手机蓝牙的智能门锁控制系统设计
摘 要本课题的研究对象为“基于手机蓝牙的智能门锁控制系统”，核心部件选用ATMEL公司推出的AT89C51单片机，设计了一个能够使用手机蓝牙遥控功能的电子密码锁。控制系统依赖于51单片机强大的控制作用，通过输入输出各种形式的电平信号来对HC-05蓝牙模块、键盘、继电器以及液晶屏等模块的控制，从而将各模块的功能融为一体。本文在硬件和软件两个层面上对智能门锁控制系统进行了分别设计，使用软件上通过原理图和流程图的形式来对整个控制系统的设计思路以及设计过程阐述。经过了大量的测试和验证，本文所设计的系统能够达到很高的性能指标，非常适合将其推向智能门锁系统的市场之中，并且具有取代现有相关产品的实力。
目录
一、 引言 1
（一） 密码锁控制系统的发展背景 1
（二） 密码锁的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案选择及元器件介绍 3
（一） 主控器的选取 3
（二） AT89C51单片机 3
（三） 蓝牙通信模块简介 4
三、 硬件系统设计 5
（一） 蓝牙智能门锁的硬件结构框图设计 5
（二） 最小系统设计 5
（三） 蓝牙通信电路设计 7
（四） EEPROM芯片电路设计 7
（五） 门阀开关电路设计 8
（六） 液晶电路设计 9
（七） 机械键盘电路设计 9
四、 软件系统设计 11
（一） 蓝牙智能门锁的主程序流程图设计 11
（二） 蓝牙通信流程设计 12
（三） 单片机读写EERPOM工作流程设计 13
（四） 门阀开关控制流程图设计 15
（五） 液晶显示流程设计 15
（六） 动态扫描键盘工作流程设计 16
五、 实物制作与安装2 18
（一） 实物展示 18
（二） 调试总结 18
总 结 19
参考文献 20
致 谢 21
附录一 原理图 22
附录二 元件列表 23
附录三 程序
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
25
引言
密码锁控制系统的发展背景
随着人类对电子技术以及智能技术的广泛开发，生活中几乎大多数电器、设备或者检测仪器已经被电子系统所代替，就如密码锁这种本来完全依靠传统结构来实现的常用模块，在其长长的发展历程中，许多新的功能被添加到其内部结构中，已经不在是传统意义上仅仅能够实现开锁和闭锁两种功能的机械模块了。在最近几十年时间内，传感器、微处理器以及新型半导体的出现使得密码锁的概念得到了重新的定义，智能识别、密码输入、判断、报警以及存储等功能不断地被融入到密码锁控制系统中，颠覆了原先人们对于传统密码锁的想象，同时这些新功能的增加也使得它能够更好地为人们带来生活、工作以及生产上的便利，只需按键的轻轻按动即可实现锁的电动开启和关闭，同时其报警功能也能够达到威慑不法分子的功效，这是传统密码锁所无法企及的。密码锁控制系统的发展与人类社会的经济发展也是息息相关的，在经济繁荣时人们对于日常生活也提出了更高的质量，人机友好、智能生活等概念深入人们的潜意识里，传统落后技术已经无法在满足人类对美好生活的追求，微处理器智能控制技术使得这一切都得以实现，智能密码锁在很大程度上迎合了人们对优质生活的审美观，本课题在对智能密码锁进行了大量的调研和对比后，考虑到目前市面上相关产品处于刚刚起步阶段，无论是在硬件还是软件上都存在这很多的不足之处，因此高智能的密码锁控制系统还不能够实现普及，因此本文将以大学期间所学的专业知识结合课外学习经验作为基础，选用高性价比器件，设计一款智能密码锁，突破目前市面上相关产品所存在的普遍弊端，降低密码锁的总体设计成本，正确取代市场上相当大一部分密码锁产品。
密码锁的国内外发展现状
根据前不久的一份密码锁行业前景研究报告显示，目前密码锁已经渗透到了人们生产生活的各个角落，各种不同智能程度的密码锁影响着人们的日常生活，对于密码锁的研究和开发现状，国内外都已经达到了一个很高的境地，然而国外由于对智能密码锁控制系统的研发起始时间更早，因此在智能方面，国外做的更加突出，国内外目前都能够实现指纹识别、人声识别或者面部识别等功能。
