单片机课程设计电子密码锁设计模板.doc下载

weixin_39820835 2023-03-19 15:30:18
1.2设计电子密码锁的意义及相关技术指标 当前虽然许多智能锁(如指纹辨别、人声识别、IC卡识别等)已相继问世,但这类产 品是针对特定指纹、声音或有效卡,只能用于保密要求高且仅供个人使用的箱、柜、房 间等。另外,卡片式的IC卡易丢失和损坏,加上其成本较高,在一定程度上限制了这类 产品的普及和推广。而电子密码锁具有安全性能高、成本低、低功耗、操作简单等优点 ,经济好用,易于推广和普及。 本次单片机课程设计内容为设计一个电子密码锁,技术指标如下:输入正确密码开锁 指示灯亮,否则开锁指示灯灭;应包含0- 9和设置、输入,删除12个键的键盘;输入密码可由数码管显示;连续3次密码输入错误 ,则控制蜂鸣器发声报警。 第2章 总体设计及方案论证 为完成电子密码锁的功能设计,需要通过不同的模块来共同实现。设计思路及总体设 计如图 图2.1 主程序流程图 在电源供电下,单片机通过控制各个模块共同构成一个电子密码锁,3×4键盘作为人 机交互的界面使用,加上复位电路的作用是在程序运行出错或陷入死循环时能从头开始 执行程序。 2.3数码管显示模块 LED显示器有静态显示和动态显示两种显示方式。 2.3.1 LED静态显示方式 所谓静态显示,就是当显示器显示某一字符时,相应段的发光二极管恒定地导通或截 止,并且显示器的各位可同时显示。静态显示时,较小的驱动电流就能得到较高的显示 亮度。静态显示方式的缺点是N位静态显示器要求有N8根的I/O口线,占用I/O口线 资源较多。 2.3.2 LED动态显示方式 所谓动态显示就是一位一位地轮流点亮显示器的各个位(扫描),对于显示器的每一 位而言,每隔一段时间点亮一次。显示器的亮度既与导通电流有关,也与点亮时间和间 隔时间的比例有关。相比于静态显示方式而言,8位LED动态显示电路只需要两个8位I/O 口,充分利用了I/O口资源。 电子密码锁的显示电路设计需要用到8位数码管来显示密码,为节约I/O口资源,显示 电路应采用LED动态显示方式。 2.4电源模块 AT89C51单片机供电电压为+5V,可采用两种供电方式。 2.4.1蓄电池供电 采用+6V蓄电池经电阻分压后直接给单片机供电,电路简单。 2.4.2双路电源供电 220V交流市电经降压,整流,集成稳压芯片稳压为+5V后给直接给单片机供电,当停 电后,采用蓄电池供电。利用一个单反相器实现两种供电电路的自动切换。 本设计为电子密码锁的设计,需要用到UPS(不间断电源),故采用双路电源供电为 宜。 2.5开锁电路模块 输入密码正确时,单片机输出信号作为开关信号,控制电磁铁动作,来完成开锁功能 。输入密码错误时,则不响应。 2.7最优方案 综上,最优方案为选用AT89C51单片机作为主控元件,采用双路电源自动切换供电方 案,数码管显示采用动态显示方式,以矩阵式键盘作为人机交互的界面,加上开锁和报 警电路及相应的软件,构成一个安全可靠的电子密码锁。 第3章 硬件电路设计 3.1输入键盘 图3.1键盘电路 本设计采用矩阵式键盘,连接方式如图3.1所示: 键盘的工作过程:第一步是CPU检测键盘上是否有按键按下,具体方法是:将列线送 入全扫描字,读入行线的状态来判断,即所有的列线置成低电平,然后将行线电平的状 态读入累加器A中,如果有按键按下,总会有一根行线电平被拉至低电平,从而使行输入 状态不全为"1"。第二步是识别哪一个按键按下,如果列输入状态不全为"1"则按下的键 必在此列,而且是该列与"0"电平的交点上的那个键。为求取编码,在逐列扫描时,可用 计数器记录下当前扫描列的列号,检测到第几行有按键按下时,就用该行的首键码加列 号得到当前按键的编码。本设计采用的是查询方式,这种方式是直接在主程序中插入键 盘的子程序,主程序每执行一次则键盘子程序被执行一次,对进行检测一次,如果没有 按键按下,则跳过按键识别,直接执行主程序,如果有按键按下,则通过键盘扫描子程 序识别按键,得到按键的编码,然后根据编码值进行相应的处理,处理完后再回到主程 序执行。 3.2显示数码管 硬件连接电路如图所示: 图3.2显示电路 如图3.1所示为数码管的控制及显示电路,数码管为共阳极数码管,通过段选和位选 实现动态显示方式,即通过软件用分时的方法轮流控制各个显示器的COM端,使各个显示 器轮流点亮。在轮流点亮扫描过程中,每位显示器的点亮时间极为短暂,但由于人的视 觉暂留现象及发光二极管的余晖效应,给人的印象就是一组稳定的显示数据。 3.3开锁电路 图3.3开锁电路 如图3.3所示为开锁控制电路,当输入密码与原设置密码相同时,P3.2引脚输出高电 平,三极管UNLOCK导通,电磁铁动作开锁,同时开锁指示灯亮。输入密码不正确时,电 磁铁不动作,且开锁指示灯灭。 3.5电源电路 图3.5电源电路 采用双路电源自动 , 相关下载链接:https://download.csdn.net/download/qq_43934844/87506357?utm_source=bbsseo
