将这些原件按一定的顺序排列在PCB板上。

图3.4所有原件

6、手动排列后自动布线—>全部对象—>routeall执行后如下图所示

图3.5结果图

7、最后需要将制作好的PCB板覆上铜并将其接地，防止在电路板印刷过程中的信号干扰。

结果如下图所示

图3.6顶层覆铜后

图3.7底层覆铜后

4心得体会

经过一学期的研究和创作，我终于完成了这次课设项目及课设报告。

感谢在本次论文设计中给予我帮助的老师和同学们。

在本次论文设计中，我学习到了很多知识，重新对51系列单片机进行了系统学习，更加详细的了解了51系列单片机的功能，也重新加深了对七段显示管，键盘矩阵等的功能了解及设计技巧。

当然，在本次设计中，遇到许多困难，充分表明我在以往的学习过程中在这方面知识的欠缺和经验不足。

转眼大学生活已经过去了三年，现在我们也将步入社会开始自己新的生活。

通过这段时间做设计，我深深的感到自己在学校所学到的书本上的知识，还远不能满足自己以后的需要。

虽然自己将要告别学生生活，但自己在以后的工作中还要更加努力的学习，做到“学习永无止境”。

我相信四年的大学学习、生活，将成为我人生中的一笔宝贵的财富。

本次课程设计的电子密码锁是最基本的设计，具有简单实用性，首先采用了AT89C51单片机作为主控制芯片，以达到使设计整体简洁明了的目的。

设计中实用的按键连接电路、显示连接电路、复位电路都是51单片机设计中最常采用的设计电路。

还学会了画电路图并自己设计PCB电路板。

意义非凡！

参考文献

[1]郭勇.ProtelDXP2004SP2印制电路板设计教程.第一版.机械工业出版社，2014:

71~112

[2]李朝青.单片机原理及接口技术.第二版.北京航空航天大学出版社，2002:

32~63

[3]王忠飞.胥芳MCS-51单片机原理及嵌入式系统应用.第四版.西安电大出版社，

2007:

31

[4]何立民.我国单片机应用技术发展趋势及展望—自动化与仪表.第三版.机械工业出版社，1992:

11~25

[5]陈明荧.89C51单片机课程设计实训教材.第二版.清华大学出版社，2004:

41~45