指纹锁毕业论文百度文库

摘 要随着电子技术的发展，具有防盗报警等功能的电子密码锁代替密码量少、安全性差的机械式密码锁已是必然趋势。电子密码锁与普通机械锁相比，具有许多独特的优点：保密性好，防盗性强，可以不用钥匙，记住密码即可开锁等。目前使用的电子密码锁大部分是基于单片机技术，以单片机为主要器件，其编码器与解码器的生成为软件方式。在实际应用中，由于程序容易跑飞，系统的可靠性能较差。本文主要阐述了一种基于现场可编程门阵列FPGA器件的电子密码锁的设计方法。用FPGA器件构造系统，所有算法完全由硬件电路来实现，使得系统的工作可靠性大为提高。由于FPGA具有现场可编程功能，当设计需要更改时，只需更改FPGA中的控制和接口电路，利用EDA工具将更新后的设计下载到FPGA中即可，无需更改外部电路的设计，大大提高了设计的效率。因此，采用FPGA开发的数字系统，不仅具有很高的工作可靠性，而且升级也极其方便。本文采用EDA技术，利用Quartus II工作平台和硬件描述语言，设计了一种电子密码锁，并通过一片FPGA芯片实现。关键词：电子密码锁；FPGA；硬件描述语言；EDA目 录1 绪 论 国内外现状及其发展 电子密码锁的原理 电子密码锁的系统简介 系统设计要求 本课题的研究目的和意义 52 现场可编程门阵列FPGA FPGA的基本结构 FPGA的优点 FPGA的设计流程 自顶向下设计法 用模块化设计FPGA 183 VHDL硬件描述语言 VHDL语言的基本结构 结构体的描述方式 自上而下（TOP DOWN）的设计方法 224 电子密码锁的设计与仿真 硬件设备 几个主要功能模块的设计 计算机仿真 32结 束 语 38参考文献 39附录1英文原文 41附录2中文译文 50附录3源程序 国内外现状及其发展随着人们生活水平的提高和安全意识的加强，对安全的要求也就越来越高。锁自古以来就是把守护门的铁将军，人们对它要求甚高，既要安全可靠的防盗，又要使用方便，这也是制锁者长期以来研制的主题。随着电子技术的发展，各类电子产品应运而生，电子密码锁就是其中之一。据有关资料介绍，电子密码锁的研究从20世纪30年代就开始了，在一些特殊场所早就有所应用。这种锁是通过键盘输入一组密码完成开锁过程。研究这种锁的初衷，就是为提高锁的安全性。由于电子锁的密钥量（密码量）极大，可以与机械锁配合使用，并且可以避免因钥匙被仿制而留下安全隐患。电子锁只需记住一组密码，无需携带金属钥匙，免除了人们携带金属钥匙的烦恼，而被越来越多的人所欣赏。电子锁的种类繁多，例如数码锁，指纹锁，磁卡锁，IC卡锁，生物锁等。但较实用的还是按键式电子密码锁。20世纪80年代后，随着电子锁专用集成电路的出现，电子锁的体积缩小，可靠性提高，成本较高，是适合使用在安全性要求较高的场合，且需要有电源提供能量，使用还局限在一定范围，难以普及，所以对它的研究一直没有明显进展。目前，在西方发达国家，电子密码锁技术相对先进，种类齐全，电子密码锁已被广泛应用于智能门禁系统中，通过多种更加安全，更加可靠的技术实现大门的管理。在我国电子锁整体水平尚处于国际上70年代左右，电子密码锁的成本还很高，市场上仍以按键电子锁为主，按键式和卡片钥匙式电子锁已引进国际先进水平，现国内有几个厂生产供应市场。但国内自行研制开发的电子锁，其市场结构尚未形成，应用还不广泛。国内的不少企业也引进了世界上先进的技术，发展前景非常可观。希望通过不断的努力，使电子密码锁在我国也能得到广泛应用[1]。目前使用的电子密码锁大部分是基于单片机技术，以单片机为主要器件，其编码器与解码器的生成为软件方式[2]。在实际应用中，由于程序容易跑飞，系统的可靠性能较差。基于现场可编程逻辑门阵列FPGA器件的电子密码锁，用FPGA器件构造系统，所有算法完全由硬件电路来实现，使得系统的工作可靠性大为提高。由于FPGA具有现场可编程功能，当设计需要更改时，只需更改FPGA中的控制和接口电路，利用EDA工具将更新后的设计下载到FPGA中即可，无需更改外部电路的设计，大大提高了设计的效率。 电子密码锁的系统简介通用的电子密码锁主要由三个部分组成：数字密码输入电路、密码锁控制电路和密码锁显示电路。（1） 密码锁输入电路包括时序产生电路、键盘扫描电路、键盘弹跳消除电路、键盘译码电路等几个小的功能电路。