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1.2设计电子密码锁的意义及相关技术指标 当前虽然许多智能锁(如指纹辨别、人声识别、IC卡识别等)已相继问世,但这类产 品是针对特定指纹、声音或有效卡,只能用于保密要求高且仅供个人使用的箱、柜、房 间等。另外,卡片式的IC卡易丢失和损坏,加上其成本较高,在一定程度上限制了这类 产品的普及和推广。而电子密码锁具有安全性能高、成本低、低功耗、操作简单等优点 ,经济好用,易于推广和普及。 本次单片机课程设计内容为设计一个电子密码锁,技术指标如下:输入正确密码开锁 指示灯亮,否则开锁指示灯灭;应包含0- 9和设置、输入,删除12个键的键盘;输入密码可由数码管显示;连续3次密码输入错误 ,则控制蜂鸣器发声报警。 第2章 总体设计及方案论证 为完成电子密码锁的功能设计,需要通过不同的模块来共同实现。设计思路及总体设 计如图 图2.1 主程序流程图 在电源供电下,单片机通过控制各个模块共同构成一个电子密码锁,3×4键盘作为人 机交互的界面使用,加上复位电路的作用是在程序运行出错或陷入死循环时能从头开始 执行程序。 2.3数码管显示模块 LED显示器有静态显示和动态显示两种显示方式。 2.3.1 LED静态显示方式 所谓静态显示,就是当显示器显示某一字符时,相应段的发光二极管恒定地导通或截 止,并且显示器的各位可同时显示。静态显示时,较小的驱动电流就能得到较高的显示 亮度。静态显示方式的缺点是N位静态显示器要求有N8根的I/O口线,占用I/O口线 资源较多。 2.3.2 LED动态显示方式 所谓动态显示就是一位一位地轮流点亮显示器的各个位(扫描),对于显示器的每一 位而言,每隔一段时间点亮一次。显示器的亮度既与导通电流有关,也与点亮时间和间 隔时间的比例有关。相比于静态显示方式而言,8位LED动态显示电路只需要两个8位I/O 口,充分利用了I/O口资源。 电子密码锁的显示电路设计需要用到8位数码管来显示密码,为节约I/O口资源,显示 电路应采用LED动态显示方式。 2.4电源模块 AT89C51单片机供电电压为+5V,可采用两种供电方式。 2.4.1蓄电池供电 采用+6V蓄电池经电阻分压后直接给单片机供电,电路简单。 2.4.2双路电源供电 220V交流市电经降压,整流,集成稳压芯片稳压为+5V后给直接给单片机供电,当停 电后,采用蓄电池供电。利用一个单反相器实现两种供电电路的自动切换。 本设计电子密码锁设计,需要用到UPS(不间断电源),故采用双路电源供电为 宜。 2.5开锁电路模块 输入密码正确时,单片机输出信号作为开关信号,控制电磁铁动作,来完成开锁功能 。输入密码错误时,则不响应。 2.7最优方案 综上,最优方案为选用AT89C51单片机作为主控元件,采用双路电源自动切换供电方 案,数码管显示采用动态显示方式,以矩阵式键盘作为人机交互的界面,加上开锁和报 警电路及相应的软件,构成一个安全可靠的电子密码锁。 第3章 硬件电路设计 3.1输入键盘 图3.1键盘电路 本设计采用矩阵式键盘,连接方式如图3.1所示: 键盘的工作过程:第一步是CPU检测键盘上是否有按键按下,具体方法是:将列线送 入全扫描字,读入行线的状态来判断,即所有的列线置成低电平,然后将行线电平的状 态读入累加器A中,如果有按键按下,总会有一根行线电平被拉至低电平,从而使行输入 状态不全为"1"。第二步是识别哪一个按键按下,如果列输入状态不全为"1"则按下的键 必在此列,而且是该列与"0"电平的交点上的那个键。为求取编码,在逐列扫描时,可用 计数器记录下当前扫描列的列号,检测到第几行有按键按下时,就用该行的首键码加列 号得到当前按键的编码。本设计采用的是查询方式,这种方式是直接在主程序中插入键 盘的子程序,主程序每执行一次则键盘子程序被执行一次,对进行检测一次,如果没有 按键按下,则跳过按键识别,直接执行主程序,如果有按键按下,则通过键盘扫描子程 序识别按键,得到按键的编码,然后根据编码值进行相应的处理,处理完后再回到主程 序执行。 3.2显示数码管 硬件连接电路如图所示: 图3.2显示电路 如图3.1所示为数码管的控制及显示电路,数码管为共阳极数码管,通过段选和位选 实现动态显示方式,即通过软件用分时的方法轮流控制各个显示器的COM端,使各个显示 器轮流点亮。在轮流点亮扫描过程中,每位显示器的点亮时间极为短暂,但由于人的视 觉暂留现象及发光二极管的余晖效应,给人的印象就是一组稳定的显示数据。 3.3开锁电路 图3.3开锁电路 如图3.3所示为开锁控制电路,当输入密码与原设置密码相同时,P3.2引脚输出高电 平,三极管UNLOCK导通,电磁铁动作开锁,同时开锁指示灯亮。输入密码不正确时,电 磁铁不动作,且开锁指示灯灭。 3.5电源电路 图3.5电源电路 采用双路电源自动
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