苏ICP备112451047180号-6
智能电子密码锁
摘要：本系统由AT89C51单片机系统、4X4矩阵键盘、LCD1602显示和报警系统、无线遥控系统等组成，具有设置、修改六位用户的密码、超次数报警、超次数锁定、密码错误报警之类的功能。除了上面说的基本的密码锁功能外，根据实际的情况可以添加遥控功能。本系统成本低廉，功能使用。
关键词：AT89S51;LCD1602；电子密码锁;4X4矩阵键盘;无线遥控
Intelligent electronic combination lock
ABSTRACT: the encoder and decoder for software. This system AT89S51 system , 4 x4matrix keayboard, LCD1602 dissplay and alanm system, the wireless remote control system,etc, and has set up six, modify user password, super time alarm, super time locking, password error alarm, etc. Besides the above basic combination lock function, according to the actual circumstance also can add function of remote control. This system cost is low, the use function.
Keyword:AT89S51;LCD1602;Electronic combination lock;4X4keyboard;The wireless remote control system
摘要：本系统由AT89C51单片机系统、4X4矩阵键盘、LCD1602显示和报警系统、无线遥控系统等组成，具有设置、修改六位用户的密码、超次数报警、超次数锁定、密码错误报警之类的功能。除了上面说的基本的密码锁功能外，根据实际的情况可以添加遥控功能。本系统成本低廉，功能使用。
关键词：AT89S51;LCD1602；电子密码锁;4X4矩阵键盘;无线遥控
Intelligent electronic combination lock
ABSTRACT: the encoder and decoder for software. This system AT89S51 system , 4 x4matrix keayboard, LCD1602 dissplay and alanm system, the wireless remote control system,etc, and has set up six, modify user password, super time alarm, super time locking, password error alarm, etc. Besides the above basic combination lock function, according to the actual circumstance also can add function of remote control. This system cost is low, the use function.
Keyword:AT89S51;LCD1602;Electronic combination lock;4X4keyboard;The wireless remote control system
目录
1引言 4
2 电子密码锁系统的总体设计 5
2.1智能电子密码锁的组成结构 5
2.1.1智能电子密码锁的基本结构 5
2.1.1.1 接收框图 5
2.1.1.2 发射框图 6
2.1.2 密码锁的工作原理 6
2.2 智能电子密码锁设计的要求和基本思路 8
