单片机电子密码锁加密模块的研究与设计.pdf

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1、单片机电子密码锁加密模块的研究与设计潘雪峰，等单片机电子密码锁加密模块的研究与设计ReSearchandDesignoftheEncryptionModuIeBasedonSingIeChipConlputerforElectronicC吖ptogramLoek馐雪碑1李脂无1’2扬威榷1(武汉生物工程学院计算机与信息工程系1．湖北武汉430415；武汉理工大学计算机科学与技术学院2，湖北武汉430063)摘要：为降低密码锁的成本，研究与设计了一种基于805l单片机的密码锁加密模块。该模块运用随机矩阵进行加密，并结合高性能单片机，辅以四输入与非门模块，不涉及外围接口芯片，从而减

2、小了PcB面积。分别分析了模块的功能设计和模块的结构设计，并对硬件电路、代码部分进行了仿真测试。软件仿真测试结果表明，与传统方法相比，该方法加密更快速、可靠性更高、成本更低。关键词：单片机密码锁加密模块随机矩阵中断中图分类号：TP368+．1文献标志码：AAb!出。an：lnordertoreducethecostofcryp吣gmmlock，出eencryptionmoduleforthelockb鹊edon805Isin—echipcomputeri8researchedaIldde8i和ed．11lemoduleimplementsencrylptionbyadoptif

3、Igmndomm枷x，andcombin∞tlIehighpe而咖ance8inglechipcomputeraidedbyfou卜inputNANDgatemodule，thepe“pheralinteI{．acechipisnotinvloved。tIlust}learea0fP(：Bi8decrea靶d。ThefhnctionsandtIle8tnlctraldesi印ofIhemodulea阳aⅡaJyzedre8pectively。跏dthehardwarecircuitryand山ecodillgsectionaretestedby8imIIlation．『11Ie

4、他sultof∞f¨are日imuJationindicatestIlatcomparing诵thtraditionalr驰thod，tllismethodfeatu化8f缸terencryption，Kgherreliabili哆柚dlowercost．Keywords：SinglecIIipcomputerCryptogmmlockEncqpti∞modIIlefLandom眦啊xIntemlpt0引言安全问题是现代社会各界普遍关注的焦点之一。目前，常见的安全产品有指纹识别系统、lC卡辨识系统以及红外防盗系统等。这些系统一般用于保密要求较高或供个人使用的保险箱(或保险柜)。

5、虽然产品的安全性高，但由于其生产成本高，携带、安装及使用不方便等缺点，在一定程度上限制了这类产品的普及和推广¨以】。针对这些缺点，基于单片机的电子密码锁使用805l单片机来实现多功能密码模块。这种电路设计具有加密更快速、可靠性更高、成本更低的特点．特别适用于家庭、办公室、学生宿舍及宾馆等场所，具有很强的社会推广价值。传统电子密码锁的基本功能要求有：①一定的密码位数与取值范围，密码位数决定锁体健壮程度；②用户自行设定和修改密码；③按键时有相应提示，若输入的开锁密码不正确，则需另行处理；④开锁密码错误次数超过限制则报警；⑤键入正确开锁密码后开锁；⑥硬国家自然科学基金资助项目(编号：

6、607732“)：国家软件开发环境基金资助项目(编号：SKLsDE-20llKF旬1)；武汉市教育局科研基金资助项目(编号：2009K098)。修改稿收到日期：20ll—07—3l。第一作者潘雪峰(1980一)，男，2009年毕业于隼中科技大学计算机系统结构专业，获硕士学位，讲师；主要从事嵌入式系统的研究。件成本低廉，软件简洁可靠，易于批量生产。智能电子锁的功能扩展要求有：①功能多样化；②计算机及网络通信扩展智能电子锁的功能；③与智能现场仪器和中央监控系统连接；④模块高度集成，结构简单可靠，操作方便；⑤人机界面智能化、友善化；⑥智能识别系统，扩展信号提取技术¨。j。本设计基于单

7、片机实现传统电子密码锁基本功能，并引入嵌入式技术，减少了电子密码锁外围元器件，硬件电路简单；以C语言进行程序设计，简化了源程序结构及代码，降低了ROM空间的占用。1方案分析与设计1．1芯片的选择中央处理单元采用Intel805l，其具有4个8位准双向I／O口，只需1个晶振和2个电容即可工作。其结构简单、运行可靠旧“J。Intel805l内置4kB的程序ROM以及128B的数据RAM一。1引。为了降低成本，没有外接存储器，而是直接使用片内的存储空间。由于键盘输入密码采用的是中断方式，因而采用7