一、设计总说明随着人们对安全的重视和科技的发展，许多电子智能锁（指纹识别、IC卡辨认）已在国内外相继面世。
但是这些产品的特点是针对特定的指纹和有效卡，只能适用于保密要求的箱、柜、门等。
而且指纹识识别器若在公共场所使用存在容易机械损坏，IC卡还存在容易丢失、损坏等特点。
加上其成本较高，一定程度上限制了这类产品的普及和推广。
鉴于目前的技术水平与市场的接收程度，电子密码锁是这类电子防盗产品的主流。
本次基于8051单片机电子密码锁的设计，其主要具有如下功能：（1）设置6位密码，密码通过键盘输入，若密码正确，则将锁打开。
（2）密码可以由用户自己修改设定（只支持6位密码），锁打开后才能改密码。
修改密码之前必须再次输入密码，在输入新密码时候需要二次确以防止误操作。
（3）报警、锁定键盘功能。
密码输入用发光管显示，当连续3次输入错误密码，系统声光报警。
电子密码锁的设计主要由三部分组成：4×4矩阵键盘接口电路、密码锁的控制电路、输出八段显示电路。
另外系统还有LED提示灯等。
密码锁设计的关键问题是实现密码的输入、清除、更改、开锁等功能：（1）密码输入功能：按下一个数字键，一个“－”就显示在最右边的数码管上，同时将先前输入的所有“－”向左移动一位。
（2）密码清除功能：当按下清除键时，清除前面输入的所有值，并清除所有显示。
（3）密码更改功能：将输入的值作为新的密码。
（4）开锁功能：当按下开锁键，系统将输入与密码进行检查核对，如果确锁打开，否则不打开。
主要的设计实施过程：首先，选用8051单片机，以及选购其他电子元器件。
第二步，设计硬件电路。
第三步，编写单片机语言实现功能。
第四部，分别进行软件和硬件的调试。
最后，联合软、硬件调试整个系统，完成本次课程设计。
关键词：4×4矩阵键盘；8051单片机；密码锁；密码二次确认‘二、绪论2.1 背景随着社会物质财富的日益增长，安全防盗已成为社会问题。
而锁自古以来就是把守门户的铁将军，人们对它要求甚高，既要安全可靠地防盗，又要使用方便，这也是制锁者长期以来研制的主题。
目前国内，大部分人使用的还是传统的机械锁。
然而，眼下假冒伪劣的机械锁泛滥成灾，互开率非常之高。
所谓互开率，是各种锁具的一个技术质量标准，也就是1把钥匙能开几把锁的比率。
经国家工商局、国家内贸局、中国消协等部门对锁具市场的调查，发现个别产品的互开率居然超标26倍。
为何弹子锁的“互开率”会如此之高？据有关专家人士剖析，弹子锁质量好坏主要取决于弹子数量的多少以及弹子的大小，而弹子的多少和大小受一定条件的限制。
此外，即使是一把质量过关的机械锁，通过急开锁，甚至可以在不损坏锁的前提下将锁打开。
机械锁的这些弊端为一种新型的锁---电子密码锁，提供了发展的空间。
2.2 电子锁电子锁是采取电子电路控制，以电磁铁或者卫星电机和锁体作为执行装置的机电一体化锁具，相比传统的机械锁具，电子锁不使用金属钥匙，保密性、精度都有很大提高。
电子锁的发明思路，源自古代发明的自动机械，例如古希腊数学家赫伦的液压自动门，中国古代诸葛亮的木牛流马，它们以重力或蒸汽压力驱动，最广泛的用途乃是用在古代墓道的地下机关。
电子工业的诞生，使得以微小电量驱动机械成为可能，于是有了电子锁一日千里的跃进。
三、课题要求本次课程设计，基于8051单片机电子密码锁的设计，利用4*4小键盘作为输入，LED作为显示。
当输入密码和设定的密码一致时，系统利用继电器输出解锁信号，其主要具有如下功能：（1）设置6位密码，密码通过键盘输入，若密码正确，则将锁打开。
（2）密码可以由用户自己修改设定（只支持6位密码），锁打开后才能改密码。
修改密码之前必须再次输入密码，在输入新密码时候需要二次确以防止误操作。
（3）报警、锁定键盘功能。
密码输入用发光管显示，当连续3次输入错误密码，系统声光报警。
四、课题分析电路主要包括矩阵键盘输入密码，外部密码验证，单片控制，原理方框图如下：4.1矩阵键盘输入控制电路设计方案是非编码键盘，每条行线和列线都对应一条I/O口线，键位设在行线和列线的交叉点，当一个键按下就会有某一条行线与某一条列线接触，只要确定接触的是哪两条线，即哪两个I/O口线，就可以确定哪一个键被触动。
行线设计成上拉口线，初始时被置高电位，列线悬空，初始置低。
通过不断读行线口线，或者中断方式触发键位扫描。
当发现有键按下，将列线逐一置低，其他列线置高，读行线口线。
当某条列线置低时，某条行线也被拉低，则确定这两条线的交点处的按钮被按下。
将每个行线和列线的组合值作成列表，每次就可以通过查表确定键位，以决定之后要进行的操作。
五、课题方案选择方案一：使用8051单片机，采用汇编语言编写程序，该程序语言功能强大，调试较为方便，具有很强的实用性。
