基于单片机电子密码锁设计毕业设计论文.docx
- 文档编号:9992263
- 上传时间:2023-02-07
- 格式:DOCX
- 页数:57
- 大小:1.12MB
基于单片机电子密码锁设计毕业设计论文.docx
《基于单片机电子密码锁设计毕业设计论文.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于单片机电子密码锁设计毕业设计论文.docx(57页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
基于单片机电子密码锁设计毕业设计论文
专科毕业设计(论文)资料
题目名称:
基于单片机的电子密码锁设计
学院(部):
电气与信息工程学院
专业:
应用电子技术
学生姓名:
班级:
学号
指导教师姓名:
职称副教授
最终评定成绩:
专科毕业设计(论文)资料
第一部分过程管理资料
第一部分过程管理资料
一、2012届毕业设计(论文)课题任务书(4)
二、湖南工业大学专科毕业设计(论文)开题报告(6)
三、专科毕业设计(论文)中期报告(11)
四、毕业设计(论文)指导教师评阅表(13)
五、毕业设计(论文)评阅教师评阅表(14)
六、毕业设计(论文)答辩及最终成绩评定表(15)
第二部分设计说明书
七、设计说明书(16)
2012届毕业设计(论文)课题任务书
院(系):
电气与信息工程学院专业:
应用电子
指导教师
学生姓名
课题名称
基于单片机的电子密码锁的设计
内
容
及
任
务
本设计主要研究基于单片机应用技术实现的具有实用价值,操作方便的电子密码锁。
系统主要由键盘接口电路、密码锁的控制电路、输出八段显示电路等部分组成。
利用单片机灵活的编程设计和丰富的IO端口,及其控制的准确性能,实现基本的密码锁功能。
主要任务如下:
1、系统的总体分析设计。
2、能实现密码的输入、清楚、更改、开锁等功能。
3、电路简单,性能稳定。
4、系统的软件设计与任务实现。
拟
达
到
的
要
求
或
技
术
指
标
1、通过对电路的设计,掌握电子密码锁的设计原理,完成课题的设计和实现。
2、熟练掌握各模块的相关知识。
3、掌握用程序语言设计和实现一个系统的基本方法、过程、步骤和测调方法。
4、论文文档格式规范,并能准确反映课题的开发实现过程。
5、按学校对论文格式的相关规定撰写毕业论文。
毕业论文的内容应如实反映自己的工作情况。
6、学会撰写论文的方法和格式,为以后书写学术论文打下一定的基础。
7、了解学术研究的一般思路和基本方法。
进
度
安
排
起止日期
工作内容
备注
2011年下学期16-19周寒假
2012年上学期1-4周
5-8周
9-12周
13-15周
16周
查阅资料,认识课题,撰写开题报告。
学习相关资料,翻译外文资料
毕业实习
系统分析阶段
课题制作阶段
撰写论文
毕业答辩
主
要
参
考
资
料
[1]李军.51系列单片机高级实例开发指南[M].北京:
北京航空航天大学出版社,2004.
[2]龙忠琪,贾立新.数字集成电路教程[M].北京:
科学出版社,第三部分第八章2001
[3]刘瑞新,赵全利.单片机原理及应用教程[M].北京:
机械工业出版社,2003.
[4]冯建华,赵亮.单片机应用系统设计与产品开发[M].北京:
人民邮电出版社,2004.
[5]何立民.单片机高级教程[M].第一版.北京:
北京航空航天大学出版社,2001.
[6]赵景波,薛萍,赵景晖,王劲松.Protel2004电路设计应用范例[M].北京:
清华大学出版社,2006,5.
[7]江思敏,陈明.Protel电路设计教程[M].北京:
清华大学出版社,2006.
