毕业设计论文_基于单片机的电子密码锁设计(编辑修改稿)

毕业设计论文_基于单片机的电子密码锁设计(编辑修改稿)内容摘要：

如图 5 所示。 K0S W P BK4S W P BK8S W P BKCS W P BK1S W P BK2S W P BK3S W P BK5S W P BK6S W P BK7S W P BK9S W P BKAS W P BKBS W P BKDS W P BKES W P BKFS W P B P 1 7P 1 6P 1 5P 1 4P13P12P11P10 图 5 4*4矩阵按键 4. 电子密码锁的软件设计 本系统软件设计由主程序、初始化程序、 LCD 显示程序、键盘扫描程序、键功能程序、密码设置程序、 EEPROM 读写程序和延时程序等组成。 12 主程序 主程序流程图 如图 8 所示 ， 当 开始接上电源，程序进行初始化设置，然后在键盘上输入密码，此系统进行键盘扫描，密码正确，开锁成功，密码错误 3次出错报警，选择是否修改密码，若要修改密码，先输入旧密码，密码正确后设置新密码，错误时报警，需要两次确认新密码，确认后，密码修 改成功，否则结束最终返回。 然后启动程序，进行保护，再次在键盘上输入密码，系统进行扫描，如果和之前一样，则执行相同程序，如不是，则执行另一种程序 [10]。 开 始初 始 化输 入 密 码修 改 密 码密 码 正 确输 入 旧 密 码原 密 码 相 同设 置 新 密 码开 锁报 警Y返 回次 数 加 1 次 数 = 3YNYNN 图 8 主程序流程图 按键软件设计 按键功能流程图 如图 9 所示 ，在按键当中，有与输入、开锁、清除、设置、确认 、清除一位 的程序相对应的按键，并按顺序与输入的数相比较，当输入正确时，进入密码 13 程序，错误时进行清除，输入两次新密码正确时，可进行重新设置密码，最后确认程序。 键 功 能程 序键 值 = 0 9 ?键 值 = 开 锁。 键 值 = 设 置。 键 值 = 确 认。 密 码 输 入 程 序开 锁 程 序设 置 程 序确 认 程 序返 回NYNYNYNY 图 9 按键功能流程图 密码设置软件设计 密码设置流程图 如图 10 所示 ，开始按下设置键，输入旧密码，如果错误累计三次，进行报警程序。 如果输入正确，可以修改密码，确认后再次输入新密码，如果两次输入一样，则输入成功。 如果两次输入的新密码不一样，则修改密码失败，重新返回设置新密码 [11]。 14 开 始输 入 旧 密 码旧 密 码 正确。 输 入 新 密 码再 次 输 入 新密 码两 次 密 码 输 入 相同。 返 回设 置 成 功报 警次 数 = 3。 输 入 次 数 加 1NYYNYN 图 10 密码设置流程图 开锁软件设计 开锁流程如 图 11 所示 ， 当 开始接上电源，程序进行初始化设置，然后在键盘上输入密 码 ， 按下开锁键， 如果输入正确，则开锁成功。 如果输入错误累计达到三次，则执行报警程序。 15 开 始初 始 化输 入 密 码按 开 锁 键密 码 正 确。 输 入 次 数 加1次 数 = 3报 警开 锁返 回YNYN 图 11 开锁流程图 5. 调试与实现 软件调试 程序在 KEIL C51 上 调试 ， 采用模块程序设计技术 ,则逐个模块调好后再进行系统程序总调。 对于模块结构程序．要一个个子程序分别调试。 调试时 ,一定要符合入口条件和出口条件 ,调试可用单步运行和断点运行方式 ,通过检查用者系统的 CPU 现场情况、 RAM的内容和 I/O 口的状态 ,检测程序执行结果是否符合设计要 求 ,有无循环错误、有无机器码错误以及转移地址的错误 ,同时 ,还可以发现系统中存在的硬件设计错误和软件算法错误。 各程序模块通过后 ,则可以把相关功能块连在一起进行总调。 这个阶段若有故障 ,可以考虑各子程序运行时是否破坏了现场 ,缓冲单元、工作寄存器是否发生冲突 ,标志位的建立和清除是否有误 ,堆栈区是否有溢出 ,输入设备的状态是否正常等等 ,若用者系统是在开发机的监控程序下运行时 ,还要考虑用者缓冲单元是否和监控程序的工作单元发生 16 冲突。 单步和断点调试后 ,还应进行连续调试 ,用以确定定时精度、 CPU 的实时响 应等问题。 当全部调试和修改完成后 ,将程序固化到 STC89C52 中。 进行整机调试。 各功能实现则调试完成 [12]。 Proteus 仿真 在软件能实现的条件下，利用 Proteus 进行仿真，通过不停的调试与改正，最后终于实现了密码锁的功能， Proteus 仿真结果如图 12 与图 13 所示。 当连好各个模块电路的导线后，导入芯片程序，运行该密码锁仿真电路，通过按键可以进行密码锁的开锁，修改密码，错误密码 3 次以上报警的操作， LCD 显示屏显示相应 的操作现象，密码正确可以开锁，进而可以修改密码，密码错误三次 由蜂鸣器 发出报警声，如果系统出现错误还可以通过复位电路进行复位 [13]。 总之，在原有的理论基础上，通过 Proteus 能够成功的进行密码锁基本操作的仿真，实现了相关的功能。 图 12 密码输入正确 仿真电 路图 17 图 13 密码输入错误仿真电路图 Protel99 SE 电路设计 Protel99 SE 是 Altium 公司推出的一款著名的电子电路 PCB 辅助设计软件，广泛应用于原理图设计、 PCB 设计等。 