方案二：利用数字逻辑电路，运用电压比较器，555单稳态电路，计数器，JK触发器，UPS 电源等实现对门的电子控制。
方案三：使用8051单片机，利用基于单片机的C语言编写程序，通过Keil C51 uVision2软件进行仿真模拟。
方案二基于数字电路，操作繁琐，会出现较多的器件故障，同时调试复杂，难于维护。
方案三该逻辑语言较为复杂，编写程序时也较为复杂，还需进行软件仿真模拟，设计复杂。
综上所述，使用方案一，设计较为简便，调试简单，硬件电路较少，易于维护。
六、程序部分ORG 1000HMOV R4,#08H 密码个数8个MOV R0,#40H 密码暂存区MOV A,#00H 初始密码0，1，2，3，4，5GO: MOV @R0,AINC R0INC ADJNZ R4,GOSETB P3.0; 确认SETB P3.1 锁开SETB P3.2 错误SETB P3.4 报警MOV R0,#20HMOV A,#03HMOV @R0,A ;8155初始化MOV R0,#79HMOV R7,#06HINIT: MOV @R0,#0 ;显示缓冲区清零INC R0DJNZ R7,INITLOP: LCALL DISPLCALL KEYBJB ACC.4,LOP ;未按键返回MOV R0,#7EHMOV R7,#05HPUSH ASETD: DEC R0MOV A,@R0INC R0MOV @R0,ADEC R0DJNZ R7,SETDPOP ACCMOV @R0,AMOV 7DH,7CHCJNE ,A,#0AH,LOPCLR P3.0ACALL COMPCJNE R3, #03H, LOPCLR P3.4SJMP LOP-----------------------------------KEYB: LCALL BKS ;按键处理子程序JNZ BLK1LCALL DISPSJMP KEYBBLK1: LCALL DISPLCALL DISPLCALL BKSJNZ BLK2LCALL DISPSJMP KEYBBLK2: MOV R2,#0FEHMOV R4,#0BLK4: MOV R1,#21HMOV A,R2MOVX @R1,AMOV R1,#23HMOVX A,@R1JB ACC.0,BL1MOV A,#0SJMP BLKPBL1: JB ACC.1,BL2MOV A,#08HSJMP BLKPBL2: JB ACC.2,BL3MOV A,#10HSJMP BLKPBL3: JB ACC.3,BLMOV A,#18HBLKP: ADD A,R4PUSH ACCBLK3: LCALL DISPLCALL BKSJNZ BLK3POP ACCCJNE A,#10H,PPPP: JNC PP1MOV DPTR,#TBLMOVC A,@A+DPTRPP1: RETTBL: DB 07H,04H,08H,05H,09H,06H,0AH,0BH,01H,00H DB 02H,0FH,03H,0EH,0CH,0DHBL: INC R4MOV A,R2JNB ACC.7,BKLDRL AMOV R2,ASJMP BLK4BLKD: SJMP KEYBBKS: MOV R1,#21HMOV A,#0MOVX @R1,AMOV R1,#23HMOVX A,@R1CPL AANL A,#0FHRET---------------------------------DISP: MOV R0,#79HMOV R3,#20HBTL: MOV A,R3MOV R1,#21HMOVX @R1,A ;送位选码到PA口MOV A,@R0MOV DPTR,#TAB1MOVC A,@A+DPTR 查表INC R1MOVX @R1,A ;送显示码到PB口LCALL DELAY ;延时INC R0 MOV A,R3JB ACC.0,HERE ;一轮显示完到HERERR AMOV R3,ASJMP BTL ;继续本轮显示HERE: RETTAB1: DB 0C0H,0F9,0A4H,0B0H,99H,92H,82H 共阳显示码DB 0F8H,80H,90HDELAY: MOV R6,#0FFH ;延时子程序D1: MOV R5,#0FFHD2: DJNZ R5,D2DJNZ R6,D1MOV 30H,7EHMOV 31H,7DHMOV 32H,7CHMOV 33H,7BHMOV 34H,7AHMOV 35H,79HRET---------------------------------COMP: MOV R1,#40HMOV A,@R1CJNE A,30H, MOREINC R1MOV A,@R1CJNE A,31H, MOREINC R1MOV A,@R1CJNE A,32H, MOREINC