奉节永安中学-青岛国税局

阳光学院本科生毕业设计（论文）开题报告
专业名称
通信工程
学生姓名
林*森
指导教师
*******
学 号
2***99435< br>课题名称
多功能密码锁设计
开题日期
2017.1.13
一、研究背景 、概况及意义
锁具在古今都是被广泛使用的，在日常的生活中，人们经常使用
锁具以来保护家里 的金钱和珠宝，保证自身家庭的人身安全，其最终
的目的就是要提高事物的安全性。然而在生活中经常看 到人们会装有
普通的机械锁，密码箱上的滚轮密码锁，学校宿舍的电磁卡锁，还有
一些指纹锁等 等。对比一下来看，普通机械锁的极大缺点就是极其容
易被盗贼强行破坏，其安全系数是最低的，而且经 常得携带很多的钥
匙，造成生活中很多不便，也容易丢失；密码锁安全性能比较好，但
太单一了 而且价格也比较贵；电磁卡锁因其磁卡的信息非常容易受到
外界的干扰而导致其失去磁性，从而无法开锁 ，相对比较麻烦，而指
纹等用生物特征技术的锁即使安全系数非常好，但也会有时因其手指
划破 受伤或者虹膜充血等影响导致无法开锁。所以研究出现代化新型
的多功能密码锁是现代人的现实生活需求 。
从是否方便轻巧的方面来看，指纹（虹膜）锁无需带任何工具，
用其手指等即可开锁，没有了 普通机械锁的钥匙，没有了电磁卡锁的
卡，极其方便。从实用的角度来看，多功能密码锁具有多种开锁功
能，不用担心因其手指划破或磁卡消磁或按键不灵等等造成无法开
锁，从而很大程度提高了其安 全性和适用性。因此多功能密码锁是既
方便轻巧，又安全实用，更具有更多的选择性。本设计的多功能密 码
锁，同时具有按键输入密码、手机蓝牙APP、指纹识别三种开锁方式。
随着世界生活水平的 提高，像单一的指纹开锁、单一的磁卡开
锁、单一的输入密码开锁、单一的APP开锁已经走进人们的生 活中去，
但是这种开锁虽然安全性能上相比较传统的机械锁提高了不少，但是
其可靠性和智能性 还是比较差的，如果指纹意外破损、磁卡磁性受到
外界影响、安装APP的通信设备没电或损坏等等原因 会导致无法开锁，
给生活带来诸多不便，因此，研究出高效可靠的多功能密码锁是发展
的趋势。

二、研究主要内容
1．单片机及最小系统2．液晶显示模块
3．矩阵键盘模块
4．报警电路模块设计
5．指纹模块设计本模块的单片机用的是STC89C52单片机，复位、电源、晶振
电路被称为单片机正常工作的三 要素。复位电路的基本功能
是：单片机在上电启动时都需要进行复位，对CPU和各个模块
的硬 件进行初始化，使其从初始状态进行运行。
电源电路是为整个电路提供动力。
晶振是整个单片机 的心脏，晶振在单片机系统中为单片机运
行提供时钟源，任何指令的执行都必须依靠时钟源的存在，所以为所有的操作提供了一个统一的节拍，这个节拍便是晶
振的频率，本次设计会使用两个小电容和 一个晶振来完成晶
振电路的设计。
显示电路使用12864系列液晶，提醒用户输入密码，提示 密码
输入是否正确等信息来提供一个良好的用户交互体验。液晶
是一种高分子材料，因为其特殊 的物理、化学、光学特性，
20世纪中叶开始广泛应用在轻薄型显示器上。液晶显示器的
主要原 理是以电流刺激液晶分子产生点、线、面并配合背部
灯管构成画面。通常把各种液晶显示器都直接叫做液 晶。
按键电路使用4*4的矩阵键盘，来完成密码的输入。密码的输
入通过按键的按下来完成， 而单片机要采集键盘是否按下则
需要通过扫描的方式来完成。
报警电路使用的LED灯，LED 其实就是一个二极管，利用它单
向导电性设计的报警电路，同时还引入了蜂鸣器，配合LED达
到声光报警的效果。旨在提醒输入的用户密码错误，如果连
续输入错误次数大于3次，将触发报警电路。
指纹模块会在单片机开发板上留出接口，接口的设计必需严
格依照指纹模块的引脚及输出的信号 来设计，不同指纹模块

