摘 要

随着社会信息化的不断发展，信息如何保密便成为日益凸显的话题，在各种产品日益电子化的现在，电子密码锁应运而生，并以其方便易用同时安全性高的特性逐渐占有了属于自己的市场。

本课题提供了一种基于单片机的电子密码锁的设计思路，以STC89C52RC单片机为控制核心，通过EEPROM存储器芯片实现密码的掉电保存，利用4*4矩阵键盘输入密码，配合LCD显示屏显示各项提示来完成人机交互。为保证电子密码锁的安全性，本设计还提供了声光报警功能，在密码输错超过上限后锁定密码锁并报警。此外，为方便用户随时更改密码，系统配有复位电路，配合修改密码按键更换用户密码。

本设计成本低廉且易于模块化组装生产，适用于宾馆、住宅、办公室等对安全性与便捷性有一定需求的用锁场所，值得推广。

关键词：单片机；密码锁；掉电存储； LCD显示

Abstract

With the continuous development of information society, how to keep our information in security becomes to an increasingly mentioned topic, with every production becoming more and more electronic, electronic locks came into being, and its features of easy using with safety gradually possess their own market.

This paper provides a single-chip design based on the idea of electronic locks with STC89C52RC microcontroller core, containing a power-down password saving via EEPROM memory chip with a 4 * 4 matrix keyboard to enter a password, and the LCD display shows the prompts to complete the human-computer interaction. To ensure the security of electronic locks, this design also provides a sound together with light alarm in the over-input wrong password condition. In addition, for the convenience of the user to change the password at any time, this system has a system reset circuit with the Change Password button to replace the user's password.

This design is cheap in cost and easy to be modularizing produced, it suits such condition like hotel, home and office that needs security and convenience to some extent, and the worth promoting.

Keywords: SCM；lock；Power-down storage；LCD display

目 录

第1章 绪论 1

1.1 国内外研究综述 1

1.2 选题的目的和意义 2

第二章 总体方案 3

2.1 设计要求 3

2.2 系统方案比较 3

第3章 硬件选用 5

3.1 单片机芯片选择 5

3.1.1 单片机芯片比较 5

3.1.2 STC89C52RC芯片介绍 5

3.2 AT24C02芯片 7

3.3 键盘输入方案比较 8

3.4 显示模块 10

第4章 硬件电路设计 11

4.1 系统结构框图 11

4.2 主控模块 12

4.2 密码存储模块电路 13

4.3 显示模块电路 13

4.4 供电模块电路 14

5.1 Keil uVision4介绍 15

5.2 系统程序流程设计 15

5.3 各模块程序设计 16

5.3.1 初始化程序设计 16

5.3.2 键盘扫描子程序设计 17

5.3.3 密码修改子程序 18

5.3.4 开锁子程序 19

第6章 系统仿真及硬件测试分析 20

6.1 系统仿真 20

6.2 硬件测试 22

6.3 硬件的环保与经济性分析 26

第7章 结论 27

致谢 28

参考文献 29

第1章 绪论

1.1 国内外研究综述

在电子锁面世前，我们生活中见到大多为利用钥匙解锁的机械锁，或是纯机械结构的密码锁，但是随着科学技术的发展，传统的机械锁受限于其体积、便捷性与安全性不可兼容的局限，很难再在多方面迎合现代人对锁具的需求，同时电子工业的发展帮助我们能够以微小电量驱动机械机构，因此，电子密码锁应运而生。在电子密码锁诞生的最初，由于电子器件运算能力有限，基本的密码锁也只靠最简单的模拟电子开关实现，制作简单但实用性不高，故当时的密码锁功能单一保密性也较差，工作中也易于受外界干扰而出现不稳定的现象。随着单片机技术日益成熟，芯片的计算能力日渐发达，电子密码锁的安全性与功能拓展性也得到了极大的加强。如今市面上，电子密码锁的类型大约有以下几种：

·红外遥控密码锁：利用红外遥控器远距离传输密码，可以大量、快速地传输信息，同时依靠其光信号无法靠人眼识别，也不便于依靠特定仪器在信号传递的光路上捕获信号进行密码复制，故安全性能得到较高保障。缺点在于需要随身保管遥控器钥匙并及时更替遥控器的电池，还要时刻保持信号接收器无污染物或杂物遮挡，有一定的维护成本，在某些情况下实用性不足。

·刷卡式安全锁：利用卡片存储个人信息，依靠卡内信息与锁内信息的配对完成认证过程，可实现一卡多用，也可实现一锁多卡，在许多公司的门禁系统以及大部分宾馆中常见此类电子锁的应用，由于磁卡较便携，同时一般为一人一卡，因此解锁时的安全与便捷能同时得到保障，但在磁卡受强磁干扰后卡内信息容易丢失，遗失磁卡后的注销与补办过程也较为繁琐。

·生物特征安全锁：利用人体部分特征（如虹膜、指纹、声音、人脸）几乎无法复制的特性，以这些特征作为“钥匙”的安全锁得以面世，因其“钥匙”具有唯一性，因此其安全性能够得到极高的保障，但由于“钥匙”间的差异常常为微小量，这便要求传感器与电子锁的算法精度极高，与此同时，此类电子锁的研发与制造成本也较为高昂，因此只在部分安全性要求较高的行业得到应用。

·键盘式电子密码锁：通过验证键盘输入的密码来解锁，不需要随身携带配套的“钥匙”，只需记住解锁所需要的密码即可。此类密码锁制作成本较低同时泛用度较高，性能也相对稳定，加上其功能的可拓展性，尽管市面上各类锁具层出不穷，键盘式电子密码锁仍然能跻身其中，划分并拓展自己的一片市场。