1引言

1.1 設(shè)計(jì)背景與意義

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，技術(shù)也在不斷地改革創(chuàng)新，單片機(jī)也是這樣，由最開(kāi)始的體型碩大，功能簡(jiǎn)單，成本高等到現(xiàn)在的體型越來(lái)越小巧，功能強(qiáng)大，成本也低。單片機(jī)的應(yīng)用在我們的生活當(dāng)中也隨處可見(jiàn)，比如電視機(jī)里集成了很多的芯片和元器件，洗衣機(jī)也是，外面有很多按鍵，這些都是由單片機(jī)控制著，你按哪個(gè)鍵，洗衣機(jī)就能運(yùn)作它相應(yīng)的操作，各個(gè)模塊有條不絮的分工運(yùn)行，但是又是組合到一起聽(tīng)從單片機(jī)的指令來(lái)運(yùn)作的。單片機(jī)就相當(dāng)于我們?nèi)祟?lèi)的大腦一樣，控制著其它各個(gè)模塊的運(yùn)轉(zhuǎn)。單片機(jī)在我們的生活中扮演者不可或缺的角色。本設(shè)計(jì)利的目的是用單片機(jī)和一些電子元器件結(jié)合實(shí)現(xiàn)我們需要的功能，來(lái)提高我們的實(shí)際動(dòng)手能力和更好的了解它們的工作原理。

本設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)的密碼鎖，眾所周知，以前的鐵鎖構(gòu)造笨拙簡(jiǎn)單，安全性能低，常常讓別有用心的不法分子用一根細(xì)小的鐵絲就開(kāi)鎖了，給人民帶來(lái)不少的苦惱與麻煩。而且，平時(shí)攜帶或者保管鑰匙也不方便。故而，無(wú)論從哪方面來(lái)看，設(shè)計(jì)出一種直接在門(mén)上輸入密碼的密碼鎖就顯得十分的重要了，它主要是通過(guò)單片機(jī)來(lái)控制的，然后通過(guò)顯示屏來(lái)傳達(dá)密碼鎖的狀態(tài)，非常的安全可靠，也意味著人類(lèi)結(jié)束了幾千年來(lái)的用鑰匙去開(kāi)鎖的劃時(shí)代進(jìn)步。

1.2 技術(shù)的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀

尤其是近些年來(lái)科學(xué)技術(shù)的不斷飆升，密碼鎖經(jīng)歷了由復(fù)雜到簡(jiǎn)單、大型到小型、笨拙再到智能的發(fā)展歷史。隨著技術(shù)的上升，很多微處理器的出現(xiàn)，越來(lái)越精密的高端密碼鎖也出現(xiàn)了。比如以前的密碼鎖很大，占用空間也大，也會(huì)導(dǎo)致更高的成本，現(xiàn)在很多的酒店都是使用刷開(kāi)來(lái)解鎖的，高檔小區(qū)大多使用指紋解鎖。而單片機(jī)的功能月越來(lái)越多，不像8051，即使沒(méi)電了，密碼鎖中的數(shù)據(jù)照樣保存下來(lái)。

也就像這所說(shuō)的一樣，由于鎖的不斷改革更新，它的識(shí)別方式也有很多，直接用鑰匙陪伴了人們幾千年，最早的改變就是通過(guò)按鍵來(lái)解鎖，然后用遙控器來(lái)進(jìn)行的紅外控制解鎖，再到現(xiàn)在普遍通用的IC卡來(lái)解鎖以及用指紋來(lái)解鎖。由于指紋解鎖的工作 原理是這系統(tǒng)里有成千上萬(wàn)個(gè)感應(yīng)元件，能夠精確的記錄我們手指的紋路然后反饋給系統(tǒng)中，和原先系統(tǒng)里導(dǎo)入的指紋作對(duì)比來(lái)判斷是否是該人的指紋。而紅外遙控密碼鎖的原理就是系統(tǒng)內(nèi)部的芯片接受遙控器發(fā)出的紅外信號(hào)來(lái)進(jìn)行解碼，從而來(lái)判斷密碼是否正確。按鍵式的密碼鎖就是矩陣鍵盤(pán)，輸入密碼后，系統(tǒng)把檢測(cè)到的按鍵返回給主程序來(lái)判斷按下的鍵是多少，輸入完后，系統(tǒng)會(huì)把改密碼和原始密碼比較，進(jìn)而來(lái)判斷輸入密碼是否正確。

當(dāng)然，顯示方面也越來(lái)越先進(jìn)了，最開(kāi)始用指示燈；然后是數(shù)碼管來(lái)顯示，到現(xiàn)在的普遍用液晶顯示屏來(lái)表達(dá)信息的狀態(tài)。

以上分析了近些年來(lái)各種密碼鎖的原理和優(yōu)缺點(diǎn)，現(xiàn)在我們今天就來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)由51單片機(jī)系統(tǒng)的矩陣按鍵密碼鎖，然后用液晶顯示器來(lái)顯示密碼鎖的開(kāi)關(guān)狀態(tài)和其它信息。

1.3設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求

本設(shè)計(jì)以單片機(jī)作為密碼鎖的核心，通過(guò)單片機(jī)檢測(cè)到的按鍵返還給主程序來(lái)判斷按下的值是多少，然后由液晶顯示屏來(lái)顯示密碼鎖的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。

2系統(tǒng)方案論證與選擇

2.1系統(tǒng)方案總體設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)研究的是輸入按鍵式的電子密碼鎖，他的外部系統(tǒng)由矩陣鍵盤(pán)，液晶顯示器，報(bào)警電路等部分組成。整個(gè)系統(tǒng)使用STC89C51單片機(jī)作為核心控制器，使用矩陣鍵盤(pán)進(jìn)行密碼的輸入以及好多其他的附加功構(gòu)成的基本電路。使用液晶顯示器來(lái)表達(dá)密碼鎖的此刻的狀態(tài)。整個(gè)系統(tǒng)使用keil軟件進(jìn)行程序的開(kāi)發(fā)，程序使用C語(yǔ)言進(jìn)行編寫(xiě)。

作用原理就是：用矩陣鍵盤(pán)數(shù)字0~9和字母a~f來(lái)輸入代表當(dāng)前所設(shè)定的密碼。如果輸入密碼正確，屏幕會(huì)出現(xiàn)”password is ture”等英文信息指示，如果輸入密碼錯(cuò)誤則屏幕出現(xiàn)”passwordis error”錯(cuò)誤信息指示。當(dāng)然了，如果要是密碼輸入錯(cuò)誤，同時(shí)報(bào)警器會(huì)發(fā)生響鈴。

2.2系統(tǒng)總體框圖

該密碼鎖的核心部分就是STC89C51，使用Keil軟件來(lái)編寫(xiě)程序，然后導(dǎo)入到單片機(jī)內(nèi)運(yùn)行，使用液晶顯示器來(lái)表達(dá)密碼鎖此時(shí)的狀態(tài)，整個(gè)過(guò)程使用Proteus軟件仿真，這樣多次試驗(yàn)成功后可以直接在實(shí)驗(yàn)室利用元器件焊接而成，避免一次次的修改。單片機(jī)的其中8個(gè)引腳控制16位的按鍵，一旦檢測(cè)到有按鍵按下時(shí)，系統(tǒng)會(huì)檢測(cè)單片機(jī)引腳的電平返還給系統(tǒng)從而判斷輸入的值是多少。

系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖如圖2.1：

file:///C:/Users/DELL/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.jpg

圖2.1  系統(tǒng)框圖