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基于單片機的電子密碼鎖設計（包含外文翻譯和文獻綜述）
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資料類別
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電子電工畢業(yè)論文（設計） |
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課程(專業(yè))
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電氣工程與自動化 |
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關鍵詞
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電子密碼鎖 |STC89C52|4×4矩陣鍵盤|八段數碼管|AT24C02 |
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適用年級
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大學 |
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身份要求
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普通會員 |
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金 幣
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70 �。�金幣如何獲得？） |
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文件格式
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word |
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文件大小
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229K |
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發(fā)布時間
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2013-02-01 16:39:00 |
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預覽文件
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下載次數
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2 |
| 發(fā)布人 |
fei62008 |
內容簡介：
基于單片機的電子密碼鎖設計，畢業(yè)論文，全文共16302字，附外文翻譯和文獻綜述等。
前 言
隨著電子技術和計算機技術的飛速發(fā)展，單片機性能不斷完善，性能價格比顯著提高，技術日趨完善。由于單片機具有體積小、重量輕、價格便宜、功耗低、控制功能強及運算速度快等特點，因而在國民經濟建設、軍事及家用電器等各個領域均得到了廣泛的應用。本設計利用單片機及附加電子元器件實現數據采集和控制算法，來完成某一實際功能，檢驗并提高同學對整體電路設計和把握能力，了解單片機系統設計流程。同時也加強對數字電路、單片機和微機原理等課程知識的實際應用能力，也為同類產品的進一步發(fā)展奠定理論和實踐基礎。
隨著人們生活水平的提高和安全意識的加強，對安全的要求也就越來越高。鎖自古以來就是把守護門的鐵將軍，人們對它要求甚高，既要安全可靠的防盜，又要使用方便，這也是制鎖者長期以來研制的主題。隨著電子技術的發(fā)展，各類電子產品應運而生，電子密碼鎖就是其中之一。據有關資料介紹，電子密碼鎖的研究從20世紀30年代就開始了，在一些特殊場所早就有所應用。這種鎖是通過鍵盤輸入一組密碼完成開鎖過程。研究這種鎖的初衷，就是為提高鎖的安全性。由于電子鎖的密鑰量（密碼量）極大，可以與機械鎖配合使用，并且可以避免因鑰匙被仿制而留下安全隱患。電子鎖只需記住一組密碼，無需攜帶金屬鑰匙，免除了人們攜帶金屬鑰匙的煩惱，而被越來越多的人所欣賞。電子鎖的種類繁多，例如數碼鎖，指紋鎖，磁卡鎖，IC卡鎖，生物鎖等。但較實用的還是按鍵式電子密碼鎖。
20世紀80年代后，隨著電子鎖專用集成電路的出現，電子鎖的體積縮小，可靠性提高，成本較高，是適合使用在安全性要求較高的場合，且需要有電源提供能量，使用還局限在一定范圍，難以普及，所以對它的研究一直沒有明顯進展。
目前，在西方發(fā)達國家，電子密碼鎖技術相對先進，種類齊全，電子密碼鎖已被廣泛應用于智能門禁系統中，通過多種更加安全，更加可靠的技術實現大門的管理。在我國電子鎖整體水平尚處于國際上70年代左右，電子密碼鎖的成本還很高，市場上仍以按鍵電子鎖為主，按鍵式和卡片鑰匙式電子鎖已引進國際先進水平，現國內有幾個廠生產供應市場。但國內自行研制開發(fā)的電子鎖，其市場結構尚未形成，應用還不廣泛。國內的不少企業(yè)也引進了世界上先進的技術，發(fā)展前景非�？捎^。希望通過不斷的努力，使電子密碼鎖在我國也能得到廣泛應用。
目 錄
摘 要 IV
ABSTRACT V
第1章 緒 論 1
1.1國內外現狀 1
1.2選題背景 4
1.3研究思路 5
1.4設計目標 6
1.4.1鍵盤式電子密碼鎖系統設計目標 6
第2章 系統硬件設計 7
2.1 設計思路 7
2.2系統方案的選擇 7
2.2.1 電子密碼鎖功能簡述 8
2.2.2 系統的總體設計 8
2.3單元電路的設計 9
2.3.1主控芯片介紹 9
2.3.2 鍵盤輸入電路 11
2.3.3 密碼存儲電路 12
2.3.4開鎖電路 13
2.3.5報警電路 14
2.3.6 顯示電路 14
2.3.7 晶振電路 16
第3章 系統軟件設計 18
3.1 軟件工具介紹 18
3.1.1. Keil C51概述 18
