摘 要

在日常生活和工作中,各种重要信息的存储问题变得非常重要。可靠的安全装置是一个必然趋势。随着科学技术的发展,人们对安全装置在日常生活中的需求已经变得越来越苛刻。为了使锁使用要求达到防护标准,增加其安全性,用密码锁替换传统的锁成为关键需要。电子密码锁的防护特性诸如安全性能高、成本低、功耗低等深受用户青睐。

本次设计以STC89C51单片机作为控制核心，外围有蜂鸣器报警电路、LED指示灯电路、矩阵键盘电路以及LCD液晶显示电路等。本次设计的主要组成部分是单片机、晶振电路、蜂鸣器报警电路、继电器开锁电路、矩阵键盘、密码存储电路以及显示屏电路等。该门禁系统采用键盘完成密码输入，按闭锁键关门等功能。其工作原理为：在输入正确密码之后，按确定键确认输入密码，经密码比对程序比较之后，继电器接收命令将门锁打开，同时二极管点亮，延时10s后继电器自动将门锁关闭，二极管熄灭。当按下闭锁按键时，继电器动作将门锁强制关闭，指示灯熄灭。当输入的密码错误时，蜂鸣器报警，并且显示错误次数加1，当错误次数达到3次时，键盘被锁定且蜂鸣器报警一分钟。此外，程序中还增加了管理员权限的功能，当忘记密码时，输入管理员密码，门锁打开，密码重置为初始密码。如管理员密码也忘记，可按住密码还原键3s，密码重置为初始密码。本次设计，结构简单，功能齐全，实用性很强。

关键词： 密码锁；报警；单片机 ；STC89C51

Password access controller design

ABSTRACT

In daily life and work, become important information storage problem is very important.Reliable safety device is an inevitable trend. With the development of science and technology,people on the safety device needs in daily life have become increasingly demanding. In order to meet the requirements of the use of locks, increase its safety,become the key to replacetraditional lock with cipher lock. The password lock has the advantages of high safety, low cost, low power consumption, simple operation and other characteristics.

This design adopts STC89C51 SCM as control core, periphery and buzzer alarm circuit, open lamp circuit, matrix keyboard circuit, LCD liquid crystal display circuit and so on. The entrance guard system is mainly composed of single chip microcomputer, work instructions, crystals circuit, buzzer, relay circuit, matrix keyboard, password storage circuit, display circuit, etc. The entrance guard system adopts the keyboard to complete the password input, press the lock key is closed, and other functions. Its working principle is: when the input the correct password, relay action will open the door, at the same time, when the indicator lamp light delay again after a period of time relay action will lock locking, light is put out. When press lock button, the relay action will lock closed, lights out. When the input initial error, a buzzer alarm, and display an error number plus 1, when three hits, the keyboard is locked and buzzer alarm for one minute. In addition, the program also increased the function of administrative rights, when forgot password, enter the administrator password, open door locks, password reset for the initial password. As the administrator password forget, also can hold the password clear key 3 s, password reset for the initial password. This system has simple design and good performance, has a certain practicality