Protel99 SE 的功能完善，包括 Service pack 6，并且提供了各种元件库，为用户提供了大量的 电子器件参考手册及全套教程。 Protel99 SE 基于 Windows 环境，功能强大 ，人机界面友好，能让使用者在具有最完整的功能环境下，提升设计上的品质和效率 [14]。 在 proteus 运行仿真实现的条件下 ，利用 Protel99 SE 画出原理图，生成 PCB 图如图 14 所示。 18 图 14 电子密码锁 PCB图 硬件调试 单片机应用系统的硬件调试和软件调试是分不开的．许多硬件故障只有通过软、硬件联调才能发现 ,但一般是先排除系统中比较明显的硬件故障后才和软件一起联调。 常见的硬件故障 ： (1) 逻辑错误 硬件的逻辑错误是由于设计错误和 焊接 过程中的工艺错误而造成的 ,包括错线、开路、短路等 ,其中最常见的是短路故障。 (2) 元器件错误 元器件错误的原因有器件损坏或性能不符合要求 ,电解电容、二极管的极性接反或集成块装反等。 (3) 可靠性差 应用系统可靠性差的原因很多 ,如内部和外部的干扰、电压纹波系数过大、器件负 19 载过重等均会造成系统的可靠性差。 另外 ,走线和布置的不合理也会造成系统可靠性差。 (4) 电源故障 电源故障包括：电压值不符合设 计要求、电源功率不足、负载能力差、纹波太重等。 硬件调试 办 法 ： 脱机调试是在加电前 ,先用万用表等工具 ,按图纸仔细核对线路是否正确 ,并对元器件的安装、型号、规格等进行仔细检查 ,特别焊接时有无走线之间相互短路等 [15]。 经过软件和硬件调试成功后，所做实物演示如图 1 16以及图 17 所示。 图 15 输入密码 时 实物演示 图 20 图 16 密码输入正确 时 实物演示图 图 17 密码输入错误 时 实物演示图 21 6. 结论 以上为毕业期间所作的毕业论文 基于单片机的电子密码锁设计，它经过多次修改和整理，可 以满足设计的基本要求。 输入密码时，如三次输入错误，则进行报警，在输入时， LCD 显示为“ *”，在修改密码时，则显示数字。 次设计还具有防盗功能，如对密码控制系统进行破坏，有报警功能。 通过对该课题的研究，加深对所学知识的理解，提高对课外知识的学习能力， 增强知识的应用能力，提高解决实际问题的能力，培养自我创新意识。 积累实践经验，为以后的发展打下基础，也为以后我们自己在这方面的发展打下基础，并能够在这方面培养自己的兴趣。 在设计中我们必须首先熟悉和掌握单片机的结构及工作原理 ，单片机的接口技术及相关外围芯片的外特性，控制方法。 以单片机核心的电路设计的基本方法和技术了解表关电路参数的计算方法。 单片机不是完成某一个逻辑功能的芯片 ,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。 概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。 它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。 同时，学习使用单片机了解计算机原理与结构的最佳选择。 目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。 导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理 ，广泛使用的各种智能 IC 卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。 更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。 因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。 随着单片机的广泛应用，将大大促进各领域的技术更新，向自动化、小型化、智能化方向迈进。 而对于我们来说，我们这代人的目标和任务是把这些高科技产品更升一个层次。 毕业设计是培养学生综合运用所学知识 ,发现 ,提出 ,分析和解决实际问题 ,锻炼实践能力的重 要环节 ,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程，随着科学技术发展的日新日异，单片机已经成为当今计算机应用中空前活跃的领域， 在生活中可以说得是无处不在。 因此作为二十一世纪的大学来说掌握单片机的开发技术是十分重要的。 通过这次毕业设计，无论从选题到定稿，从理论到实践都使我学到了很多东西，它不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。 同时也明白了理论与实践相结合的重要性，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理 22 论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。 23 参考文献 [1] 韩团军 .基于单片机的电子密码锁设计 [J].国外电子测量技术 ,2020,(07) :5861. 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