1、 i 通信原理 课程设计 题 目 简易蓝牙门禁的设计与实现 学院名称 电气工程学 院 指导教师 职 称 讲师 班 级 学 号 学生姓名 2017 年 6 月 14 日ii 通信原理课程设计任务书 学 院： 电气工程学院 题 目： 简易蓝牙门禁的设计与实现 起止时间： 2017 年 5 月 24 日至 2017 年 6 月 14 日 学 生 姓 名： 专 业 班 级： 通信 1402 指 导 教 师： 教研室主 任： 院 长： 2017 年 6 月 14 日 iii 论文 (设计 ) 内容及要求： 一、课程设计（论文）原始依据 用单片机 /ARM 来设计成蓝牙门禁系统的主机，以蓝牙手机作为从机构
2、成一个简易蓝牙门禁系统。能够通过蓝牙移动端和系统主机进行配对链接，至少实现门禁的开启或关闭等操作。 二、课程设计（论文）主要内容 1、蓝牙门禁的系统方案及技术原理 2、蓝牙门禁的电路设计 3、蓝牙门禁的电路级仿真验证 4、蓝牙门禁的实物制作与调试 三、课程设计（论文）基本要求 写出设计说明书，语言流畅简洁，文字 35005000 字。 用软件编程语言实现时，写出详细的注释，并画出各种信号的时域频域波形，分析实验结果；硬件设计电路，需要详细分析安装调试过程，分析实验结果。仿真设计类要求有仿真流程图、调试时的电脑屏幕截图；实物设计类要求图纸布局合理，符合工程要求，使用 Protel 软件绘出原理图
3、（ SCH）和印制电路板 (PCB),器件的选择要有计算依据。 工作要求： 查阅参考文献，学习基本理论，分析系统工作原理，设计系统方框图； 掌握计算机辅助设计方法，利用 Matlab/Simulink、 Systemview、Multisim、 MaxPlusIII、 QuartusII、 Protel 等软件进行仿真设计，具备独iv 立设计能力； 熟悉系统的调试和测量方法； 实物设计需要掌握电子电路安装调试技术，选择合适的元器件搭接实际电路，掌握电路的测试和故障排除方法，提高分析问题和解决问题的能力。 不能直接从网上或其他资料下载拷贝，一旦发现雷同 35%以上，则相关雷同设计的成绩都为不及格
4、。 按时完成设计报告；提交的电子稿必须在附录中含有全套仿真源文件、或设计原图（电子稿是以“学生学号姓名”为命名的压缩文件）；并提交纸质设计报告书。 随机抽查，并进行最后答辩。 四、课程设计（论文）进度安排 起 迄 日 期 工 作 内 容 2017.5.24 2017.5.27 查阅资料，系统方案设计 2017.5.28 2017.6.3 用编程语言或者仿真软件进行设计 2017.6.4 2017.6.11 程序、软件、实物的调试，排除故障，分析实验结果 2017.6.12 2017.6.14 分析总结，整理设计报告 v 五、主要参考文献 1樊昌信 .通信原理（第 6 版） M.北京：电子工业出
5、版社 ,2012,12. 2刘学勇 .详解 MATLAB/Simulink 通信系统建模与仿真 M.北京：电子工业出版社 ,2011,11. 3张水英 ,徐伟强 .通信原理及 MATLAB/Simulink 仿真 M.北京：人民邮电出版社 ,2012,9. 4黄智伟 .基于 NI Multisim 的电子电路计算机仿真设计与分析 (修订版 )M.北京：电子工业出版社 ,2011, 6. 指导老师： （签 名） 年 月 日 vi 摘要： 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
6、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。 关键词： 密码锁 ;单片机 ;报警 南华大学电气工程学院课程设计 vii Abstract: With the continuous deve
7、lopment of electronic products to the intelligent and miniaturization, single-chip microcomputer has become the preferred controller for the development and development of electronic products. With the improvement of peoples living standards, how to achieve the problem of home security has become pa
8、rticularly prominent, the traditional mechanical lock because of its simple structure, low safety performance, can not meet peoples needs. In this paper, the United States Atmels single-chip AT89S51 and low-power CMOS type E2PROM AT24C02 as the master chip and data memory unit, combined with the ext
9、ernal keyboard input, display, alarm, unlock and other circuits, written in assembly language Master chip control program, designed a password can be changed several times with the alarm function of the electronic password lock. Experiments show that the password lock with a reasonable design method