2.2.1 设计的要求 8
2.2.2 基本思路 8
3 系统的硬件设计 9
3.1 电子密码锁系统电源的设计与分析 9
3.2 中央控制器 AT89C51及其外围电路的设计与分析 10
3.2.1 芯片AT89C51的性能及其常用参数的分析 10
3.2.2 时钟电路的设计与工作原理分析 11
3.2.3单片机的基本时序单位介绍 12
3.2.4 单片机复位电路的设计与分析 13
3.3 1602液晶显示 15
3.3.1 1602接口信号说明 15
3.4 外围电路4×4式键盘电路的设计 15
3.4.1 键盘电路 15
3.4.2 键盘的工作原理 15
3.4.3 键盘扫描方式 16
3.5 电子密码锁的整体控制输出部分的分析与设计 16
3.6 红外遥控电路 16
3.6.1红外发射信号的编码 16
3.6.2 红外接收信号的解码 18
3.7 电子密码锁系统的总电路图 19
4 系统统软件设计 20
4.1 系统程序设计流程图 20
4.2 系统总的程序设计 23
5 智能电子密码锁系统的调试 24
5.1 硬件调试 24
5.2 软件调试 24
6 小结与致谢 27
参考文献 28
附录 29
1引言
人们现在使用的锁不怎么方便，并且安全系数不高。但是随着人们生活水平的进步，人们对于锁的要求越来越高，所以，一种新的带有报警功能的锁就产生了，这里是介绍背景和锁定方案设计相关。
“安全技术防范”是一个既陈腐而又现代的话题，人类自从有了看家护院的认识起，便有了一开始出入口掌管的观念。在哪里放行某些人，回绝某些人，什么时候要发出报警，记住进出的经过，以达到安全的目的。所以，人们一开始的法子是依靠人本身的监视，后来利用了一些简易的东西，但仍然以人员自身治理为主。随着科技的进步和人们生活水平的大幅度提高，尤其是最近几年国内经济的提高和科学技术的逐渐发展，人们对防盗的要求也是越来越高，同时，为方便使用也有了更高的要求，传统的防盗锁小明已经不能满足安全性的现代社会的需求，需要携带钥匙的不便，如果钥匙丢了由他人使用，这是可能的，因为穷人趁虚而入引起这样的问题。因此，近年来一个新式的电子密码锁应运而生。采用电子电路控制机械部分的电子密码锁，使机械部分组合，以避免因为童锁功能紊乱所造成的损害，和报警声和锁输入错误，大大增加了密码锁的防盗功能。因为密码锁不需要携带钥匙，就避免了丢失钥匙可能造成的财产等方面的损失。现在的生活水平提高了，所以家庭防盗问题也逐渐被人们重视，传统的锁构造简单，比较容易被不法分子打开，电子锁由于安全系数高，灵活，性能好，很多用户都喜欢使用。
和发达国家比较的话，现在我国的密码锁技术属于比较落后的。在一些发达国家，电子密码锁不仅种类多，技术也比较先进，应用于很多领域。但是在我国，电子密码锁还很落后，相当于发达国家七八十年代的水平。在二十世纪八十年代，随着集成电路的发展，尤其是微处理市场，电子密码锁既有很大的发展。相对于以前构造简单的锁来说，密码锁体积小，可靠性高。可是，现在的电子密码锁价格比较高，而且需要电源，促使它的使用产生了局限性，各种条件导致了电子密码锁在我国短期内无法普及。虽然电子密码锁也存在一些不足的地方，但是它安全性高，使用方便，安全性高等优点是传统锁无法取代的，并且随着电子信息技术的发展和制作成本的降低，电子密码锁也在往多方向发展。
遥控电子密码锁：传输信息量可以很大、速度极快、人眼识别不出来，又无法在光路径上用仪器捕捉信号进行复制，因此，保密性极高。缺点是需要一把遥控钥匙，在某些方面还是不方便的。
键盘式电子锁：主依靠键盘输入密码，不需要执行一个待定的“钥匙”只需要记住一个密码。键盘式电子锁采用的是数字电路控制，以单片机为核心，它的性能稳定，而且性价比高，得到广泛关注。虽然说各种电子防盗锁很多，但是键盘是电子密码锁依然屹立不倒，占据着市场的主流位置。