本文主要研究内容
本课题在经过对当前市面上相关产品的大量调研后，结合自身的专业知识掌握程度，最终确立了如下的设计研究内容：
1、具有通过输入密码来实现开锁/解锁的功能；
2、密码宽度为8位阿拉伯数字和字母ABCD组成；
3、密码输入方式有键盘输入和手机蓝牙输入两种方式；
4、具有密码修改功能；
5、具有输入次数达到一定数量后报警功能；
6、具有手动闭锁功能；
7、系统采用直流正5V电压进行供电，具有较低的功率消耗；
方案选择及元器件介绍
主控器的选取
如果选用ATMEL公司的AT89C51单片机来作为本文所设计系统的主控器芯片，那么将为本系统引入三大优势，首先在单片机具有较高性能；而第二大优势是其采用直插封装；第三大优势是AT89C51单片机成本低。
设计系统的主控器芯片若选择德州仪器公司的TMS320F28335型DSP，也有三个优势。首先在内部的架构为哈佛结构；第二大优势是TSM320F28335芯片内部集成了比AT89C51更多的资源；第三大优势是28335芯片内部植入了德州仪器公司独有的低功耗模式。
对两款控制器对比后，可以发现将AT89C51和TMS320F28335任何一款芯片应用在本系统中都能够为控制系统带来独特的性能优势，考虑到成本方面，最终选择了ATMEL公司的AT89C51单片机。
AT89C51单片机
在内部结构方面，这款历史悠久的单片机遵循着一个CPU同时搭配若干外围设备的经典结构，这种结构一直延续到当前许多性能高端的单片机中，如32位单片机STM32以及DSP等性能优良的处理器中。其CPU（MCS51)的内部结构采用了经典的冯诺依曼架构，这款架构几乎应用在所有早期单片机中用于进行数据运算，其经典性不言而喻。在其CPU周围的模块为一个GPIO口控制器、定时器0和1、外部中断管理器、UART模块、FLASH以及RAM等，这些围绕者CPU的模块被称为外围模块，这些模块主要由51单片机的生产厂家依照用户需求自行加入的，只有CPU是沿用的INTEL公司的原版MCS51，这就是我们目前能在市面上经常看到很多种51的缘故，所以除了外围模块不同，所有51单片机它内部的MCS51内核都是一样的。
图1 AT89C51单片机
蓝牙通信模块简介
目录
一、 引言 1
（一） 密码锁控制系统的发展背景 1
（二） 密码锁的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案选择及元器件介绍 3
（一） 主控器的选取 3
（二） AT89C51单片机 3
（三） 蓝牙通信模块简介 4
三、 硬件系统设计 5
（一） 蓝牙智能门锁的硬件结构框图设计 5
（二） 最小系统设计 5
（三） 蓝牙通信电路设计 7
（四） EEPROM芯片电路设计 7
（五） 门阀开关电路设计 8
（六） 液晶电路设计 9
（七） 机械键盘电路设计 9
四、 软件系统设计 11
（一） 蓝牙智能门锁的主程序流程图设计 11
（二） 蓝牙通信流程设计 12
（三） 单片机读写EERPOM工作流程设计 13
（四） 门阀开关控制流程图设计 15
（五） 液晶显示流程设计 15
（六） 动态扫描键盘工作流程设计 16
五、 实物制作与安装2 18
（一） 实物展示 18
（二） 调试总结 18
总 结 19
参考文献 20
致 谢 21
附录一 原理图 22
附录二 元件列表 23
附录三 程序
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
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引言
密码锁控制系统的发展背景