Keywords:combination lock;alarm；Single-chip-computer; STC89C51

目 录

第一章 绪论 - 7 -

1.1 课题背景 - 7 -

1.2 课题的目的和意义 - 7 -

1.3 电子密码锁发展趋势   - 9 -

1.4 本设计完成的工作 - 10 -

1.5 本章小结 - 11 -

第二章 总体方案设计 - 12 -

2.1 硬件电路的设计 - 13 -

2.1.1 电源模块 - 14 -

2.1.2 主控制器模块 - 15 -

2.2 软件程序的设计 - 15 -

2.3 本章小结 - 16 -

第三章 系统硬件设计方案 - 17 -

3.1 主控制模块 - 17 -

3.1.1 STC89C51主要特性 - 17 -

3.2 单片机的时钟电路与复位电路设计 - 18 -

3.3 单片机管脚说明 - 19 -

3.4 矩阵键盘电路设计 - 20 -

3.5 液晶显示电路设计 - 21 -

3.6 存储芯片电路设计 - 23 -

3.7 报警电路 - 24 -

3.8 密码锁电路 - 24 -

3.9 本章小结 - 25 -

第四章 系统软件设计方案 - 26 -

4.1 主程序流程图 - 26 -

4.2液晶屏驱动程序 - 27 -

4.3键盘扫描程序及各键功能 - 29 -

4.4 AT24C02存储器 - 31 -

4.4.1 IIC总线的介绍 - 31 -

4.4.2 AT24C系列 E2PROM读写操作 - 33 -

4.5 开锁软件设计 - 37 -

4.6系统模式功能程序设计 - 38 -

4.7系统软件测试 - 39 -

4.8 本章小结 - 39 -

第五章 门禁系统的测试与安装 - 40 -

5.1门禁系统的使用说明 - 40 -

5.2门禁系统的测试 - 40 -

5.3 安装步骤 - 41 -

5.4本章小结 - 43 -

结 论 - 44 -

参考文献 - 45 -

附录1 整机电路原理图 - 47 -

附录2 部分源程序 - 48 -

绪论

1.1 课题背景

目前,在大多数场合，普通机械式门锁仍然是用户的第一选择。不过相较于智能锁，普通机械式门锁的钥匙不方便携带、易丢失、易复制甚至损坏成为致命缺点。在这种情况之下，许多智能锁(如指纹辩识、IC卡辩识)应运而生,满足了安全及方便等方面的要求，但这类产品也有一个缺点，这类锁只适应指定的指纹信息或卡片信息,因其成本问题及识别方式单一，它的使用范围也受到限制,在很大程度上限制了智能锁在安全防护方面的普及和推广。因为以上种种原因，我们试着利用单片机来设计密码锁,来不足所说的缺点,使之安全性、保密性大幅度提高，并是其性价比提高，适合大范围推广,特别适合于住宅楼、普通家庭等场所使用。在各类单片机类型之中,能够用来设计控制密码锁的系列有很多,综合考虑各类安全及使用因素,决定选用美国STC公司的STC89C51系列作为本次设计所要用的单片机。

1.2 课题的目的和意义

随着电子技术和计算机技术的快速发展，也影响着单片机不断提高性能，性价比增加，技术更加完善。因为单片机具有体积小，重量轻的特点，而且在相同价格前提下其控制功能和运算速度处于领先地位，所以在国民经济建设中，安保和家用电器等领域得到了广泛的应用。本设计是利用单片机与其他硬件来实现密码输入和密码确认的功能，测试和提高学生的整体能力，并熟悉了设计电路，单片机系统，和电路板的制作和调试技巧。同时也要加强对数字电路，单片机原理及应用知识的了解，还为同类型产品的深层发展和实践奠定了理论基础。

当今社会面临的一个重大的安全问题就是社会的治安问题，如何正确的应用所学知识创造出提高安全防范水平的设备，并能够在防止犯罪行为的方面起到积极作用，是有责任心的大学生应该考虑并加以实践的。在当今社会形势之中，如果仅仅依靠普通的门锁或防盗门来保护住户的人身财产安全是远远不够的。因为一些黑心商人为了利益，只在各种假冒伪劣的机械锁，质量得不到保证，互开率十分高。这里所说的互开率，是衡量一个锁具是否合格的一个技术标准，通俗来讲就是一把钥匙能开数个锁的概率。经国家工商局、国家质检局等有关部门对现在锁具市场的随机调查，竟然发现个别产品的互开率居然超过国家标准几十倍。业内人士透露，弹子锁质量的好坏取决于两个因素：弹子的数量和弹子的大小，而这连个因素会到受锁的外形限制。在某些紧急情况下，在面对一个完全符合国家标准的机械锁，工作人员也可以凭借工具将锁打开甚至不损坏锁芯。如果钥匙不小心丢失，普通锁的安全性更加难以保证。在此种情况下，如果可以有一种适合于整个住宅楼的简易门禁安全系统，必将会大大有助于保护居民的人身财产安全。为了解决这些问题，与传统机械锁有明显区别的“密码门禁系统”--带液晶显示功能和报警功能的数字密码锁便随之产生。