教研室
意见
年月日
院(系)主管领导意见
年月日
湖南工业大学
毕业设计(论文)开题报告
(2012届)
基于单片机的电子密码锁设计
电气与信息工程学院
电子091
周玉
题目名称:
学院:
报告人:
学号
专业班级:
指导教师:
2011年12月23日
题目:
基于单片机的电子密码锁设计
1.结合课题任务情况,查阅文献资料,撰写1500~2000字左右的文献综述
电子防盗锁应用于金融业,其根本的作用是“授权”,即被“授权”的人才可以存取钱、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,金融行业电子防盗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防盗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,让电子防盗锁“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。
提高电子防盗锁之防护能力的必然途径是报警,在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,根据电子防盗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,电子防盗锁的性能至关重要。
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,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”。
2.选题依据、主要研究内容、研究思路及方案
本设计的任务拟采用单片机C51作为单片机的核心单元,利用单片机串行发射、接收等功能而设计的一款具有本机开锁和报警功能的电子密码锁。
本系统成本低廉,功能实用
2.1选题依据
拟在此电子密码锁的系统中设计主要由三部分组成:
4×4矩阵键盘接口电路、密码锁的控制电路、输出八段显示电路。
另外系统还有LED提示灯,报警蜂鸣器等。
系统能完成本机超时报警、超次锁定、修改用户密码基本的密码锁的功能。
除上述基本的密码锁功能外,还具有调电存储、声光提示等功能,依据实际的情况还可以添加遥控功能。
2.2主要研究内容
主要分为以下几个部分:
(1)设置密码及修改
设置6位密码,密码可以由用户自己修改设定(只支持6位密码),密码通过键盘输入,若密码正确,则将锁打开。
锁打开后才能修改密码。
修改密码之前必须再次输入密码,在输入新密码时候需要二次确认,以防止误操作。
(2)密码显示
为了帮助用户确认是否有键按下,特在电路中设置了模拟显示电路;而为了防止密码外泄;显示时,并不是显示用户按下的数字符号,而是以一个特定的字母符号提醒用户是否有键按下。
有键按下,就会显示出字符---“*”,没键按下,则不会显示字符。
这样既巧妙的提醒了用户又保护了用户密码,此乃本设计可靠性优点之一。
(3)本机键开锁
当用户键入正确密码后,在按确认键,便会自动开锁。
但用户键入密码时应注意:
数字与数字之间的间隔时间为2分钟,例如密码为32796851,当键入第一个数字3后应在2分钟内键入第二个数字2,否则,就会视为无效。
如果键入完密码后不按确认键系统会当做放弃开锁处理
(4)密码错误报警
当用户键入错误密码时,密码输入错误数码显示器会出现错误提示。
当连续三次出现密码错误时,系统就会报警,由蜂鸣器发出报警声,锁定键盘且系统会长期报警不止。
这时必须按复位方可停止。
此乃安全可靠性之一。
2.3研究思路及方案
决定采用一种是用以AT89S51为核心的单片机控制方案。
选用单片机AT89S51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IO端口,及其控制的准确性,实现基本的密码锁功能。
初步方案设计原理如下图所示:
3.工作进度及具体安排
1.2012上学期1~2周:
根据本次毕业设计题目、研究目标和内容,查阅中外文文献,完成外文文献翻译任务和开题报告。
2.2012上学期3~12周:
设计电路,并绘制电路原理图,制作电路版,编制系统相应软件,并调试系统,完成整个系统的开发与实现。
3.2012上学期13-15周:
撰写毕业设计论文。
4.2012上学期16周:
评审、答辩、给出成绩及评语。
4.指导教师意见
导教师:
年月日
说明:
开题报告作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一,此报告应在导师指导下,由学生填写,将作为毕业设计(论文)成绩考查的重要依据,经导师审查后签署意见生效。
专科毕业设计(论文)中期报告
填表日期:
2012年5月8日
学院(部)
电气与信息工程学院
班级
学生姓名
课题名称:
基于单片机电子密码锁设计
课题主要任务:
设计电路,并绘制电路原理图,制作电路版,编制系统相应软件,并调试系统,完成整个系统的开发与实现。
撰写毕业设计论文。
根据本次毕业设计题目、研究目标和内容,查阅中外文文献,完成外文文献翻译任务
1、简述开题以来所做的具体工作和取得的进展或成果
1.毕业设计课题的基本硬件电路图的设计基本完成。
2.毕业论文的基本框架有了大概的轮廓。