（2）密码锁控制电路包括按键数据的缓冲存储电路，密码的清除、变更、存储、激活电锁电路（寄存器清除信号发生电路），密码核对（数值比较电路），解锁电路（开/关门锁电路）等几个小的功能电路。（3）密码显示电路主要将显示数据的BCD码转换成相对应的编码。如，若选用七段数码管显示电路，主要将待显示数据的BCD码转换成数码器的七段显示驱动编码[4]。 系统设计要求设计一个具有较高安全性和较低成本的通用电子密码锁，具体功能要求如下：（1）数码输入：每按下一个数字键，就输入一个数值，并在显示器上的显示出该数值，同时将先前输入的数据依序左移一个数字位置。（2）数码清除：按下此键可清除前面所有的输入值，清除为“0000”。（3）密码更改：按下此键时会将目前的数字设定成新的密码。（4）激活电锁：按下此键可将密码锁上锁。（5）解除电锁：按下此键会检查输入的密码是否正确，密码正确即开锁。 本课题的研究目的和意义随着人们生活水平的提高，对家庭防盗技术的要求也是越来越高，传统的机械锁由于其构造的简单，被撬的事件屡见不鲜，电子锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的欢迎。现在市场上主要是基于单片机技术的电子密码锁，但可靠性较差。FPGA即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、EPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物，是一种超大规模集成电路，具有对电路可重配置能力。通常FPGA都有着上万次的重写次数，也就是说现在的硬件设计和软件设计一样灵活、方便。相对于基于单片机技术的电子密码锁，用FPGA器件来构成系统，可靠性提高，并且由于FPGA具有的现场可编程功能，使得电子密码锁的更改与升级更为方便简单[3]。通过本次设计掌握FPGA系统设计的方法，熟悉FPGA设计的相关软件，以及硬件描述语言的使用，了解电子密码锁的系统构成，利用FPGA实现电子密码锁的设计与实现，可以加深自己对所学专业的认识，关联知识，增强自己的动手能力，积累实践经验，为以后的工作打好基础。参考文献[1] 李连华.基于FPGA的电子密码锁设计.中国科技信息,2006,(01):64[2] 许琦.基于FPGA的电子密码锁的设计.科技信息,2006,(10):240-241[3] 王卫兵,刘克刚,朱秋萍.用FPGA的电子密码锁.电子技术,2005,(01):26-28[4] 赵益丹,徐晓林,周振峰.电子密码锁的系统原理、设计程序及流程图.嘉兴学院学报,2003,15(S1):103-105[5] 陆重阳,卢东华.FPGA技术及其发展趋势.微电子技术,2003,(01):5-7[6] 王晓勇.FPGA的基本原理及运用.舰船电子工程,2005,(02):82-85[7] 程耀林.FPGA的系统设计方法解析.现代电子技术,2005,(19):90-93[8] K. Benkrid, A. Benkrid and S. Belkacemi .Efficient FPGA hardware development: A multi-language approach .Journal of Systems Architectur -e, 2007(04):184-209[9] Altera, Novas Team for FPGA Visibility Enhancement .Electronic News (North America).2006,(11):12[10] 张忠.自顶向下的FPGA设计.电子产品世界,1998,(11):33-34,72[11] 路而红.专用集成电路设计与电子设计自动化.北京:清华大学出版社,2004:162-181,239-280,329-332[12] 罗杰,康华光.两种硬件描述语言VHDL/Verilog的发展及其应用.电气电子教学学报, 2002,24(04):1-5[13] 曹建国, 王威, 王丹. 一种基于VHDL的电子密码锁的设计与实现.沈阳大学学报 , 2006,18(04)：77-79[14] 谭会生，瞿遂春.EDA技术综合应用实例与分析.西安:西安电子科技大学出版社,[15] 梁丽.电子密码锁的计算机仿真设计.计算机仿真,2005,22(02):218-220