3.1.2. Keil C51單片機軟件開發(fā)系統的整體結構 18
3.1.3下載工具STC-ISP 19
3.2程序設計 19
第4章 硬件電路調試及系統工作表 24
4.1單元功能電路調試 24
4.2 電子密碼鎖的系統工作表 24
總 結 26
致 謝 27
參考文獻 28
附錄 總設計圖 29
摘 要
在日常的生活和工作中, 住宅與部門的安全防范、單位的文件檔案、財務報表以及一些個人資料的保存多以加鎖的辦法來解決。若使用傳統的機械式鑰匙開鎖，人們常需攜帶多把鑰匙, 使用極不方便, 且鑰匙丟失后安全性即大打折扣。具有防盜報警等功能的電子密碼鎖代替密碼量少、安全性差的機械式密碼鎖已是必然趨勢。隨著科學技術的不斷發(fā)展，人們對日常生活中的安全保險器件的要求越來越高。為滿足人們對鎖的使用要求，增加其安全性，用密碼代替鑰匙的密碼鎖應運而生。密碼鎖具有安全性高、成本低、功耗低、易操作、記住密碼即可開鎖等優(yōu)點。
目前使用的電子密碼鎖大部分是基于單片機技術，以單片機為主要器件，其編碼器與解碼器的生成為軟件方式。
本密碼鎖的主控芯片采用價格實惠而且容易購買的STC89C52芯片。密碼輸入采用矩陣鍵盤，密碼顯示采用共陰極的八段顯示數碼管。系統能完成密碼輸入、正確開鎖、超次報警這些基本的密碼鎖的功能。系統的軟件實現采用功能強大且易于開發(fā)的KeilC51環(huán)境，且支持ISP下載。因此沒使用編程器，用C語言實現系統的軟件部分。由于51單片機也有一些不足之處如斷電后內部RAM儲存的數據會完全丟失，為了克服這一缺點，系統的外圍加了掉電存儲電路并且由AT24C02芯片來實現。此設計具有安全性高、價格低廉便于實現、易于改進等優(yōu)點。
【關鍵詞】 電子密碼鎖 ,STC89C52 ,4×4矩陣鍵盤 ,八段數碼管， AT24C02
ABSTRACT
In daily life and work, the security of the residential sector, the documents and archives of the units, the financial statements as well as some personal information saved more than a locked approach to solve. Traditional mechanical key lock, people often need to carry multiple keys, extremely inconvenient to use, and lost the key to the security compromised. Electronic lock with a burglar alarm and other functions instead of the password is less, the poor security mechanical lock is an inevitable trend. With the continuous development of science and technology, people increasingly high demand for insurance for the safety devices in daily life. In order to meet the use requirements of the lock, to increase their security with a password instead of the password of the key lock came into being. Lock the safe, low cost, low power consumption, easy operation, remember the password to unlock.
Currently using electronic locks are mostly based on single chip technology, single-chip microcomputer as the main device, born of its encoder and decoder in software.
This combination lock’s master chip adopts STC89C52 which is affordable and easy to buy. Password’s input adopt matrix keyboard and independent keyboard, password’s display using the erection of the cathode tube display digital. This system can accomplish password input, correct unlock, super times alarm ，these basic combination lock function . Software realization of this system is used in KeilC51 environment .it is powerful and easy to develop, and to support ISP to download. Therefore it is not use programmer, use C language implementation software of system components. Because 51MCU also has some disadvantages ，such as the internal RAM stored data will be completely lose after power failure, in order to, the system’s periphery added off electricity storage circuit and use AT24C02 chip to overcome these shortcomings. This design has a high security, a low prices，which is easy to be realized and improved.
