摘 要

随着科技发展时代进步，现代社会人们越来越注重安全问题。而传统的弹子锁已经不被人们认可。在这一点上，致使许多电子锁相继问世，但这些产品大多是特定或有效的卡。它们只能用于需要高度保密和需要个人使用的盒子、柜子、房间。此外。IC卡容易丢失和损坏，加之其成本较高，在一定程度上限制了此类产品的普及和推广。鉴于目前的技术水平和市场接受能力而言，电子锁才是这种电子防盗产品的主流。电子密码锁有着安全方便等特点，大部分是通过按键输入密码，密码正确开锁，而密码错误时又有声光警报系统。根据以上思路，本次设计制作使用AT89C51实现有报警、改密的基于单片机的电子密码锁。

关键词：电子密码锁；单片机；密码；报警

Design of electronic password lock based on MCU

ABSTRACT

With the development of science and technology, people pay more attention to the safety and the development of science and technology. At this time many electronic locks have come out, but this kind of product is for a specific or valid card, can only be used for high security requirements and only for others to use the box, cabinet, room, etc.. In addition, the card type IC card is easy to lose and damage, coupled with its high cost, to a certain extent, restrict the popularization and promotion of such products. In view of the current technical level and the degree of market acceptance and alarm, electronic lock is the mainstream of this type of electronic security products. Electronic password lock has the characteristics of safety and convenience, most of which is through the key to enter the password, the password is correct, and the password is wrong when there is a sound and light alarm system. Based on the above ideas, this design uses AT89C51 to achieve the alarm, to change the design of the electronic password lock based on mcu.

Key words：Electronic cipher lock；Singlechip；password；alarm

目录

1绪论 - 1 -

1.1密码锁简介 - 1 -

1.2电子密码锁发展趋势 - 1 -

2系统设计方法 - 3 -

2.1系统基本方案 - 3 -

2.2系统整体框图 - 3 -

3系统硬件设计 - 4 -

3.1 AT89C51单片机 - 4 -

3.2 4×4矩阵键盘 - 8 -

3.5 开锁电路 - 11 -

3.6 硬件综合设计 - 11 -

4系统软件设计 - 12 -

4.1系统总体设计 - 12 -

4.2键盘扫描程序 - 13 -

4.3 显示程序 - 16 -

4.4 开锁及报警程序 - 17 -

4.5 密码修改程序 - 19 -

5系统的仿真与调试 - 21 -

5.1伟福软件介绍 - 21 -

5.2 PROTEUS软件介绍 - 21 -

5.3 仿真结果 - 22 -

6体会（仿真及实物调试过程) - 24 -

结 论 - 26 -

致 谢 - 27 -

1绪论

1.1 密码锁简介

锁是因使用者需要保护财产而诞生的一种装置，这种装置需要使用一个与锁相对应的钥匙才能开启。但随着社会技术的发展，传统的弹子锁已经不能实现防盗功能，因为许多盗贼已经熟练的掌握了开启传统锁的技术。另一方面，传统锁需要钥匙来开启，而钥匙是金属制品，容易遗失，并且很多钥匙在一起时，携带也很不方便。这时电子密码锁进入人们的视野，电子密码锁使用按键设置密码，并通过键盘输入密码开启电子锁。电子密码锁可以与传统机械锁结合，用电子电路部分控制机械部分，可以避免因为钥匙被仿制、盗窃或锁被破坏而导致锁被打开的情况发生。同时密码错误是可以开启报警系统，提醒人们。这样便提高了锁的安全性，同时避免了人们携带铁质钥匙的烦恼。电子密码锁的高成本在一定程度上限制了此类产品的普及和推广，但是随着社会发展人们对安全性的要求不断提高和科技进步电子密码锁的成本会有所下降，会使人们逐渐认可密码锁的安全性高，易操 作等优点，使得密码锁的未来发展很广大。其特点如下