3.对Protel软件有了更深层次的理解和运用,并对Protues等计算
机仿真软件有了初步的认识。
2、下一步的主要研究任务,具体设想与安排
1.准备进行电气软件检查,以确定原理图的正确性,为将来的计算机仿真做好准备。
2.基于单片机密码锁电路原理图的汇编语言源程序正在编写之中。
3.毕业设计的文本资料即毕业设计报告的绪论已经完成,并正在为详细论述设计方案和硬件介绍准备资料。
3、存在的具体问题
1.毕业设计电路原理图的布线是主要问题,因为本课题的外围电路包括单片机的晶振电路,复位电路,7805稳压电路,掉电存储电路,显示电路,报警电路及矩阵键盘,线路比较复杂,布线有一定的困难,所以自动布线已经不再适用,只能单根布线,需要花费大量的时间来查阅资料。
2.元器件的封装,没有现成的封装库可以利用,需要进行手动封装。
3.时间上有些紧促,不过论文的绪论已经完成,详细介绍设计方案只是时间问题。
我会尽快完成。
4、指导教师对该生前期研究工作的评价
指导教师签名:
日期:
毕业设计(论文)指导教师评阅表
学院(部):
电气与信息工程学院
学生姓名
学号
班级
专业
应用电子技术
指导教师
姓名
课题名称
基于单片机电子密码锁设计
评语:
(包括以下方面,①学习态度、工作量完成情况;②检索和利用文献能力、计算机应用能力;③学术水平或设计水平、综合运用知识能力和创新能力;)
是否同意参加答辩:
是□否□
指导教师评定成绩
分值:
指导教师签字:
年月日
毕业设计(论文)评阅教师评阅表
学院(部):
电气与信息工程学院
学生姓名
学号
班级
专业
课题名称
基于单片机电子密码设计
评语:
(对论文学术评语,包括选题意义;文献利用能力;所用资料可靠性;创新成果及写作规范化和逻辑性)
针对课题内容给设计者(作者)提出3个问题,作为答辩时参考。
1.
2.
3.
评分:
是否同意参加答辩
是□否□
评阅人签名:
年月日
毕业设计(论文)答辩及最终成绩评定表
学院(部)(公章):
学生姓名
学号
班级
答辩
日期
课题名称
基于单片机电子密码锁设计
指导
教师
成绩评定
分值
评定
教师
1
教师
2
教师
3
教师
4
教师
5
小计
课题介绍
思路清晰,语言表达准确,概念清楚,论点正确,实验方法科学,分析归纳合理,结论严谨,设计(论文)有应用价值。
30
答辩
表现
思维敏捷,回答问题有理论根据,基本概念清楚,主要问题回答准确、深入,知识面宽。
70
合计
100
答辩评分
分值:
答辩小组长签名:
答辩成绩a:
×30%=
指导教师评分
分值:
指导教师评定成绩b:
×40%=
评阅教师评分
分值:
评阅教师评定成绩c:
×30%=
最终评定成绩:
分数:
等级:
答辩委员会主任签名:
年月日
说明:
最终评定成绩=a+b+c,三个成绩的百分比由各学院(部)自己确定。
2012届
专科毕业设计(论文)资料
第二部分设计说明书
(2012届)
专科毕业设计(论文)
基于单片机的电子密码锁设计
学院(部):
电气与信息工程学院
专业:
应用电子技术
学生姓名:
班级:
学号
指导教师姓名:
职称
最终评定成绩:
摘要
随着人们生活水平的提高,如何实现家庭防盗这一问题也变得尤其突出,传统的机械锁由于其构造简单,安全性能低,无法满足人们的需求。
随着电子产品向智能化和微型化的不断发展,单片机已成为电子产品研制和开发中首选的控制器,所以具有防盗报警功能的电子密码控制系统逐渐代替传统的机械式密码控制系统,克服了机械式密码控制的密码量少,安全性能差的缺点。
通过单片机编写密码程序,并用74LS47和3-8译码器74LS138驱动的数码管来显示密码。
数码管可以时时显示当前输入的四位数字。
当输入密码正确时,对应的指示灯亮;当密码不正确时,另一个对应的指示灯亮且并且发出声音报警。
关键词:
密码锁,单片机,报警
ABSTRACT
Withtheimprovementofpeople'slivingstandards,ithasbecomeparticularlyprominentabouthowtoachieveAnti-theftfamily.Thetraditionalmechanicallockhassuchshortcomingassimplestructure,Lowsecurity,itcan'tmeetpeople'sdemands.Aselectronicproductsaredevelopingtowardsintelligenceandminimization,single-chipcomputers(SCM)havebecomethefirstchoiceforcontrollersinthedevelopmentofelectronicproducts.Therefore,theelectronicanti-theftalarmfunctionpasswordcontrolsystemandgraduallyreplacethetraditionalmechanicalpasswordcontrolsystem,Overcomethelowmechanicalpasswordcontrolpasswordandtheshortcomingsofpoorsafetyperformance,thepasswordprogramwrittenbySCM,and3-8with74LS47Decoder74LS138-drivendigitalcontroltodisplaythepassword。
