设计时间为两周。第一周为周一，上午：布置项目任务，讲课，介绍项目。下午：借阅相关资料，讨论整体方案。周二：确定整体设计方案。周三：硬件模块方案设计。周四：软件模块方案设计。周五：设计调试。第二周为周一：设计调试。周二：设计调试。周三：总体调整。周四：编写手册。周五：上午：编写手册，整理材料。下午：提交设计资料，答辩。 [1]《微机原理与应用》徐力子编，中国机械工业出版社，2002 年 [2]《微机接口技术及应用》刘乐山编，华中科技大学出版社，2000 年 [3]《计算机硬件技术基础实验教程》邹凤兴编，高等教育出版社，2000 年 [4]《16 位微型计算机原理、接口与应用》周佩玲编，中国科学技术大学出版社，2000 年[5]、《微机原理与接口技术》吴秀清编，中国科学技术出版社，2001 年[6]、《微机接口技术》邓亚萍编，清华大学出版社，2001 年[7]、《单片机原理及应用》王英旭编，机械工业出版社，2001 年[8]、《单片机应用编程技术》北京航空航天大学出版社 2002[9]，《单片机实用技术问答》人民邮电出版社2002年版概述11.1智能电子密码锁简介11.2性能特点11.3设计任务与要求21.1.1设计内容：21.1.2设计要求：21.1.3主要设计条件：系统总体设计方案32.1单片机系统32.2矩阵键盘接口电路42.3LED显示42.4报警系统硬件设计53.1硬件设计方案53.2复位电路及晶振电路53.3LED显示电路63.2.2LED显示原理73.4报警电路73.5键盘电路93.5.144矩阵键盘93.5.2矩阵键盘工作原理93.5.3矩阵键盘识别方法10第四章软件设计114.1总体软件设计114.2键盘扫描程序 13 4.3 密码组成程序 14 4.4 密码比较与处理 14 系统安装与调试 17 总结与经验 19 参考文献 20 附录1 21 附录2 22 1.1 智能电子密码锁简介 1.2 性能特点 1.3 设计任务及要求 1.1.1 设计内容： 1.1.2 设计要求： 2.1 单片机系统 2.3 LED显示屏 2.4 报警系统 3.1 硬件 3.1 智能电子密码锁简介 智能电子密码锁是通过密码输入来控制电路或芯片，从而控制机械开关的闭合，完成开锁、上锁任务的电子产品。
电子密码锁种类繁多，有电路简单的产品，也有基于芯片的性价比高的产品。应用最为广泛的电子密码锁都是基于芯片，通过编程实现的。1.2 性能特点智能电子密码锁的性能和安全性已大大超过机械锁。特点如下：外显功能：当密码输入错误、锁舌未锁好、房间被锁、电源弱电等情况下，有外显提示功能。1.3 设计任务与要求1.1.1 设计内容：（1）密码设置。此密码固定存储在程序存储器ROM中。假设预置密码为“12345”，共5位数字。（2）密码输入：用两个按键完成密码输入，其中一个为功能键，另一个为数字键。只有输入完密码并按下功能键确认后，才能完成密码输入过程。然后进入密码判断比较处理状态，并给出相应的处理过程。 （3）按键禁止功能：初始化时，允许按键输入密码，当按下某个按键，开始按键识别状态时，激活按键禁止功能，但密码输入错误三次时，进入激活状态。1.1.2 设计要求：（1）设计方案应合理、正确；（2）系统硬件设计与焊接制作；（3）系统软件设计与调试；（4）系统联调。1.1.3 主要设计条件：（1）MCS-51单片机实验操作台1台；（2）PC机及单片机调试软件；（3）单片机应用系统板1套；（4）制作工具1套；（5）系统设计所需的元器件。
基于以上内容，我本次课程设计以单片机为核心，完成了电子密码锁的设计。系统总体设计方案本系统由单片机系统、矩阵键盘、LED显示屏、报警系统组成，系统可完成开锁、超时报警功能。智能电子密码锁采用键盘读取数据，数码管显示读取的密码，LED灯作为开锁提示标志。密码为“12345”，固定在ROM中。读取键盘时，输入的密码会依次显示在数码管上。当输入的密码与固有密码相同时，密码正确，绿色LED亮起，表示锁已打开；当输入的密码与固有密码不同时，黄色LED亮起，即锁不会打开；当密码与固有密码相差3次时，将启动禁止键盘读取密码的功能，同时发出报警。这样就构成了智能电子密码锁。 2.1单片机系统单片机作为整个硬件系统的核心，既是协调整机工作的控制器，又是数据处理器。为了简化电路，降低成本，提高可靠性，本系统采用AT89C52作为主控制器，还增加了时钟电路、复位电路等。利用单片机灵活的编程设计和丰富的I/O口及其控制的准确性来设计智能密码锁。本项目中，单片机的P3口接键盘作为输入口，P0口接显示器进行显示，P2口用于显示扫描。单片机的时钟信号用来为单片机内部各种微操作提供时间基准。时钟信号通常采用内振荡和外振荡两种电路形式获得。