而我们设计出的遥控电子密码锁是一种基于单片机AT89C51的的硬件和软件设计及实现方法，在学校所学的单片机控制，电路设计知识，得到了综合运用。这样的电路设计有按键有效提示、控制开锁电平、控制报警电路、修改密码等很多功能,如果意外泄露了密码可以随时修改六位数密码，保密性能很强，比较灵活。它的优点在于全集成化、智能化、高精度、高性能、高可靠性，这个产品很值得推广。
在本设计中我使用的是单片机系统的微处理器AT89C51芯片，使用了两个三位一体的共阳数码管与行列式键盘，有利于手动输入与数字显示，具有可观性。为了避免掉线等意外事件的产生，使用了AT24C02 的EPROM芯片。这些人性化设计，安全可靠、价格较低、硬件电路简易、易于实现和改进,它有一个非常好的市场价值。
小结与致谢
本设计使用了一个单片机系统和键盘输入系统设计了电子密码锁，显示输出也有效，它具有许多优点，比如：全集成化、智能化、高精度、高性能、高可靠性和低价格，这种方法值得推广。
在设计作品中，我通过查阅网络和图书馆来收集数据，指令和信息，再加上老师的帮助，和电子密码锁的研究应用的单片机密码锁的研究工作原理，设计了这套电子密码锁系统的主要硬件以及软件结构，基本达到了课题要求，不过因为我的理论基础不是很好，研究课题的经验还不成熟，所以解决和应用这些技术比较粗糙，也无法详细的叙述某些关键技术。
由于我的水平有限，设计当中，难免有不少缺点和不足之处，恳请老师批评和教导。
这三年来，在院领导和我们的专业老师的帮助下，我基本掌握了AT89C51单片机的工作原理，模拟集成电路的工作原理和一些专用集成块的方法、电路设计、控制电路的设计等等，使多年所学的理论知识和实践得到有机的组合，进一步深化巩固自己的理论知识。
同时，也让我深深地理解了电子工业行业的迅速更新，想要与时俱进，自己就要不断努力，不能只靠学校所学的东西，所以要打下坚定的基础就一定在以后的工作的中不停地学习。
在此，我表示对指导老师对我的帮助和关心衷心感谢，这次的毕业设计能顺利完成，还是感谢指导老师的指导和批改。她在理论和实践上都给了我很大的帮助，我提高了很多，这对我以后的工作和学习有很大的帮助，对她的耐心指导表示感谢。
另外，很多同学在这次毕业设计中给与了我很多帮助，解决了很多难题。在这里，我真诚的感谢他们对我的帮助。
参考文献
[1] 陈国平，《MCS-51系列单片机系统原理与设计》，电子技术应用，冶金工业出版
社 2003年6月出版
[2] 吴金戌，《89c51单片机实践与应用》，电子技术应用，清华大学出版社
[3] 张俊谟，《单片机中级教程—原理与应用》，北京航空航天大学出版社
[4] 电子报社，《电子报2004年合订本》下，四川科学技术出版社
[5] 刘文涛，《基于C51语言编程的MCS-51单片机实用教程》，原子能出版社 2004年9月出版
[6] 吉雷，《 protel 99从入门到精通》，西安电子科技大学出版社，2003年出版
[7] 李文石，电子锁的发展和设计综述，五金科技，3: 3-6,1993
[8] 王磊，PLC控制的多功能磁卡式电子密码锁设计，河南大学学报
[9] 曾咭昭，外遥控电子密码锁应用研究 国外电子元器件，4: 7-8，2002
[10] 祖龙起，刘仁杰，一种新型可编程密码锁 大连轻工业学院学报
[11] 汤荣生，李文石，触摸式电子锁的探头设计，五金科技，28（6）：12-14,2000
[12] 宁爱民，应用AT89S51单片机设计电子密码锁 淮海工学院学报 12（2）：28-31,2003
[13] 郝文化，《Protel Dxp 电路原理图与PCB设计》 机械工业出版社 2004年
[14] 朱华光，LCD1602编程中一些问题怎样解决[J] 电脑编程技巧与维护 2010
[15] 包国彬，张建民，刘瀛，单片机复位电路的设计与分析[J] 光电技术应用 2005
[16] 袁旭军，庄松林，单片机复位电路的可靠性分析[J] 电子技术应用 2002
[17] 陈洪财，基于单片机的模块化教学研究[N] 电气电子教学学报 2010 32（6）
[18] 徐爱均，Keil Cx51 V7.0 单片机高级语言编程与Vision2应用实践[M].北京：北京航空航天大学出版社，1998
