电子密码锁总体设计方案
电子密码锁设计
一、目标
1、任务和目标
本项目设计一种基于AT89C51单片机控制的电子密码锁，要求达到以下任务目标：（1）可通过键盘输入密码控制开关的开锁和闭锁；
（2）可通过扩展的LCD显示器显示输入的密码；
（3）密码可以多次改写和重置；
（4）连续三次输入密码错误，报警装置开始工作，密码锁进入锁机状态。
2、功能需求简述
二、详细设计方案的选择及设计思路概述
1、设计方案的选择
本次设计的密码锁在理论上可以利用多种设计方法及原理进行设计，依据设计的简单、高效、易于实现等原则，主要有两种设计方案可供选择，即：数字电路控制和以
AT89C51为核心的单片机控制两种方案。
现在对其两种方案进行可行性对比分析。
方案一：采用数字电路控制。
其原理图下图1所示。
密询修改电路*
•键盘输入2 f
今牆•
W---
―►报娶次敎检>3锁定5
测*-----
・
图1数字密码锁电路方案
电路由两大部分组成：密码锁电路和备用电源(UPS)，其中设置UPS电源是为了防止因为停电造成的密码锁电路失效，使用户免遭麻烦。
采用数字密码锁电路的好处就是设计简单。
用以74LS112双JK触发器构成
的数字逻辑电路作为密码锁的核心控制，共设了9个用户输入键，其中只有4
个是有效的密码按键，其它的都是干扰按键，若按下干扰键，键盘输入电路自动清零，原先输入的密码无效，需要重新输入。
密码锁电路包含：键盘输入、密码修改、密码检测、开锁电路、执行电路、报警电路、键盘输入次数锁定电路。
方案二：采用一种是用以AT89C51为核心的单片机控制方案。
利用单片机
灵活的编程设计和丰富的I/O端口，及其控制的准确性，不但能实现基本的密码锁功能，还能添加多组密码设置、报警提示等控制功能。
其原理如下图示。
正确-------------
一*执行暮5，十并门
F源
VCC
22OV
费■电路2
蓄
电
也
t
图2单片机控制方案
密码锁电路包含：键盘输入、密码修改、密码检测、开锁电路、执行电路、报警电路通过比较以上两种方案，单片机方案有较大的活动空间，不但能实现所要求的功能而且能在很大的程度上扩展功能，而且还可以方便的对系统进行升级，所以我们采用一种以89C51为核心的单片机控制方案。
利用单片机灵活的编程设计和丰富的I/O端口，及其控制的准确性，进行密码锁的设计工作以实现基本的密码锁功能。
2、初步设计思路概述
对于本次密码锁的初步设计，首先是要有一定的大概思路。
如下图3所示, 本次设计选用单片机开发系统，以AT89C51单片机为核心，辅以扩展的键盘以及LCD显示模块组成完整的系统。
通过键盘采集输入的信息，与单片机内的储存值比较，如果密码正确，则开锁电路打开；如果密码错误，给出错误提示。
若连续三次输入密码错误，蜂鸣器产生蜂鸣音，并且系统自动锁定键盘；在以
上工作的同时显示电路工作，同步显示符号“ *”代替输入的数值。
图3最初设计思路框图
二、设计方法和技术条件
1、设计原则
系统总体设计原则如下分析，应该尽可能的满足密码锁的功能要求，包括程序启动功能、锁的基本功能、个人密码更改功能、多组密码设置、报警功能＜
首先，通过键盘采集输入的信息，与单片机内的储存值比较，如果密码正确，则开锁电路运行，锁被成功打开；如果三次密码错误，则报警系统自动进行提示，蜂鸣器产生蜂鸣音；在以上工作的同时显示电路工作，同步显示输入数值。
在输入正确密码后，密码锁开锁，按输入新密码键，输入新密码，按下新密码保存键，则修改密码成功。
要再次开锁则需要输入正确的密码。
2、应用的技术分析
本次密码锁功能的实现，需要使用到以下关键技术：
（1）基于AT89C51单片机简单设计及外围扩展电路；
（2）键盘输入及单片机间的数据传输；
（3）LCD显示技术、动态输出及单片机间的数据传输。
（4）通信传输协议
3、设计者当前已具备的技术条件
在设计密码锁之前，本组三位成员基本上已经掌握了以下技术：
(1)课题组成员都参阅过相关的51 单片机开发方面的书籍，熟悉Altim Designer 电路设计，有一定的电路设计基础；
输
入
密
码
单片机微
丫控命曙b
%
(2)课题组成员李鹏飞对C语言函数库的调用有一定的了解，具备C语言程
序设计开发经验；
(3)课题组成员李俊龙熟悉PCB板的制作过程及protuse绘图，课题组成员刘茂有一定的文学功底，有一定的能力撰写课题报告；
(4)各个成员都可以熟练的运用仿真软件proteus 以及编译软件keil 进行仿真实验和调试。
(5)对通信协议和传输有一定的了解
4、设计重点难点
完成本方案设计的重点和难点有以下几点：
(1)C 语言程序设计和控制函数的调用；
(2)键盘模块和动态显示工作方式的LCD 显示模块的控制；
(3)报警电路的设计；
(4)用Altim Designer 软件进行电路图设计；
(5)单片机于PC 机的通信传输功能的实现。