Digitaltubecanalwaysdisplaythecurrentinputofsixdigits。
Whenyouenterthepasswordcorrectly,thecorrespondingindicatorlight;Whenthepasswordisincorrect,theother,andthecorrespondingindicatorlightandsoundalarm。
Keywords:
Combinationlock,Single-chipmicrocomputer,alarm
第1章引言
1.1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
1.2电子密码锁的发展趋势
在日常生活和工作中,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。
它的出现为人们的生活带来了很大的方便,有很广阔的市场前景。
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,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。
1.3本设计所要实现的目标
本次设计使用ATMEL公司的AT89C51实现一基于单片机的电子密码锁的设计,其主要具有如下功能:
(1)密码通过键盘输入,若密码正确,则将锁打开。
(2)报警、锁定键盘功能。
密码输入错误数码显示器会出现错误提示,若密码输入错误次数超过3次,蜂鸣器报警并且锁定键盘。
电子密码锁的设计主要由三部分组成:
4×4矩阵键盘接口电路、密码锁的控制电路、输出八段显示电路。
另外系统还有LED提示灯,报警蜂鸣器等。
密码锁设计的关键问题是实现密码的输入、清除、更改、开锁等功能:
(1)密码输入功能:
按下一个数字键,一个“-”就显示在最右边的数码管上,同时将先前输入的所有“-”向左移动一位。
(2)密码清除功能:
当按下清除键时,清除前面输入的所有值,并清除所有显示。
(3)开锁功能:
当按下开锁键,系统将输入与密码进行检查核对,如果正确锁打开,否则不打开。
主要的设计实施过程:
首先,选用ATMEL公司的单片机AT89C51,以及选购其他电子元器件。
第二步,使用DXP2004设计硬件电路原理图,并设计PCB图完成人工布线(后因PCB板损坏决定采用万能板焊接的方法)。
第三步,使用KeiluVision3软件编写单片机的C语言程序、仿真、软件调试。
第四部,使用PROTEUS软件进行模拟软、硬件调试。
最后,联合软、硬件调试电路板,完成本次毕业设计。
2方案比较与论证
方案一:
采用数字电路控制。
其原理方框图如图1所示。
图1数字密码锁电路方案
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6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;若电路连续报警三次,电路将锁定键盘10秒,防止他人的非法操作。
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。
方案二:
以AT89C51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,还能添加温度显示、时间显示甚至添加遥控控制功能。
通过比较以上两种方案,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,所以我们采用后一种方案。
3系统模块电路的设计
3.1系统总框图
图2系统框图
3.2系统的模块电路设计
3.2.1单片机最小系统模块
AT89C51是一种低功耗,高性能CMOS8位微控制器,具有8K在系统可编程Flash存储器。
使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造,与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。
片上Flash允许程序存储器在系统可编程,亦适于常规编程器。
在单芯片上,拥有灵巧的8位CPU和系统可编程Flash,使得AT89SC51为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活,超有效地解决方案。
AT89C51是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器,AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
图3AT89C51管脚图
3.2.2时钟电路模块
采用专用时钟芯片DS1302,该芯片性能简介如下:
DS130
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 单片机 电子 密码锁 设计 毕业设计 论文