基于AT89S51单片机的智能加密系统的设计[20200128191217]
【摘要】
本设计的主要任务是一种高可靠性和安全性的加密系统，该系统可以完成锁，报警和密码修改功能。本主题介绍了密码锁的应用价值和研究意义，并对智能加密系统的体系结构的详细描述。基于单片机的硬件平台，操作系统的设计，主要分为五个部分，包括关键模块，显示模块，断电记忆模块，电源模块和锁芯模块。本系统采用AT89S51单片机作为控制核心，结合软件系统锁，报警，智能加密功能的封锁，合理的设计方法，简单，成本低，安全实用等特点，具有一定的推广价值。
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关键字:】智能加密、AT89S51、密码锁
1.1引言 1
1.2选题依据及研究意义 1
1.3本课题的主要目的与工作 2
第二章 基于单片机的智能加密系统的硬件设计 2
2.1 智能加密系统硬件设计框架 2
2.2 智能加密系统硬件原理图设计 3
2.3 单片机控制模块设计 3
2.4 按键模块设计 6
2.5 显示模块设计 8
2.6 AT24C02掉电存储模块的设计 10
2.7 电源电路模块设计 10
2.8 加密核心模块设计 12
第三章 基于单片机的智能加密系统的软件设计 13
3.1 单片机程序开发的一般方法和步骤 13
3.2 加密系统主控程序设计 14
3.3 TEA加密算法应用 16
第四章 结束语与展望 18
参考文献 19
致 谢 20
第一章 绪论
1.1引言
以提高安全意识，人民的生活水平，对安全的要求也越来越高。自古以来，是门的锁，锁的守护者，人们对它有更高的要求，防盗安全可靠，易于使用，这是发展的主题长锁。随着电子技术的发展，各种电子产品应运而生，智能加密系统就是其中之一。根据资料，从十九年代的智能加密系统的研究开始，在一些特殊的地方的早期应用。解锁过程是通过键盘输入密码完成。在最初的意图，是要提高锁的安全性。由于密钥量（电子密码锁的数量）较大，具有机械锁配合使用，可避免钥匙，留下一个安全风险。电子锁，只需要记住一个密码，无需携带金属键，从金属钥匙的人携带的麻烦，越来越多的人欣赏。电子锁的类型是多种多样的，如数字锁，指纹锁，磁卡锁，IC卡门锁，锁和其他生物。但更实际的或关键的智能加密系统。十九年代，随着电子锁专用集成电路，电子锁的体积减小，可靠性高，成本高，适用于安全性要求较高的场合，需要电源，控制在一定的范围内使用，这是很常见的，所以对它的研究却没有明显的进展。
目前，在西方发达国家，技术相对先进，品种齐全的智能加密系统，智能加密系统已广泛应用在智能门禁系统，通过各种各样的更安全，更可靠的技术实现门禁管理。在中国，电子锁的总体水平在70年，智能加密系统的成本非常高，市场仍在电子锁的钥匙，钥匙式电子锁已引进国际先进水平的，国内的几家工厂的生产和供应市场。但是国内自行研制的电子锁，其市场结构尚未形成，应用还不广泛。国内许多企业还引进世界先进技术，发展前景十分可观。希望通过不断的努力，我国的加密系统可以广泛的应用。
1.2选题依据及研究意义
1.2.1选题依据
数字锁锁的第二十一个世纪，工业革命。密码锁的特点是不重要的，没有钥匙孔，机械传动，不易损坏，不磨损，不易破碎，可多次更换密码，不改变锁，锁的密码，可以防止拨号，防砸，防撬，防堵功能。安装门锁不破坏门的原有结构，避免所有打开的旋转锁的关键问题（如失去了，下来，下来，堵门是锁着的。）。“数字密码锁打开数字密码的使用，只有1 / 100000的概率，具有很高的安全性；和旋转锁芯是不安全的。基于社会各部门的调查，超过一千人，百分之一人感情的字符串的关键物理无助。但现在没有人能摆脱枷锁的钥匙。一个轻松的没有任何顾虑检修门，锁愿意使用安全，方便，没有钥匙。因此，市场前景极为广阔的密码锁。一项对60%人有一千人失去了重要的经验，25%的人有把钥匙锁在房间里，住在三层以上75%人，36%人在工厂留下钥匙，8%人使用的是邻居家的阳台上，窗口和跳到他家来打开锁着的门90%，人们看或听新闻，打开门，没有窗户，和冒险模式跳变不仅伤害事故，造成麻烦。精神和身体的损害是无法挽回的，为了解决各种带来麻烦的各种数据的人，一定是老产品的替代产品，使人生活在环境里无忧无虑。
