文档介绍：唐山工业职业技术学院
毕业设计说明书
设计题目： 基于单片机的密码锁设计
学生姓名： 邸金业 班级 09机电12
专 业： 机电一体技术
设计指导教师 于东东
设计辅导教师 于东东
（完成日期）2012年3月8日
通的小功率三极管如9014、9018都可以满足要求。D5作为***的提示；由D6、C24、 T11组成。其中D6、C24是为了消除电磁锁可能产生的反向高电压以及可能产生的电磁 干扰。T11可选用中功率的三极管如8050,电磁锁的选用要视情况而定，但是吸合力要 足够且由一定的余量。
在本次设计中，基于节省材料的原则，暂时用发光二极管代替电磁锁，发光管亮， 表示***；灭，表示没有***。
图3 — 2密码锁***机构电路图
3. 2按键电路设计
3. 2. 1矩阵键盘电路
矩阵键盘又称为行列式键盘，它是用4条I/O线作为行线，4条I/O线作为列线组 成的键盘。在行线和列线的每一个交叉点上，设置一个按键。这样键盘中按键的个数是 4X4个。这种行列式键盘结构能够有效地提高单片机系统中I/O 口的利用率。
行列式键盘原理
pg pg pg pg
LI L2 L3
Q Q Q Q
Q Q Q Q
Q Q Q Q
Q Q Q Q
H Q Q B
每一条水平（行线）与垂直线（列线）的交叉处不相通，而是通过一个按键来连通, 利用这种行列式矩阵结构只需要N条行线和M条列线，即可组成具有NXM个按键的 键盘。
在这种行列式矩阵键盘非键盘编码的单片机系统中，键盘处理程序首先执行等待按键并 确认有无按键按下的程序段。
当确认有按键按下后，下一步就要识别哪一个按键按下。对键的识别通常有两种方 法：一种是常用的逐行扫描查询法；另一种是速度较快的线反转法。
对照图3-3所示的4X4键盘，说明线反转个工作原理。
首先辨别键盘中有无键按下，有单片机I/O 口向键盘送全扫描字，然后读入行线状态来 判断。方法是：向行线输出全扫描字00H,把全部列线置为低电平，然后将列线的电平 状态读入累加器A中。如果有按键按下，总会有一根行线电平被拉至低电平从而使行线 不全为lo
判断键盘中哪一个键被按下使通过将列线逐列置低电平后，检查行输入状态来实现 的。方法是：依次给列线送低电平，然后查所有行线状态，如果全为1,则所按下的键 不在此列；如果不全为1,则所按下的键必在此列，而且是在与零电平行线相交的交点 上的那个键。按键的操作面板如图3-5所示。共计数字键10个，功能键6个。键盘上 还有3个指示灯和一个蜂鸣器。
图3 — 5按键操作面板小意图
10个数字键用来输入密码，另外6个功能键分别是：CLR、EN、Fl、F2、F3、F4。 其中CLR键的功能是当输入密码错误的时候，清除前面已经输入的数据，重新输入。
EN键的功能是确认输入的密码。F1是管理模式切换键，当用户不小心三次输入密码都 没有正确，键盘被锁定，这个时候就可以启动管理模式，使用管理员的密码来开门。F2 是用来进入修改密码的状态。F3用来关闭显示器，一来可以节省电量，另外也可以防 止不法分子***密码。F4用来作电铃。
上面的3个指示灯LI、L2、L3是用来指示操作的状态：L1锁定及输入指示状态灯, 正常的情况下显示红色，当键盘动作的时候，L1灯开始闪动，当键盘处于锁定状态时, 指示灯也显示红色。L2开门指示灯，当用户在规定的时间内正确的输入了密码，此灯 转变为绿色，表示开门，否则不显示。L3是管理员状态指示灯，当按下F1后，指示灯 自动点亮。
面板上还有一个蜂鸣器，其中一个功能是用来指示操作的按键是否在成功的按下； 另外一个功能是当用户输入密码错误的次数超过了 3次，鸣笛以示报警。
3显示电路设计
本系统设计的显示电路是为了给使用者以提示而设置的。考虑到为了节约单片机的 口资源，本系统的显示采用串行显示的方式，只使用单片机的一个串行口，就可以完成 单片机的显示功能，显示电路的电路原理图如图3-6所示。
电路设定：当程序检测在5分钟内没有按键操作的时候，就关闭显示。这个功能使 用程序来实现的，一旦没有按键动作就启动一个定时器，检测在5分钟内没有按键动作 的时候，启动一个程序，关闭显示，这样可以达到节省电能的目的。
从单片机串口输出的信号先送到左边的移位寄存器(74HC164),由于移位脉冲的作 用，使数据向右移，达到显示的目的。移位寄存器74HC164还兼作数码管的驱动，插 头1 (header 1)接电源，插头2 (header2)接数据和脉冲输出端。电路中的三个整流管 D1-D3的作用是降低数码管的工作电压，增加其使用寿命。
图3—6显示器原理图
显示器主显示几个字符，给用户提供指示见图3-7所示。