这个是防盗系统灯，你用遥控器锁车后，这个灯就会亮的，是闪烁着亮，提醒你已经锁上车门了

这个世界没有绝对的安全，但可以肯定的是指纹锁要比一般的普通锁要安全，指纹锁的锁体，芯片，传感器等要比普通锁高端，安全。像海康萤石的指纹锁就支持4种解锁方式，支持活体指纹技术，还有高端的虚位密码技术，这些配置看起来就要比普通锁安全。

指纹锁属于智能锁的一种，相对安全性能还是非常不错的，推荐凯迪仕指纹锁，防盗性能很高

电子密码锁的设计研究开题报告

紧张而又充实的大学生活即将结束，大家都开始做毕业设计了，在做毕业设计之前要先写好开题报告，优秀的开题报告都具备一些什么特点呢？下面是我帮大家整理的电子密码锁的设计研究开题报告，欢迎大家分享。

一、 课题背景和意义

锁是一种保安措施，是人类为了保护自己私有财产而发明的一种用钥匙才能开启的装置。随着人们生活水平的提高和安全意识的加强，对锁的要求也越来越高，既要安全可靠的防盗，又要使用方便。这就使得传统的锁防盗效果已经满足不了现代社会的防盗需要，而且还存在着随身带钥匙的不便。因此近几年，随着科学技术的不断发展，一种新型的电子密码锁应运而生。电子密码锁运用电子电路控制机械部分，使两者紧密结合，从而避免了因为机械部分被破坏而导致开锁功能失常的问题，而且密码输入错误是还有报警声，大大增加了电子密码锁的防盗功能。同时因为电子密码锁不需要携带钥匙，弥补了钥匙极易丢失和伪造的缺陷，方便了锁具的使用。传统的锁由于构造简单，所以被撬的事件屡见不鲜，电子密码锁由于具有保密性高、使用灵活性好、安全系数高等优点，受到了广大用户的青睐。

二、国内外研究现状

电子密码锁的种类繁多，例如数码锁、指纹锁、磁卡锁、IC卡锁、生物锁等，但较实用的还是按键式电子密码锁。20世纪xx年代后，随着电子锁专用集成电路的出现，电子锁的体积缩小，可靠性提高，成本较高，是适合使用在安全性要求较高的场合，而且需要有电源提供能量，使用还局限在一定范围，难以普及，所以对它的研究一直没有明显的进展。

目前，在西方发达国家，密码锁技术相对先进，种类齐全，电子密码锁已被广泛应用于只能门禁系统中，通过多种更加安全，更加可靠的技术实现大门的管理。在我国密码锁整体水平尚处在国际xx年代左右，电子密码锁的成本还很高，市场上仍以按键电子锁为主，按键式和卡片钥匙式电子锁已引进国际先进水平，现国内有几个厂生产供应市场。但国内自行研制开发的电子锁，其市场结构尚未形成，应用还不广泛。国内的不少企业也引进了世界上先进的技术，发展前景非常可观。希望通过不的努力，使电子密码锁在我国也能得到广发应用。

三、 设计论文主要内容

1、电子密码锁设计方案的分析与方案选择；

2、设计一典型结构的电子密码锁，分析其电路结构及控制程序；

3、选者合适的电器元件；

4、编写控制程序；

5、将程序输入PC机，并修改进行模拟运行；

四、 设计方案

查阅文献技术资料，分析电子密码锁结构、工作原理和技术要求。以单片机为主控芯片，结合外围电路，通过软件程序组成电子密码锁系统，能够实现：

1。 正确输入密码前提下，开锁提示；

2。 错误输入密码情况下，蜂鸣器报警；

3. 密码可以根据用户需要更改。

五、 工作进度安排

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— 确定毕业设计课题，提交开题报告； 查阅相关论文，调研及收集相关资料； 方案设计、审查和确定，提交中期报告 编写控制程序 整理并撰写论文 完善论文，提交论文

六、 主要参考文献

[1] 石文轩，宋薇。基于单片机MCS—51的智能密码锁设计[M]。武汉工程职业技术学院学报，20xx，（01）;

[2] 祖龙起，刘仁杰。一种新型可编程密码锁[J]。大连轻工业学院学报，20xx，（01）;

[3] 叶启明，单片机制作的新型安全密码锁[J]。家庭电子，20xx，（10）;

[4] 李明喜，新型电子密码锁的设计[J]。机电产品开发与创新，20xx，（03）;

[5] 董继成，一种新型安全的单片机密码锁[J]。电子技术，20xx，（03）;

[6] 杨茂涛，一种电子密码锁的实现[J]。福建电脑，20xx，（08）;

[7] 瞿贵荣，实用电子密码锁[J]。家庭电子，20xx，（07）;

[8] 王千，实用电子电路大全[M]，电子工业出版社，20xx，p101;

[9] 何立民，单片机应用技术选编[M]，北京：北京航空大学出版社，19xx;

[10] ATmega，ATmega8L—8AC，20xx，（01）;

一、开题报告前的准备

毕业设计(论文)题目确定后，学生应尽快征求指导教师意见，讨论题意与整个毕业设计(论文)的工作计划，然后根据课题要求查阅、收集有关资料并编写研究提纲，主要由以下几个部分构成：