【Key words】Electronic Combination lock ,STC89C52, 4×4Matrix keyboard, AT24C02
第1章 緒 論
1.1國內外現狀
自古以來，鎖具都是人們心目中的“鐵將軍”，隨著社會物質財富的日益增長和人們生活水平的不斷提高，人們對它要求也越來越高，即要安全可靠，又要使用方便。因此，鎖具的安全性和實用性一直是鎖具的制造者長期以來研究的主題。保險柜作為人們生活或工作中的一種不可或缺的重要設施，主要用于存放各種貴重物品，因而保險柜鎖的安全性就變得至關重要。目前市場上的保險柜產品使用的鎖具主要是傳統的機械轉盤式密碼鎖，使用電子密碼鎖保險柜數量相對較少。
據有關資料介紹，電子密碼鎖的研究從20世紀30年代就開始了，在一些特殊場所早就有所應用。這種鎖是通過鍵盤輸入一組密碼，完成開鎖過程。研究這種鎖的初衷，就是為提高鎖具的安全性。由于電子鎖的密鑰量(密碼量)極大，可以與機械鎖配合使用，并且可以避免因鑰匙被仿制而留下安全隱患。電子鎖只需記住一組密碼，無需攜帶金屬鑰匙，免除了人們攜帶金屬鑰匙的煩惱，而被越來越多的人所欣賞、電子鎖的種類繁多，例如數碼鎖，指紋鎖，磁卡鎖，IC卡鎖，生物鎖等。但較實用的還是按鍵式電子密碼鎖。20世紀80年代后，隨著電子鎖專用集成電路的出現，電子鎖的體積縮小，可靠性提高，成本較高，只適合使用在安全性要求較高的場合，且需要有電源提供能量，使用還局限在一定范圍，難以普及，所以對它的研究一直沒有明顯進展。
目前，在西方發(fā)達國家，電子密碼鎖己被廣泛應用于智能門禁系統中，通過多種更加安全，更加可靠的技術實現大門的管理。在我國電子密碼鎖的成本還很高，應用還不廣泛。希望通過不斷的努力，使電子密碼鎖在我國也能得到廣泛應用。目前市場上的密碼鎖主要有以下幾類，都存在不同程度的缺陷。
1.機械式的密碼鎖
它是現在大量使用的傳統圓盤式機械密碼鎖，具有成本低，抗干擾能力強的優(yōu)點，已被廣泛使用在保險柜、文件柜、保險門、銀庫門、倉庫門上。但它有一些無法克服的缺陷:
(1)操作繁瑣。以三片式的普通圓盤式機械密碼鎖為例，需要正反轉好幾圈才能對好密碼。如果采用美國“洛加達”、“沙金”等幾個品牌高檔圓盤式機械密碼鎖，其“對碼”和開鎖均使用同一個旋鈕，保密性雖然有所提高，但由于增加了一個輔助圓盤，操作就更繁瑣。
(2)密碼輸入不易。由于要靠旋鈕邊緣的精密刻度來分辨密碼，靠轉動旋鈕的刻度來對準密碼，如稍有不慎就可能輸入錯誤而前功盡棄。
(3)密碼量少。以三片式的高檔圓盤式機械密碼鎖為例，假定旋鈕邊緣刻有100個刻度，三片式結構在理論上應該有100萬組密碼(1003)，但實際上根本達不到。因為用旋鈕旋轉對密碼時，單憑手的轉動來準確分辨一個刻度(3.6度)是很困難的，加上機械加工誤差，不可能按一個刻度值來準確對碼。為了保證輸入密碼的成功率，必須在結構上留有充分的余量。所以傳統圓盤式機械密碼鎖在對碼時允許有不超過±1.25個刻度的誤差，也就是大約2.5個刻度為一個有效值。而旋鈕邊緣上的刻度絕大多數只有70~80個刻度，有效刻度值就算能有50個，三片式密碼鎖最多也只有503=12.5萬組密碼。遠遠小于標稱密碼量。
(4)聲音報警功能。由于鎖具完全使用機械裝置，不可能實現自動報警功能，也無法拒絕非法用戶嘗試密碼。因此，可以允許非法用戶嘗試輸入密碼的次數為密碼的最大數值，即直到嘗試成功。
(5)在使用中發(fā)現，可以通過輕壓開門把手，同時轉動密碼轉盤，靠手感判斷出轉盤卡槽的位置，從而逐一試探出開門密碼。專業(yè)的開鎖人員都是利用這種方法幫助丟失鑰匙的用戶打開保險柜的。
由于機械式密碼鎖存在很多缺點，只能用在保密性要求不高的場合。而用在保密性能要求相對較高的保險柜上卻顯得力不從心。
2.隨機鍵盤式密碼鎖
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