1.2.1研究意义
下班了，闲庭信步，回到家门口，轻按几个数字，瞬间开门... ... 而“钥匙”这个充满隐患，令人不安的代名词正逐渐成为被淘汰的历史范畴，处在信息时代的今天，安全防盗已成为社会问题。如何制作安全可靠，又要使用方便的各种防盗锁，是制锁者长期以来研制的主题。在电子技术飞速发展的今天，具有防盗报警等功能的智能加密系统代替弹子锁和传统的锁已是必然趋势。智能加密系统具有机械锁无可比拟的优越性，它不但可以完成锁本身的功能，还可以兼有多种功能，如记忆，识别，报警等，智能加密系统以其安全性高，成本低，易操作等优点受到越来越多人的欢迎。
本课题从经济实用的角度出发，设计了一种多功能智能加密系统，该系统将用户输入的密码经TEA算法加密后保存于单片机自身的EEPROM中，从而大大简化了系统结构，降低了成本，提高了系统的保密性和可靠性，具有一定的推广价值。
1.3本课题的主要目的与工作
本题要求用电子器件设计制作一个智能加密系统的控制电路，使之输入正确的代码时，锁自动打开；当输入密码不正确三次后，电路自动报警并自锁。本文的智能加密系统利用数字逻辑电路，实现对门的电子控制，并且有各种附加电路保证电路能够安全工作，具有极高的安全系数。本文首先对智能加密系统的基础知识进行了详细说明，然后详细分析了数字智能加密系统的工作原理，各组成部分的作用，最后介绍了智能加密系统在安装调试中遇到的现象以及其对应的解决方案。本文通过智能加密系统电路的剖析，对智能加密系统工作原理有较深入的了解。完成硬件系统设计和软件系统设计，重点实现以下功能：
（1）开锁的功能：当密码输入正确的时候，继电器吸合，发出开锁的声音。
（2）报警的功能：如果密码输入错误三次以后，报警电路就会发出报警的声音。
（3）封锁的功能：如果密码输入错误三次以后，电路自动封锁，再输入密码没有作用。
第二章 基于单片机的智能加密系统的硬件设计
2.1 智能加密系统硬件设计框架
以89S51为核心的单片机控制系统。利用了单片机灵活的编程设计以及控制的准确性，不仅能实现基本的密码锁功能，还能添加掉电存储，还可以方便的对系统进行升级。其原理如图2-1所示，它的硬件系统包括：矩阵键盘控制、掉电存储、串口显示、输入错误锁定键盘、开锁控制电路和指示电路等。
图2-1 加密系统原理框图
2.2 智能加密系统硬件原理图设计
系统总原理图如图2-2所示
图2-2 系统硬件设计原理图
2.3 单片机控制模块设计
2.3.1 单片机简述
单片机是一种集成在一个芯片上的完整的计算机系统。即使在一个小的芯片，他大部分的功能，但它有一个需要完成的CPU，存储器的计算机的大部分部件，内部和外部总线系统，最有核心。同时，如集成通讯接口，定时器，实时时钟等外围设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音输入输出系统，图像，网络，复杂的集成在单一芯片。单片机也被称为微控制器（单片机），因为它首先是被用在工业控制领域。单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器。最早的设计理念是通过在一个芯片上大量外围设备和CPU集成，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的和体积要求严格的控制设备。
单片机应用系统可以分为:（1）最小应用系统是指能维持单片机运行的最简单配置的系统。这种系统成本低廉，结构简单，常构成一些简单的控制系统。片内有ROM的单片机，其最小应用系统即为配有晶振，复位电路，电源的单个单片机。片内无ROM的单片机，其最小应用系统除了外部配置晶振，复位电路，电源外，还应外接EPROM或EEPROM作为程序存储器用。（2）最小功耗应用系统是指为了保证正常运行，系统的功耗最小。（3）典型应用系统是指单片机要完成工业测控功能所必须的硬件结构系统。

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