1.研究(或设计)的目的与意义。应说明此项研究(或设计)在生产实践上对某些技术进行改革带来的经济与社会效益。有的课题过去曾进行过，但缺乏研究，现在可以在理论上做些探讨，说明其对科学发展的意义。

2.国内外同类研究(或同类设计)的概况综述。在广泛查阅有关文献后，对该类课题研究(或设计)已取得的成就与尚存在的问题进行简要综述，只对本人所承担的课题或设计部分的已有成果与存在问题有条理地进行阐述，并提出自己对一些问题的看法。

3.课题研究(或设计)的内容。要具体写出将在哪些方面开展研究，要重点突出。研究的主要内容应是物所能及、力所能及、能按时完成的，并要考虑与其它同学的互助、合作。

4.研究(或设计)方法。科学的研究方法或切合实际的具有新意的设计方法，是获得高质量研究成果或高水平设计成就的关键。因此，在开始实践前，学生必须熟悉研究(或设计)方法，以避免蛮干造成返工，或得不到成果，甚至于写不出毕业设计(论文)。

5.实施计划。要在研究提纲中按研究(或设计)内容落实具体时间与地点，有计划地进行工作。

二、开题报告

1.开题报告可在指导教师所在教研室或学院内举行，须适当请有关专家参加，指导教师必须参加。报告最迟在毕业(生产)实习前完成。

2.本表(页面：A4)在开题报告通过论证后填写，一式三份，本人、指导教师、所在学院(要原件)各一份。

三、注意事项

1.开题报告的撰写完成，意味着毕业设计(论文)工作已经开始，学生已对整个毕业设计(论文)工作有了周密的'思考，是完成毕业设计(论文)关键的环节。在开题报告的编写中指导教师只可提示，不可包办代替。

2.无开题报告者不准申请答辩。

一、选题依据(拟开展研究项目的研究目的、意义)

随着人们生活水平和自身防范意识的提高，个人人身财产安全越来越受到重视，而锁就是主要的有效保障手段。但是机械锁发展到现在已有悠久的历史，人们对它的内部结构已经有了很透彻的研究，可以做到不使用钥匙而轻易打开锁，也由于金属材料在复杂多变的环境下会生锈，导致锁芯卡死、弹簧老化等问题。

在信息化高速发展的今天，锁也摆脱了以往的造型，向着科技化、信息化、智能化发展。自单片机面世以来，凭借着体积小、价格低、易于编程[2]，逐步成为越来越多的电子产品的核心控制组件[4]。在这种趋势下，电子密码锁也就应运而生，并经过多年的快速发展，整体上有遥控式电子锁、键盘式电子锁[11]、卡式电子锁、生物特征扫描电子锁这几种类型，电子密码锁以其可以自由更换密码、操作简单、安全性高[16]、自动报警、自动锁死、功耗低、外观个性、附加功能多种多样[3]等优点深受人们的喜爱，但由于电子密码锁的价格远高于普通机械锁，因此市场上的主流还是机械锁，所以我们需要不断的研究、改进电子锁，学习借鉴前人的程序编码【18】，使其更加智能化、廉价化，让电子密码锁得到普及，使人们的自身财产安全得到更好的保障。

二、文献综述内容(在充分收集研究主题相关资料的基础上，分析国内外研究现状，提出问题，找到研究主题的切入点，附主要参考文献)

早在80年代，日本生产了最早的电子密码锁，随着经济复苏，电子行业得到快速发展，一些使用门电路设计的简单电路密码锁出现了。到了90年代，美国、意大利、德国、日本等地的微电子技术的进步和通信技术的发展为电子密码锁提供了技术上的支持。我国于90年代初开始对密码锁进行初步的探索。到目前为止，在此领域已经有了相当程度的发展，能够生产各种高智能、高安全性的密码锁。遥控式电子防盗锁分为光遥控和无线电遥控，光遥控利用窄角度的光传输密码，传输信息量大、速度极快、无法再光路径上以仪器捕获信号试图复制，保密性极高，无线电遥控传输信息量大、速度快但是信号发散广容易被仪器捕获。卡式防盗锁，利用磁卡存储个人信息而且在特定场合能够一卡多用。生物特征防盗锁利用生物自带的唯一特征能够起到极高的防盗作用。但是这种高端电子锁只适用于政府机关、大型企业等少数部门，不适用于广大的人们群众的日常生活。普通群众日常使用的还是机械锁，所以需要设计一款功能实用、价格低廉、操作简单的电子密码锁。利用单片机【1】作为控制元件的电子密码锁能够使用C语言[7]和汇编语言简单的对其进行各种人性化的编程[6]，来控制单片机各引脚的高低电位[14]从而实现各元件的接通与关闭，通过整体的配合实现随意更改密码、防盗报警[9]、防暴力破解自锁、LED显示等功能，更加适应不同人群的需求。

参考文献：

[1]宁爱民应用AT89C2051单片机设计电子密码锁.淮海工学院学报.