[19] 陈宇，王文宇等，单片机技术项目教程[M].南京：东南大学出版社，2008
[20] 徐煜明，单片机原理与接口技术[M].北京：电子工业出版社，2008
[21] 徐达诚，微型计算机控制技术及应用[M].北京：高等教育出版社，2007
[22] 刘和平，刘跃，单片机原理及应用 重庆大学出版社，2004
[23] 陈明荧，89C51单片机课程设计实训教材 北京：清华大学出版社，2004
[24] 杨欣，王玉凤，51单片机应用实例详解 清华大学出版社，2010
人们现在使用的锁不怎么方便，并且安全系数不高。但是随着人们生活水平的进步，人们对于锁的要求越来越高，所以，一种新的带有报警功能的锁就产生了，这里是介绍背景和锁定方案设计相关。
“安全技术防范”是一个既陈腐而又现代的话题，人类自从有了看家护院的认识起，便有了一开始出入口掌管的观念。在哪里放行某些人，回绝某些人，什么时候要发出报警，记住进出的经过，以达到安全的目的。所以，人们一开始的法子是依靠人本身的监视，后来利用了一些简易的东西，但仍然以人员自身治理为主。随着科技的进步和人们生活水平的大幅度提高，尤其是最近几年国内经济的提高和科学技术的逐渐发展，人们对防盗的要求也是越来越高，同时，为方便使用也有了更高的要求，传统的防盗锁小明已经不能满足安全性的现代社会的需求，需要携带钥匙的不便，如果钥匙丢了由他人使用，这是可能的，因为穷人趁虚而入引起这样的问题。因此，近年来一个新式的电子密码锁应运而生。采用电子电路控制机械部分的电子密码锁，使机械部分组合，以避免因为童锁功能紊乱所造成的损害，和报警声和锁输入错误，大大增加了密码锁的防盗功能。因为密码锁不需要携带钥匙，就避免了丢失钥匙可能造成的财产等方面的损失。现在的生活水平提高了，所以家庭防盗问题也逐渐被人们重视，传统的锁构造简单，比较容易被不法分子打开，电子锁由于安全系数高，灵活，性能好，很多用户都喜欢使用。
和发达国家比较的话，现在我国的密码锁技术属于比较落后的。在一些发达国家，电子密码锁不仅种类多，技术也比较先进，应用于很多领域。但是在我国，电子密码锁还很落后，相当于发达国家七八十年代的水平。在二十世纪八十年代，随着集成电路的发展，尤其是微处理市场，电子密码锁既有很大的发展。相对于以前构造简单的锁来说，密码锁体积小，可靠性高。可是，现在的电子密码锁价格比较高，而且需要电源，促使它的使用产生了局限性，各种条件导致了电子密码锁在我国短期内无法普及。虽然电子密码锁也存在一些不足的地方，但是它安全性高，使用方便，安全性高等优点是传统锁无法取代的，并且随着电子信息技术的发展和制作成本的降低，电子密码锁也在往多方向发展。
遥控电子密码锁：传输信息量可以很大、速度极快、人眼识别不出来，又无法在光路径上用仪器捕捉信号进行复制，因此，保密性极高。缺点是需要一把遥控钥匙，在某些方面还是不方便的。
键盘式电子锁：主依靠键盘输入密码，不需要执行一个待定的“钥匙”只需要记住一个密码。键盘式电子锁采用的是数字电路控制，以单片机为核心，它的性能稳定，而且性价比高，得到广泛关注。虽然说各种电子防盗锁很多，但是键盘是电子密码锁依然屹立不倒，占据着市场的主流位置。
而我们设计出的遥控电子密码锁是一种基于单片机AT89C51的的硬件和软件设计及实现方法，在学校所学的单片机控制，电路设计知识，得到了综合运用。这样的电路设计有按键有效提示、控制开锁电平、控制报警电路、修改密码等很多功能,如果意外泄露了密码可以随时修改六位数密码，保密性能很强，比较灵活。它的优点在于全集成化、智能化、高精度、高性能、高可靠性，这个产品很值得推广。
在本设计中我使用的是单片机系统的微处理器AT89C51芯片，使用了两个三位一体的共阳数码管与行列式键盘，有利于手动输入与数字显示，具有可观性。为了避免掉线等意外事件的产生，使用了AT24C02 的EPROM芯片。这些人性化设计，安全可靠、价格较低、硬件电路简易、易于实现和改进,它有一个非常好的市场价值。