的接口都有存在差异，指纹模块的型号为FM-60系列光学指< br>纹，可以存储多种指纹，且掉电也可保存。
6. 蓝牙模块设计
实现手机开锁软件与密码 锁的互联，使用户可以通过手机开
锁软件开锁。
蓝牙发送模块：通过手机蓝牙向主控器发送数据 和指令，本
调试过程中使用的安卓手机的蓝牙系统，通过安装APP来完成
蓝牙信号的发送。< br>蓝牙接收模块：利用微控制器驱动蓝牙模块来接收上位机发
送过来的指令。因此，系统蓝牙接收模 块选用了HC-05嵌入式
蓝牙串口通讯模块，采用SPI通信，非常易于连接到单片机。
三、 研究步骤、方法及措施
1．收集相关资料
从网上或图书馆收集有关毕业设计的相关材料以及书籍 ，在
阅读的过程中，提取出自己所需的资料，并做好笔记。
2．设计节点模块
本系统以 片机为核心，扩展了电源电路，晶振电路，复位电
路作为最小系统板，保证单片机可以正常启动，同时又 扩展
了显示电路，掉电存储电路，矩阵按键电路，指纹模块电
路，蓝牙模块电路等，构成整个系 统的基本框架，主要系统
框图如图1所示：
图 1 系统框图
3．系统软件设计
软件部分必须也进行模块化设计，而不能将所有函数写在一
个文件里。建立一个工程，每个模块单独作 为一个文件，这
样每个模块代码单独编译测试，及时调试bug，这样在对整个
工程进编译时容 易定位到问题所在，更多的考虑模块的调
用，逻辑结构方面存在的缺陷，而不是去解决一大堆语法，拼写等等方面的错误，提高开发的效率。
4. 总体硬件都完成后，结合软件编程进行调试，直至系统能够进
行正常工作。
5. 确定作品可行后，撰写毕业设计论文。

< br>四、研究计划进度
1．2017年1月2日－2017年1月13日（第1周-第2周）：查阅资 料，对
功能需求进行分析, 硬件功能模块划分及软件代码设计，完成开
题报告。
2． 2017年2月13日－2017年3月3日（第3周-第5周）：对指纹模块、
按键模块、蓝牙模块、 显示电路等进行详细设计，完成原理图的
设计，PCB的绘制并进行焊接，完成硬件部分。
3． 2017年3月6日－2017年3月24日（第6周-第8周）：查阅资料，请
教导师，编写指纹模块 主程序代码、24C02掉电存储子程序代
码、12864显示程序代码等，完成软件部分。
4 ．2017年3月27日－2017年4月21日（第9周-第12周）：下载代码观
察硬件执行效果， 进行相应的调试，软硬件调试，开始毕业论文
初稿的撰写。
5．2017年4月24日－201 7年5月5日（第13周-第14周）：修改毕业设
计（论文），交评阅老师评阅 ，根据指导老师的意 见修改毕业
设计论文。
6．2017年5月8日－2017年5月19日（第15周-第16周 ）：完成毕业论
文，准备答辩的相关材料。

五、参考文献
[1] print Recognition in Low Quality Images[J].Pattern
Recognition,
1993,26:1441-1460.
[2] TIAN Jie,CHEN progress in fingerprint recognition[J].Progress
in Natural Science,2006,03:231-240.
[3] 赵玉兰,姜春风,方修丰.指纹识别技术 在煤矿门禁系统中的应用与实现[J].煤炭技
术,2010,29(11):132-134.
[4] 赵晓玲.单片机在指纹保险柜中的应用[J].微计算机信息,2006,20(20):134-1 36.
[5] 刘小华,王燕生.指纹识别技术的发展[J].光学技术,1998,23(04):7 8-80.
[6] 郭天祥.新概念51单片机C语言教程[M].北京:电子工业出版社,2009: 60-400.
[7] 张毅刚.单片机原理与应用[M].北京:高等教育出版社,2006:56-234.
[8] 赵建领 .51单片机开发与应用技术详解[M].北京:电子工业出版社,2009:75-124.
[9] 陈光新.自动指纹识别技术及其应用[J].江苏船舶,2004,24(03):32-35.
[10 ] Prata.S.C Primer Plus中文版[M].北京:人民邮电出版社,2005:74-99.
[11] 吴凌燕.基于Pr oteus的单片机仿真设计[J].仪表技术,2011,17(07):31-37.



指导教师意见
（对本课题的深度、广度及工作量的意见及开题是否通过）：
该生对选题与我进行了充分讨论研究，该课题的研究具有很大的
实用性，符合现代社会的发展需求。本课 题初步确定的电路原理图合
理，设计思路基本明确，通过设计和研究可以提高学生的动手能力和
强化学生的专业知识，进一步提高学生的工作能力。本课题的研究方
法和研究步骤基本合理，工作量适中 ，难度合适，学生能够在预定时
间内完成该课题的设计。

通过 □ 完善后通过 □ 未通过 □
　　　　　　　　　　　　　
指导教师签名：　　　　 　 　年　　
月　　日
系主任意见：



签名： 年 月 日
注：开题报告用A4纸打印装订在毕业设计（论文）任务书后，学生可根据开题 报告的长度加
页。
开题是否通过请指导教师在
□
内打“√”。