随着人类对电子技术以及智能技术的广泛开发，生活中几乎大多数电器、设备或者检测仪器已经被电子系统所代替，就如密码锁这种本来完全依靠传统结构来实现的常用模块，在其长长的发展历程中，许多新的功能被添加到其内部结构中，已经不在是传统意义上仅仅能够实现开锁和闭锁两种功能的机械模块了。在最近几十年时间内，传感器、微处理器以及新型半导体的出现使得密码锁的概念得到了重新的定义，智能识别、密码输入、判断、报警以及存储等功能不断地被融入到密码锁控制系统中，颠覆了原先人们对于传统密码锁的想象，同时这些新功能的增加也使得它能够更好地为人们带来生活、工作以及生产上的便利，只需按键的轻轻按动即可实现锁的电动开启和关闭，同时其报警功能也能够达到威慑不法分子的功效，这是传统密码锁所无法企及的。密码锁控制系统的发展与人类社会的经济发展也是息息相关的，在经济繁荣时人们对于日常生活也提出了更高的质量，人机友好、智能生活等概念深入人们的潜意识里，传统落后技术已经无法在满足人类对美好生活的追求，微处理器智能控制技术使得这一切都得以实现，智能密码锁在很大程度上迎合了人们对优质生活的审美观，本课题在对智能密码锁进行了大量的调研和对比后，考虑到目前市面上相关产品处于刚刚起步阶段，无论是在硬件还是软件上都存在这很多的不足之处，因此高智能的密码锁控制系统还不能够实现普及，因此本文将以大学期间所学的专业知识结合课外学习经验作为基础，选用高性价比器件，设计一款智能密码锁，突破目前市面上相关产品所存在的普遍弊端，降低密码锁的总体设计成本，正确取代市场上相当大一部分密码锁产品。
密码锁的国内外发展现状
根据前不久的一份密码锁行业前景研究报告显示，目前密码锁已经渗透到了人们生产生活的各个角落，各种不同智能程度的密码锁影响着人们的日常生活，对于密码锁的研究和开发现状，国内外都已经达到了一个很高的境地，然而国外由于对智能密码锁控制系统的研发起始时间更早，因此在智能方面，国外做的更加突出，国内外目前都能够实现指纹识别、人声识别或者面部识别等功能。
本文主要研究内容
本课题在经过对当前市面上相关产品的大量调研后，结合自身的专业知识掌握程度，最终确立了如下的设计研究内容：
1、具有通过输入密码来实现开锁/解锁的功能；
2、密码宽度为8位阿拉伯数字和字母ABCD组成；
3、密码输入方式有键盘输入和手机蓝牙输入两种方式；
4、具有密码修改功能；
5、具有输入次数达到一定数量后报警功能；
6、具有手动闭锁功能；
7、系统采用直流正5V电压进行供电，具有较低的功率消耗；
方案选择及元器件介绍
主控器的选取
如果选用ATMEL公司的AT89C51单片机来作为本文所设计系统的主控器芯片，那么将为本系统引入三大优势，首先在单片机具有较高性能；而第二大优势是其采用直插封装；第三大优势是AT89C51单片机成本低。
设计系统的主控器芯片若选择德州仪器公司的TMS320F28335型DSP，也有三个优势。首先在内部的架构为哈佛结构；第二大优势是TSM320F28335芯片内部集成了比AT89C51更多的资源；第三大优势是28335芯片内部植入了德州仪器公司独有的低功耗模式。
对两款控制器对比后，可以发现将AT89C51和TMS320F28335任何一款芯片应用在本系统中都能够为控制系统带来独特的性能优势，考虑到成本方面，最终选择了ATMEL公司的AT89C51单片机。
AT89C51单片机
在内部结构方面，这款历史悠久的单片机遵循着一个CPU同时搭配若干外围设备的经典结构，这种结构一直延续到当前许多性能高端的单片机中，如32位单片机STM32以及DSP等性能优良的处理器中。其CPU（MCS51)的内部结构采用了经典的冯诺依曼架构，这款架构几乎应用在所有早期单片机中用于进行数据运算，其经典性不言而喻。在其CPU周围的模块为一个GPIO口控制器、定时器0和1、外部中断管理器、UART模块、FLASH以及RAM等，这些围绕者CPU的模块被称为外围模块，这些模块主要由51单片机的生产厂家依照用户需求自行加入的，只有CPU是沿用的INTEL公司的原版MCS51，这就是我们目前能在市面上经常看到很多种51的缘故，所以除了外围模块不同，所有51单片机它内部的MCS51内核都是一样的。
图1 AT89C51单片机
蓝牙通信模块简介
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