10、, simple, low cost, safe and practical features, in line with residential, office lock requirements, with the promotion of value. Key words: password lock ； microcontroller ； alarm 南华大学电气工程学院课程设计 viii 目 录 1 引言 1 1.1 电子密码锁简介 1 1.2 电子密码锁的发展趋势 1 1.3 本设计所要实现的目标 2 2 设计方案的选择 2 2.1 方案一：采用数字电路控 制 2 2.2 方案二：
11、采用以单片机为核心的控制方案 2 3 主要元器件介绍 3 3.1 主控芯片 AT89S51 3 3.1.1 AT89S51 性能简介 3 4 系统软件设计 4 4.1 主程序模块 5 4.2 键盘扫描及识别子程序 6 4.3 系统模块密码设置子程序 7 4.4 蓝牙模块及其程序 8 4.5 程序调试 9 5 系统制作及调试 11 5.1 焊接注意事项： 12 5.2 硬件调试问题及解决办法 13 总 结 14 参考文献： 15 附录 1：元器件清单 附 录 2：系统原理图 附录 3：系统 PCB 图 附录 4：系统仿真图 附录 5：系统实物图 附录 6：系统源程序 南华大学电气工程学院课程设计
12、 第 1 页 共 40 页 1 引言 1.1 电子密码锁简介 电子密码锁是一种通过密码输入来控制电路或是芯片工作，从而控制机械开关的闭合，完成开锁、闭锁任务的电子产品。它的种类很多，有简易的电路产品，也有基于芯片的性价比较高的产品。现在应用较广的电子密码锁是以芯片为核心，通过编程来实现的。其性能和安全性已大大超过了机械锁。其特点如下： (1) 保密性好，编码量多，远远大于弹子锁。随机开锁成功率几乎为零。 (2) 密码可变，用户可以随时更改密码，防止密码被盗，同时也可以避免因 人员的更替而使锁的密级下降。 (3) 误码输入保护，当输入密码多次错误时，报警系统自动启动。 (4) 无活动零件，不会磨
13、损，寿命长。 （ 5) 使用灵活性好，不像机械锁必须佩带钥匙才能开锁。 （ 6) 电子密码锁操作简单易行，一学即会。 1.2 电子密码锁的发展趋势 在日常生活和工作中，住宅与部门的安全防范、单位的文件档案、财务报表以及一些个人资料的保存多以加锁的办法来解决。目前门锁主要用弹子锁，其钥匙容易丢失；保险箱主要用机械密码锁，其结构较为复杂，制造精度要求高，成本高，且易出现故障，人们常需携带多把钥匙，使用极不方便，且钥匙丢失后安全性即大打折扣。针对这些锁具给人们带来的不便若使用机械式钥匙开锁，为满足人们对锁的使用要求，增加其安全性，用密码代替钥匙的密码锁应运而生。它的出现为人们的生活带来了很大的方便，
14、有很广阔的市场前景。由于电子器件所限，以前开发的电子密码锁， 其种类不多，保密性差，最基本的就是只依靠最简单的模拟电子开关来实现的，制作简单但很不安全，在后为多是基于 EDA 来实现的，其电路结构复杂，电子元件繁多，也有使用早先的 20 引角的 2051 系列单片机来实现的，但密码简单，易破解。随着电子元件的进一步发展，电子密码锁也出现了很多的种类，功能日益强大，使用更加方便，安全保密性更强，由以前的单密码输入发展到现在的，密码加感应元件，实现了真真的电子加密，用户只南华大学电气工程学院课程设计 第 2 页 共 40 页 有密码或电子钥匙中的一样，是打不开锁的，随着电子元件的发展及人对保密性需
15、求的提高出现了越来越多的电子密码锁。 出于 安全、方便等方面的需要许多电子密码锁已相继问世。但这类产品的特点是针对特定有效卡、指纹或声音有效，且不能实现远程控制，只能适用于保密要求高且供个人使用的箱、柜、房间等。由于数字、字符、图形图像、人体生物特征和时间等要素均可成为钥匙的电子信息，组合使用这些信息能够使电子防盗锁获得高度的保密性，如防范森严的金库，需要使用复合信息密码的电子防盗锁，这样对盗贼而言是“道高一尺、魔高一丈”。组合使用信息也能够使电子防盗锁获得无穷扩展的可能，使产品多样化，对用户而言是“千挑百选、自得其所”。可以看出组合使用电子信息是电 子密码锁以后发展的趋势。 1.3 本设计所
16、要实现的目标 本设计采用单片机为主控芯片，结合外围电路，组成电子密码锁，用户想要打开锁，必先通过提供的键盘输入正确的密码才能将锁打开，密码输入错误有提示，为了提高安全性，当密码输入错误三次将报警。密码可以由用户自己修改设定，锁打开后才能修改密码。修改密码之前必须再次输入密码，在输入新密码时候需要二次确认，以防止误操作。 2 设计方案的选择 2.1 方案一：采用数字电路控制 用以 74LS112 双 JK 触发器构成的数字逻辑电路作为密码锁的核心控制，共设了 9 个用户输入键，其中只有 4 个是有效的密码按键，其它的都是干扰按键，若按下干扰键，键盘输入电路自动清零，原先输入的密码无效，需要重新输入；如果用户输入密码的时间超过 10 秒（一般情况下，用户不会超过 10 秒，若用户觉得不便，还可以修改）电路将报警 20 秒，若电路连续报警三次，电路将锁定键盘 2 分钟，防止他人的非法操作。采用数字电路设计的方案好处就是设计简单但控制的准确性和灵活性差。故不采用 2.2 方案二：采用以单片机为核心的控制方案 由于 单片机种类繁多，各种型号都有其一定的应用环境，因此在选用时要多加比较，合理选择，以期获得最佳的性价比。一般来说在选取单片机时从下面几个方面考虑：性能、存储器、运行速度、 I/O 口、定时 /计数器、串行接口、模拟