由于内部方式简单，时钟信号比较稳定，所以实际使用中经常采用这种方式。本课题采用内部方式进行定时计数。 2.2 矩阵键盘接口电路 本课程设计采用44矩阵键盘，接在P3口，采用扫描方式。共有0~9十个数字键，一个“确认”键，一个“取消”键，一个“清除”键。上电显示动态扫描一次，等待输入密码。输入5位密码，按“确认”键后进行密码比对。 2.3 LED显示 本课程设计5位密码，显示在6位八段数码管显示屏上，按键后动态显示，显示数据从P0口输出，P2口显示扫描，根据按键次数和顺序，从右到左显示一次。 从右边开始，第一位数码管显示第一个按下的数字，第二位数码管显示第二个按下的数字，第三位数码管显示第三个按下的数字，显示屏依次显示5位数字。输入密码后，再次按“确认”键，系统验证密码并执行相关动作。 2.4 报警系统 当三次按键错误时，系统自动报警。报警装置由扬声器实现，从P2.7口输出脉冲，使扬声器发出报警声。 系统硬件设计 3.1 硬件设计方案 硬件设计方案总体框图如图3-1所示 图3-1 硬件设计方案总体框图 3.2 复位电路与晶振电路 在单片机系统中(http://baike.baidu/view/134362.htm)为保证电路稳定可靠地工作，复位电路是必不可少的一部分。 复位电路的第一个功能是上电复位。
一般微机电路正常工作需要5V5%即4.75~5.25V的电源。由于微机电路是时序数字电路，需要稳定的时钟信号，因此在接通电源时，只有当VCC超过4.75V而低于5.25V，晶振工作稳定后，才撤去复位信号，微机电路开始正常工作。复位及晶振电路如图3-2所示 图3-2 复位及晶振电路 3.3 LED显示电路 3.3.1 LED显示电路图 LED显示电路图如图3-3所示 图3-3 LED显示电路图 3.2.2 LED显示原理 LED是通过控制半导体发光二极管来显示文字、图形、图像、动画、市场行情、视频、录像信号等信息的一种显示方式。显示器的显示界面按驱动方式可分为静态显示和动态显示。 静态显示中，除改变显示数据的时间段外，各显示屏都处于通电状态，各显示屏的通电占空比均为100%。静态显示的优点是显示稳定、亮度高，缺点是占用硬件电路较多；动态显示的优点是节省硬件电路，缺点是软件扫描时占用CPU时间较多。对于多位LED显示屏，通常采用动态扫描显示，即各显示屏循环逐个点亮。这样，虽然任何时候都只有一个显示屏点亮，但由于人眼的视觉残留效应，看上去和所有显示屏连续点亮的效果一模一样。
为了实现LED显示的动态扫描，除了对显示器的输入外，还有对显示选择位的控制，通常称为段控制和位置控制。因此，多位LED显示接口电路需有两个输出口，一个用于8条段控制线，另一个用于输出位置控制线，位置控制线的个数与显示器的位数相等。为了方便编写程序，通常在内部RAM中设置显示缓冲区，用于存放显示的数字或字符，显示缓冲区单元数与LED显示器的位数相同。3.4 报警电路在开锁过程中，系统会根据用户的操作，给出相关指示或报警，其电路图如图3-4所示。在输入密码时，将输入的密码与设定的密码进行比较，若输入的密码与设定的密码相同，系统通过软件从AT89C52的P2.4输出一个低电平脉冲，绿色指示灯闪烁一次； 若输入的密码与设定的密码不同，则系统通过软件从AT89C52的P2.5输出一个低电平脉冲，黄色指示灯闪一次，然后返回重新输入密码；当连续三次输入的密码与设定的密码不同时，系统通过软件从AT89C52的P2.6输出一个低电平脉冲，从P2.7输出一个高电平脉冲，使红色指示灯闪一次，同时扬声器发出报警声。
