内容发布更新时间 : 2024/5/13 7:18:17星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

设计说明书内容

基于单片机的电子密码锁设计

一、设计要求和条件 1.1 设计要求

根据单片机开发板所提供的元件特性和硬件电路，编写相关的程序，

通过实验开发板实现电子密码锁在LCD1602上显示的功能。

1.搭建proteus仿真电路图平台，模拟单片机要实现的功能； 2.焊接单片机系统开发板；

3.编写程序，实现密码锁相关功能；

4.下载并调试程序，实现密码锁的具体功能。

1.2 设计目的

1.熟练掌握KEIL软件的使用方法； 2.熟练掌握PROTEUS软件的使用方法； 3.掌握单片机I/O接口的工作原理； 4.掌握中断系统的工作原理；

5.掌握液晶LCD1602的工作原理及编程方法； 6.掌握蜂鸣器的编程使用；

7.掌握行列式键盘的工作原理及编程使用方法； 8.掌握单片机的ISP下载使用方法。

1.3 功能概述

本设计是基于单片机的密码锁设计方案，根据要求，给出了该单片机密码锁的硬件电路和软件程序，同时给出了硬件设计方案、软件流程图、C语言源程序及详细注释等内容，由于单片机实验板上的矩阵键盘为3*3的，则规定0-5号键为数字键，6-8号键为功能键，其中该密码锁的具体功能介绍如下：

(1)按“8”号键则输入密码，初始密码为012345，在LCD1602上显示密码值为“******”（密码是保密的），输完6位后键盘就锁定，在LCD1602上显示密码是否正确，若输入的密码长度小于6位，则1602等待密码输入。

(2)若密码输入正确后，则绿色的发光二极管亮表示开锁，并且1602上显示“you are right!”，等待是否修改密码。

1

设计说明书内容

(3)密码输入错误时显示“code is wrong”，接着会给你第二、第三次机会输入密码，如果三次密码都错误时，发出“叮咚”的报警声，且红色报警指示灯不停闪烁，按复位键清除报警。

(4)按“7”号键表示若密码不小心输入时，可以删除输入错误的密码。 (5)按“6”修改密码，要求输入原密码是正确的，然后按该键后，蓝色密码修改指示灯会亮，并且1602上会显示“Input new code”，输入正确要求再次输入，两次输入一致提示“Modify right!!!”并返回主菜单。两次不一致时提示“Modify error!!!”，然后返回主菜单。

二、硬件设计方案的论证

本系统整体主要划分为五大模块，分别是由单片机最小系统、矩阵键盘、LCD显示、报警系统、指示灯电路等组成。单片机系统主要功能是对外部输入的数据进行处理，显示电路将所要操作的步骤显示出来，指导用户使用，报警电路是对输入错误密码时的警告报警。系统能完成开锁、密码输入错误报警、密码删除、修改用户密码基本的密码锁的功能。若依据实际的实验板情况还可以添加遥控和掉电保护功能。

2.1 总体方案设计

本设计的具体总模块设计方案如下图（1）所示

图（1） 硬件总方案模块框图

2.2 具体模块方案的设计

1.主控芯片的方案选择

方案一：采用硬件电路进行电子密码锁设计，比如使用 74LS112 双

2

设计说明书内容

JK 触发器构成的数字逻辑电路控制方案，该种方案可以实现基本功能，而且优点是不需要软件编程，但电路连接比较复杂，关键在于不易实现自行设置密码的要求。

方案二：单片机中的STC89C51是具有高性能和低功耗优点的8位可编程控制器，内核具有丰富的指令集和32个通用工作寄存器，可以通过软件编程来实现电子密码锁设计中的各项要求和功能，而且单片机的 I/O 口也足够使用，硬件电路连接比较简单。

综上所述方案论证，本次电子密码锁系统设计的主控芯片选择 STC单片机的 STC89C51来完成，采集输入数据对其处理并发出相应的指令。 2.键盘模块方案选择

方案一：可以选择独立连接式键盘。对于独立连接式键盘，其每个键都独立的接入一根数据线，平时所有的数据线都被连接成高电平，当任何一个键按下时，与之相连的数据线将被拉成低电平。这种方案在处理多个数据时编程和硬件连接电路会较复杂。

方案二：选择矩阵行列式键盘作为输入模块。矩阵式行列式键盘由行线和列线组成，按键位于行、列的交叉点上，行、列分别连接到按键开关的两端，列线通过上拉电阻接到高电平。无按键动作时，列线处于高电平状态；有按键按下时，交点的行线列线接通，列线电平状态将由与此行线相连的行线电平决定。本次通过键盘输入的值有很多种，而矩阵式键盘节省了好多的 I/O 口，适用于按键数量较多的场合。

综上且根据本次设计中的单片机实验板选择使用3*3矩阵键盘来完成输入密码值，此种键盘功能简单实用，如下图（2）所示

图（2）矩阵键盘

3