基于单片机智能门禁密码锁仿真系统

**单片机设计介绍，基于单片机智能门禁密码锁仿真系统

  基于单片机智能门禁密码锁仿真系统概要主要涉及系统的基本原理、硬件设计、软件设计以及仿真验证等方面。以下是对该系统的详细概述：

一、系统基本原理

智能门禁密码锁系统利用单片机作为核心控制器，通过密码输入或其他感应器（如指纹识别模块、射频卡模块等）来检测用户的身份，并控制门禁设备的开关状态。当用户输入正确的密码或通过身份验证后，门禁设备将开启；若用户输入错误密码或未授权，门禁设备将保持关闭状态。

二、硬件设计

单片机：作为系统的核心控制器，负责接收和处理来自密码输入模块、指纹识别模块、射频卡模块等的信号，控制执行机构的动作。 密码输入模块：提供密码输入功能，用户可以通过按键或触摸屏输入密码进行身份验证。 指纹识别模块：用于采集用户的指纹信息，并将其转换为数字信号供单片机处理。 射频卡模块：支持IC卡或RFID卡，用于刷卡开门禁。 执行机构：根据单片机的指令控制门锁的开启和关闭。 显示模块：用于显示密码输入状态、比对结果、门禁状态以及错误提示等信息，方便用户操作。 电源模块：为整个系统提供稳定的电源供应。 三、软件设计

初始化设置：系统上电后，对单片机及相关模块进行初始化设置，如设置IO口、初始化密码输入模块、指纹识别模块和射频卡模块等。 密码验证：当用户选择密码输入方式时，系统接收用户输入的密码，并进行验证。如果密码正确，则控制执行机构开启门锁；否则，显示错误提示。 指纹比对与验证：当用户选择指纹验证方式时，系统通过指纹识别模块采集用户的指纹信息，并与预存的指纹信息进行比对。如果比对成功，则开启门锁；否则，显示比对失败信息。 刷卡开门禁：当用户刷卡时，单片机读取卡片信息，并与预存的有效卡片信息进行比对。比对成功则控制门禁打开。 控制逻辑：根据密码验证、指纹比对或刷卡比对的结果，控制执行机构执行相应的动作，如开启或关闭门锁。 四、仿真验证

在完成硬件和软件设计后，可以利用仿真软件对系统进行模拟测试。通过输入不同的密码、指纹信息或刷卡信息，观察门锁的开启和关闭情况，验证系统的稳定性和安全性。同时，还可以模拟异常情况，如连续输入错误密码等，测试系统的报警机制是否有效。

总结来说，基于单片机智能门禁密码锁仿真系统是一个集硬件设计、软件编程和仿真验证于一体的综合性项目。通过合理的硬件和软件设计，以及有效的仿真验证，可以确保系统在实际应用中的稳定性和可靠性，为用户提供安全、便捷的门禁管理服务。

随着电子产品向智能化和微型化的不断发展，单片机已成为电子产品研制和开发中首选的控制器。随着人们生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一问题也变的尤其的突出，传统的机械锁由于其构造的简单，安全性能低，无法满足人们的需要。

本文从经济实用的角度出发，采用美国Atmel公司的单片机AT89S51与低功耗CMOS型E2PROM AT24C02作为主控芯片与数据存储器单元，结合外围的键盘输入、显示、报警、开锁等电路，用汇编语言编写主控芯片的控制程序，设计了一款可以多次更改密码具有报警功能的电子密码锁。

经实验证明，该密码锁具有设计方法合理，简单易行，成本低，安全实用等特点，符合住宅、办公室用锁要求，具有推广价值。

设计思路 文献研究法：搜集整理相关单片机系统相关研究资料，认真阅读文献，为研究做准备；

调查研究法：通过调查、分析、具体试用等方法，发现单片机系统的现状、存在问题和解决办法；

比较分析法：比较不同系统的具体原理，以及同一类传感器性能的区别，分析系统的研究现状与发展前景；

软硬件设计法：通过软硬件设计实现具体硬件实物，最后测试各项功能是否满足要求。

本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。在本科单片机设计中，设计电路使用的软件一般是Altium Designer或proteus，由于Altium Designer功能强大，可以设计硬件电路的原理图、PCB图，且界面简单，易操作，上手快。Altium Designer19是一款专业的整的端到端电子印刷电路板设计环境，用于电子印刷电路板设计。它结合了原理图设计、PCB设计、多种管理及仿真技术，能够很好的满足本次设计需求。

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仿真实现 本设计利用protues8.7软件实现仿真设计，具体如图。

Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一，通过设计出硬件电路图，及写入驱动程序，就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外，protues还能实现PCB的设计，在仿真中也可以与KEIL实现联调，便于程序的调试，且支持多种平台，使用简单便捷。 ————————————————

本设计利用KEIL5软件实现程序设计，具体如图。作为本科期间学习的第一门编程语言，C语言是我们最熟悉的编程语言之一。当然，由于其功能强大，C语言是当前世界上使用最广泛、最受欢迎的编程语言。在单片机设计中，C语言已经逐步完全取代汇编语言，因为相比于汇编语言，C语言编译与运行、调试十分方便，且可移植性高，可读性好，便于烧录与写入硬件系统，因此C语言被广泛应用在单片机设计中。keil软件由于其兼容单片机的设计，能够实现快速调试，并生成烧录文件，被广泛应用于C语言的编写和单片机的设计。

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目 录

摘 要 I Abstract II 引 言 1 1 控制系统设计 2 1.1 主控系统方案设计 2 1.2 传感器方案设计 3 1.3 系统工作原理 5 2 硬件设计 6 2.1 主电路 6 2.1.1 单片机的选择 6 2.2 驱动电路 8 2.2.1 比较器的介绍 8 2.3放大电路 8 2.4最小系统 11 3 软件设计 13 3.1编程语言的选择 13 4 系统调试 16 4.1 系统硬件调试 16 4.2 系统软件调试 16 结 论 17 参考文献 18 附录1 总体原理图设计 20 附录2 源程序清单 21 致 谢 25