基于单片机语音智能密码锁设计一、设计任务及要求:设计任务:设计一个具有设置数字密码任设、存储、画面显示、语言播报以及具有报警功能的密码锁。
要求:1(密码由六位数字组成，可以由用户自定义设置。
2(密码锁具有语言播报和状态显示功能。
3(一次性只允许三次密码输入操作，支持密码修改。
4(具有报警功能。
指导教师签名2013年月日二、指导教师评语:指导教师签名 :2013年月日三、成绩验收盖章2013年月日目录目录 ..................................................................... ..................................................... 2 1 设计目的 ..................................................................... ......................................... 1 2 设计的主要内容和要求 ..................................................................... .................. 1 3 整体设计方案 ..................................................................... .................................. 1 4硬件电路设计 ..................................................................... .. (2)4.1 系统总电路的设计 ..................................................................... . (2)4.2 5V直流稳压电源模块 ..................................................................... (3)4.3 控制电路的设计 ..................................................................... .. (4)4.4 语音模块电路的设计 ..................................................................... .. (4)4.5 信号输入电路的设计 ..................................................................... . (5)4.6 密码储存电路的设计 ..................................................................... . (6)4.7 LCD显示电路的设计 ..................................................................... . (7)4.8 继电器模拟锁模块及蜂鸣器报警模块 ....................................................... 8 5软件程序设计 ..................................................................... ................................... 9 6 系统仿真 ..................................................................... (12)6.1 系统仿真环境及参数设置 ..................................................................... (15)6.2系统仿真结果及其分析 ..................................................................... ........ 15 7使用说明 ..................................................................... ........................................ 20 8 设计总结 ..................................................................... (20)参考文献...................................................................... (21)附件 ..................................................................... .. (22)语音智能密码锁的设计1 设计目的本文所设计的智能密码锁系统是以89C52为中心控制器、4*4键盘采集输入信号、用24C04芯片对设定的密码进行保存，同时设有SX6288组成的语音模块，通过LCD、LED灯以及语音模块直观的显示密码锁所处状态。
用户可以自定义设置六位的数字密码，并有三次输入密码的机会，当密码输入错误时密码锁将会发出报警声，当三次输入密码错误时，密码锁将进行键盘锁定一段时间。
2 设计的主要内容和要求1) LCD能够及时显示密码锁的状态信息。
2) 语音模块能够播报密码锁状态。
3) 能够设定初始密码，支持密码修改。
4) 能够快速、准确的采集键盘上的输入信息。
5) 用24C04芯片进行设定密码和保存。
6) 当密码输入错误时，系统自行报警，并在连续输入超过三次密码错误时，将对键盘锁定一段时间。
7) 设计一个5V的稳定电源，给系统供电。
8)系统自定义强，工作稳定、安全。
3 整体设计方案本文设计的语音智能密码锁系统框图如图3.1所示。
系统主要分为电源模块、控制模块、语音模块、密码保存模块、LCD显示模块、模拟锁以及蜂鸣器报警模块组成。
-1-语音播报模电源模块块单LCD显示模块片键盘模块机模拟锁24C04密码存报警模块储模块图3.1 智能密码锁系统框图本系统分为写初始密码和密码锁工作两部分。
1) 写密码部分:开始时LCD显示初始化状态，进键盘扫描，当按下C键后，可以自定义设定六位的密码，当按下D键时，LCD显示所设密码。
2) 密码锁工作部部分:开始时LCD显示初始状态，锁处于关的状态，红色LED亮，等待键盘扫描。
按下A键后，蜂鸣器响三声，LCD显示请输入密码提示进入开锁进程，此时有三次输入密码机会。
若输入密码正确，将有蜂鸣器将会响四声，LCD显示锁已打开，红色LED灭、绿色LED亮四种方式提示成功开锁，此时，锁处于已开锁状态。
之后若按下E键系统将会进入初始状态;如果此时按下B键，系统将会进入重设密码进程，可以自定义重设六位的数字密码，设定后按下E键，系统进入初始状态。
若输入密码错误，蜂鸣器将会发出报警声，连续三次输入错误密码，系统将会对键盘锁定一段时间，按下E键后，系统进入读密码初始状态。
4硬件电路设计4.1 系统总电路的设计本系统原理图如图4.1所示:-2-图4.1 系统电路原理图在设计本系统硬件时，主要有以下电路模块:1) +5V直流稳压电源模块;2) 系统硬件将采用AT89C52单片机为控制部分;3) SX6288中文语音合成播报模块;4) 以4*4矩阵键盘为信号输入模块;5) 采用24C04芯片作为保存密码模块;6) LCD显示电路模块;7) 继电器模拟锁模块及蜂鸣器报警模块。
4.2 直流稳压电源模块系统5V直流电源图4.2电路供电，它的工作过程如下:220V市电经过变压器降压为9V，经电容滤波变为平滑的10.8V电压，最后经过7805三端稳压器电路降压，再滤波最终得到5V的直流电源。
从而保证芯片在正常电压范围内工作，保证了整个电路的正常工作。
-3-图4.2 直流稳压电源电路原理图4.3 控制电路的设计本设计系统采用AT89C52单片机作为总控制电路，如图4.3所示。
本单片机具有40个引脚，6个中断源，20个I/O接口。
本设计以P0以及P2、P3端口作为信号输出口，P1端口作为信号采集输入口，通过C语言编程对其进行控制，本设计利用其集成度高，体积小，开发性能好，控制能力强，可靠性强的特点使智能密码锁工作稳定安全。
图4.3单片机电路图4.4 语音模块电路的设计本语音模块包括:控制模块、SX6288A语音合成芯片、数据库芯片spiflash、功放模块和喇叭。
主控制器和SX6288A之间通过UART接口连接，控制器通过通-4-讯接口SX6288A发送控制命令和文本，SX6288A把接收到的文本转化为语音信号输出，输出的信号经过功率放大器进行放大后接到喇叭进行播放。
SX6288A具有音质好、自然度高、使用方法简单、合成速度快、价格低等特点，支持GB2312、GBK、BIG5和 UNICODE内码格式的文本，支持多种通讯波特率。
实物图如图4.4所示:图4.4 语音模块实物图从左至右引脚名称和说明如下:SP+:0.5W8欧姆的扬声器正级。
SP- :0.5W8欧姆的扬声器正级。
BUSY:语音处理忙信号，忙为高电平，不忙为低电平。
TX:模块的串行数据发送端，连接单片机P3.0 RXD引脚。
RX:模块的串行数据接收端，连接单片机P3.1 TXD引脚。
GND:电源地GND。
VCC;电源直流电3.3-5V。
4.5 信号输入电路的设计本设计利用4*4矩阵键盘作为信号电路，其电路图如图4.5所示:图4.5 4*4键盘信号输入电路的设计-5-单片机通过对4*4键盘扫描，采集输入指令，从而使单片机完成相应数据处理。
4*4矩阵键盘工作原理如下: 4*4矩阵键盘采用逐行扫描法，依次从第一至最末行线上发出低电平信号, 如果该行线所连接的键没有按下的话, 则列线所接的端口得到的是全“1”信号, 如果有键按下的话, 则得到非全“1”信号。
然后再通过从列线读入的信号来识别是哪一列的按键闭合。
为了防止双键多多键同时按下，再以同样的方法往下扫描，一直到最后一行，若发现仅有一个“1”，则为有效键，否则全部作废。
本设计以P1^0-P^3为行扫描信号，在通过P1^4-P^7作为列线读入。