R1MOV A,@R1CJNE A,33H, MOREINC R1MOV A,@R1CJNE A,34H, MORESJMP KMORE: INC R3CLR P3.2K: RETENDORG 1000HMOV R4,#08H 密码个数8个MOV R0,#40H 密码暂存区MOV A,#00H 初始密码0，1，2，3，4，5 GO: MOV @R0,AINC R0INC ADJNZ R4,GOSETB P3.0; 确认SETB P3.1 锁开SETB P3.2 错误SETB P3.4 报警MOV R0,#20HMOV A,#03HMOV @R0,A ;8155初始化MOV R0,#79HMOV R7,#06HINIT: MOV @R0,#0 ;显示缓冲区清零INC R0DJNZ R7,INITLOP: LCALL DISPLCALL KEYBJB ACC.4,LOP ;未按键返回MOV R0,#7EHMOV R7,#05HPUSH ASETD: DEC R0MOV A,@R0INC R0MOV @R0,ADEC R0DJNZ R7,SETDPOP ACCMOV @R0,AMOV 7DH,7CHCJNE ,A,#0AH,LOPCLR P3.0ACALL COMPCJNE R3, #03H, LOPCLR P3.4SJMP LOP----------------------------------- KEYB: LCALL BKS ;按键处理子程序JNZ BLK1LCALL DISPSJMP KEYBBLK1: LCALL DISPLCALL DISPLCALL BKSJNZ BLK2LCALL DISPSJMP KEYBBLK2: MOV R2,#0FEHMOV R4,#0BLK4: MOV R1,#21HMOV A,R2MOVX @R1,AMOV R1,#23HMOVX A,@R1JB ACC.0,BL1MOV A,#0SJMP BLKPBL1: JB ACC.1,BL2MOV A,#08HSJMP BLKPBL2: JB ACC.2,BL3MOV A,#10HSJMP BLKPBL3: JB ACC.3,BLMOV A,#18HBLKP: ADD A,R4PUSH ACCBLK3: LCALL DISPLCALL BKSJNZ BLK3POP ACCCJNE A,#10H,PP PP: JNC PP1MOV DPTR,#TBLMOVC A,@A+DPTRPP1: RETTBL: DB 07H,04H,08H,05H,09H,06H,0AH,0BH,01H,00H DB 02H,0FH,03H,0EH,0CH,0DHBL: INC R4MOV A,R2JNB ACC.7,BKLDRL AMOV R2,ASJMP BLK4BLKD: SJMP KEYBBKS: MOV R1,#21HMOV A,#0MOVX @R1,AMOV R1,#23HMOVX A,@R1 CPL AANL A,#0FHRET---------------------------------DISP: MOV R0,#79HMOV R3,#20HBTL: MOV A,R3MOV R1,#21HMOVX @R1,A ;送位选码到PA口MOV A,@R0MOV DPTR,#TAB1MOVC A,@A+DPTR 查表INC R1MOVX @R1,A ;送显示码到PB口LCALL DELAY ;延时INC R0MOV A,R3JB ACC.0,HERE ;一轮显示完到HERERR AMOV R3,ASJMP BTL ;继续本轮显示HERE: RETTAB1: DB 0C0H,0F9,0A4H,0B0H,99H,92H,82H 共阳显示码DB 0F8H,80H,90HDELAY: MOV R6,#0FFH ;延时子程序D1: MOV R5,#0FFHD2: DJNZ R5,D2DJNZ R6,D1MOV 30H,7EHMOV 31H,7DHMOV 32H,7CHMOV 33H,7BHMOV 34H,7AHMOV 35H,79HRET---------------------------------COMP: MOV R1,#40HMOV A,@R1CJNE A,30H, MOREINC R1MOV A,@R1CJNE A,31H, MOREINC R1MOV A,@R1CJNE A,32H, MOREINC R1MOV A,@R1CJNE A,33H, MOREINC R1MOV A,@R1CJNE A,34H, MORESJMP KMORE: INC R3CLR P3.2K: RETEND七、系统调试电子密码锁主要由矩阵键盘，LED数码显示器，提示灯，单片机程序组成。