1.保密性好，其密码组合方式特别多，随机开锁的几率几乎没有。

2.密码可以改变，一次密码的多次使用可能使不轨者记住密码。而密码可 以改变的话，可以防止密码被盗。

3.密码错误报警，密码输入错误时系统发出灯光及声音警报。

4.容易操作，一学就会

1.2电子密码锁发展趋势

现在电子密码锁已经发展到一个很高的水平，因为单片机在这些年的应用已经得到了空前的发展，无论是功能稳定还是线路综合都很周全，安全性比传统锁高很多。在发达国家，密码锁技术比较先进，各种电子密码锁已广泛应用于门禁系统、银行，保险和其他地方的高安全性的需求。随着电子元器件的发展和人们对隐私保密要求的提高，出于安全性、方便性等方面的需求，许多电子锁已经被发布出来，越来越多的电子密码锁被应用于各式场合。然而，这种产品的特点是有效的一个特定的卡，指纹或声音有效，并不能实现远程控制，只能用于高安全性要求和个人使用的箱子，橱柜，房间等。数字，文字，图像，和时间因子可以电子信息的重要生物学特性，使用这些信息可以使电子防盗锁，获得高度的保密性，使用相结合的信息可以使电子防盗锁可以得到无限扩大，用户对产品多样化和安全加倍。从目前的电子密码锁的市场空缺及近来相关技术的发展来看，电子密码的更多使用使用是电子密码锁发展的趋势。鉴于目前的技术水平和市场接受程度，采用单片机灵活设计的电子锁仍是这种电子防盗产品的主流。

1.3本次设计的基本目标

本次使用AT89C51完成基于单片机的电子密码锁设计，主要有以下功能：

1、设置4位密码，密码通过键盘输入，密码正确，锁打开。

2、密码错误，蜂鸣器报警及灯光报警。

3、用户可以自己设定并修改密码，在初始密码验证成功后才能通过按键指令修改密码。

此次设计主要由4×4矩阵键盘，密码正确开锁，LED显示及蜂鸣器报警等电路组成。

LED显示要求：（1）初始界面显示‘----’，按下一位密码右侧‘-’变为*号，直至全变*号。

1. 密码清除功能：在输入密码界面内，按下密码清除按键，输入密码清空，界面变为初始界面。
2. 开锁或报警功能：密码输入完成后，按下开锁键，密码正确一个红色灯光会亮，密码错误时，会有蜂鸣器报警及两个红色灯光发出。需按下‘重新输入’键，报警才会解除。

2系统设计方法

2.1系统基本方案

由于单片机AT89C51的存储较大足够完成本次设计，运行速度较快，I/O口丰富，功耗一般，复位简单等因素。便选用其来实现电子密码锁的基本功能。

输入方式选用4×4矩阵键盘，由于本次需要大量按键，而独立按键将占用大量I/O口，不适合此次的方案。

显示部分可以选用LED米字管或者LCD显示电路，但是由于本次显示字符不需要太多，且字符没有太大难度，所以采用LED米字管显示。

报警部分由两个红色LED灯管和蜂鸣器来完成。

由于只是仿真模拟不需要接入真正的机械开关，所以开锁由一个红色LED灯管表示。

2.2系统整体框图

本次采用4×4矩阵键盘输入，AT89C51单片机作为主机驱动，LED灯管和蜂鸣器完成报警系统。LED米字管完成显示部分。如图2-1

图2-1 总体框图

3系统硬件设计

3.1 AT89C51单片机

单片机是计算机，自动控制和大规模集成电路技术相结合的产物，融计算机结构和控制功能于一体。所以一个单片机就是一台计算机。本次实验所使用的是ATMEL的AT89C51。

AT89C51是一个低电压，4K字节闪存高性能CMOS8位微记忆。其只读存储器可重复1000次以上，该器件采用ATMEL高密度非易失性存储器制造技术，兼容MCS-51单片机指令集和输出引脚的行业标准。多功能8位CPU和FLASH存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效的微控制器，AT89C51是它的一种精简版本。AT89C51单片机为许多嵌入式控制系统提供了一个灵活性高、价格低廉的解决方案。其主要特性：

·与MCS-51 兼容

·4K字节可编程FLASH存储器

·寿命：1000写/擦循环

·数据保留时间：10年

·全静态工作：0Hz-24MHz

·三级程序存储器锁定

·128×8位内部RAM

·32可编程I/O线

·两个16位定时器/计数器

·5个中断源

·可编程串行通道

·低功耗的闲置和掉电模式

·片内振荡器和时钟电路

其引脚特性：

VCC：供电电压。

GND：接地。

P0口：P0口是八位数据口和输出低八位地址复用口。当P0输出原码，必须在I/O口上接上拉电阻。

P1口：P1口是一个8位双向I / O端口。