小结与致谢
本设计使用了一个单片机系统和键盘输入系统设计了电子密码锁，显示输出也有效，它具有许多优点，比如：全集成化、智能化、高精度、高性能、高可靠性和低价格，这种方法值得推广。
在设计作品中，我通过查阅网络和图书馆来收集数据，指令和信息，再加上老师的帮助，和电子密码锁的研究应用的单片机密码锁的研究工作原理，设计了这套电子密码锁系统的主要硬件以及软件结构，基本达到了课题要求，不过因为我的理论基础不是很好，研究课题的经验还不成熟，所以解决和应用这些技术比较粗糙，也无法详细的叙述某些关键技术。
由于我的水平有限，设计当中，难免有不少缺点和不足之处，恳请老师批评和教导。
这三年来，在院领导和我们的专业老师的帮助下，我基本掌握了AT89C51单片机的工作原理，模拟集成电路的工作原理和一些专用集成块的方法、电路设计、控制电路的设计等等，使多年所学的理论知识和实践得到有机的组合，进一步深化巩固自己的理论知识。
同时，也让我深深地理解了电子工业行业的迅速更新，想要与时俱进，自己就要不断努力，不能只靠学校所学的东西，所以要打下坚定的基础就一定在以后的工作的中不停地学习。
在此，我表示对指导老师对我的帮助和关心衷心感谢，这次的毕业设计能顺利完成，还是感谢指导老师的指导和批改。她在理论和实践上都给了我很大的帮助，我提高了很多，这对我以后的工作和学习有很大的帮助，对她的耐心指导表示感谢。
另外，很多同学在这次毕业设计中给与了我很多帮助，解决了很多难题。在这里，我真诚的感谢他们对我的帮助。
参考文献
[1] 陈国平，《MCS-51系列单片机系统原理与设计》，电子技术应用，冶金工业出版
社 2003年6月出版
[2] 吴金戌，《89c51单片机实践与应用》，电子技术应用，清华大学出版社
[3] 张俊谟，《单片机中级教程—原理与应用》，北京航空航天大学出版社
[4] 电子报社，《电子报2004年合订本》下，四川科学技术出版社
[5] 刘文涛，《基于C51语言编程的MCS-51单片机实用教程》，原子能出版社 2004年9月出版
[6] 吉雷，《 protel 99从入门到精通》，西安电子科技大学出版社，2003年出版
[7] 李文石，电子锁的发展和设计综述，五金科技，3: 3-6,1993
[8] 王磊，PLC控制的多功能磁卡式电子密码锁设计，河南大学学报
[9] 曾咭昭，外遥控电子密码锁应用研究 国外电子元器件，4: 7-8，2002
[10] 祖龙起，刘仁杰，一种新型可编程密码锁 大连轻工业学院学报
[11] 汤荣生，李文石，触摸式电子锁的探头设计，五金科技，28（6）：12-14,2000
[12] 宁爱民，应用AT89S51单片机设计电子密码锁 淮海工学院学报 12（2）：28-31,2003
[13] 郝文化，《Protel Dxp 电路原理图与PCB设计》 机械工业出版社 2004年
[14] 朱华光，LCD1602编程中一些问题怎样解决[J] 电脑编程技巧与维护 2010
[15] 包国彬，张建民，刘瀛，单片机复位电路的设计与分析[J] 光电技术应用 2005
[16] 袁旭军，庄松林，单片机复位电路的可靠性分析[J] 电子技术应用 2002
[17] 陈洪财，基于单片机的模块化教学研究[N] 电气电子教学学报 2010 32（6）
[18] 徐爱均，Keil Cx51 V7.0 单片机高级语言编程与Vision2应用实践[M].北京：北京航空航天大学出版社，1998
[19] 陈宇，王文宇等，单片机技术项目教程[M].南京：东南大学出版社，2008
[20] 徐煜明，单片机原理与接口技术[M].北京：电子工业出版社，2008
[21] 徐达诚，微型计算机控制技术及应用[M].北京：高等教育出版社，2007
[22] 刘和平，刘跃，单片机原理及应用 重庆大学出版社，2004
[23] 陈明荧，89C51单片机课程设计实训教材 北京：清华大学出版社，2004
[24] 杨欣，王玉凤，51单片机应用实例详解 清华大学出版社，2010