[2]韩团军;基于单片机的电子密码锁设计[J];国外电子测量技术;2010年07期

[3]郭海英.基于单片机的电子安全密码锁的设计.现代电子技术.

[4]张洪润. 单片机应用技术教程[M].北京:清华大学出版社,1997

[5]李娜,刘雅举. Proteus在单片机仿真中的应用[J].现代电子技术,2007,(04)

[6]杨将新,李华军,刘到骏. 单片机程序设计及应用(从基础到实践)[M].北京:电子工业出版社,2006

[7]谭浩强. C++程序设计[M].北京:清华大学出版社,2004

[8]郑春来;韩团军;李鑫.编译软件Keil在单片机课程教学中的应用.高教论坛.

[9]周功明. 基于AT89C2051单片机的防盗自动报警电子密码锁系统的设计[J].绵阳师范学院学报,2007,(04)

[10]李全利. 单片机原理及接口技术[M].北京:高等教育出版社,2003

[11]瞿贵荣. 实用电子密码锁[J]. 家庭电子,2000,(07):34～73

[12]赵益丹,徐晓林,周振峰. 电子密码锁的系统原理、设计程序及流程图[J].嘉兴学院学报,2003,(15)

[13]李广弟,朱月秀,冷祖祁.单片机基础[M].(第三版) 北京:北京航空航天大学出版社,2007

[14]康华光,陈大钦,张林.电子技术基础(模拟部分)[M].(第五版) 北京:高等教育出版社,2006

[15]李伯成.基于MCS-51单片机的嵌入式系统的设计[M].北京:电子工业出版社,.

[16]郭海英.基于单片机的电子安全密码锁的设计[J].现代电子技术,2005,(13)

[17]蒋辉平 周国雄.基于PROTEUS的单片机系统设计与仿真实例[M].北京:机械工业出版社,.

三、研究方案(主要研究内容、目标，研究方法)

研究内容：

基于整个控制系统的研究设计情况，本设计主要进行如下方面的研究：用智能，集成且功能强大的单片机芯片[15]为控制中心，设计出一套按键式电子密码锁。

本设计主要做了如下几方面的工作：

1.确定密码锁系统的整体设计，包括密码的存储与更改、密码数字的显示、密码是否正确的LED灯提示，暴力破解的密码的蜂鸣器警报。

2.进行各模块的电路设计与连接、大体分配各个器件及模块的基本功能[13]要求。在P0口处接上拉电阻来保证LED屏幕的正常工作以给用户显示正确有效的提示信息，接入两个发光二极管(红、绿各一个)来提示用户的密码是否正确，接入一个蜂鸣器来提示用户密码错误以及在被暴力破解时的报警功能，接入一个4x4矩阵键盘来让用户输入密码，与LED屏幕、发光二极管、蜂鸣器一起起到人机交互的作用。

3.进行软件系统的设计，使用KEI采用C语言对系统进行编程，研究系统的判断逻辑，采用延时函数来有效实现键盘的防抖动功能，采用循环语句来实现键盘的实时监听，采用外接存储器保存密码，采用判断语句判断输入的密码是否正确以及输入错误密码的次数判断是否调用蜂鸣器和键盘响应，将各功能模块整合到一起形成一套高效、简练的系统。

研究目标：

设计一个基于单片机的电子密码锁电路，完成密码的存储与更改、密码数字的显示、密码是否正确的LED灯提示，暴力破解的密码的蜂鸣器警报的功能，完成proteus仿真。

研究方法：

通过文献资料、理论学习，使用KEIL和PROTEUS进行密码锁系统的模拟仿真，验证是否能够实现预期功能。

四、进程计划(各研究环节的时间安排、实施进度、完成程度)

20xx年12月—20xx年3月

进行大量论文相关材料阅读，撰写开题报告，开题。三月中旬完成开题报告;

20xx年3月—20xx年4月

20xx年四月中旬完成论文初稿，交给导师修改，对不足的地方进行改进，学院进行论文中期检查;

20xx年4月—20xx年5月

对论文不足之处再修改，五月中旬并完成论文，形成定稿;

20xx年5月—20xx年6月

对论文进行评阅，合格的论文进行资格检查，组织毕业论文答辩。