Thiết kế hệ thống an ninh sử dụng mã nhập liệu bằng màn hình cảm ứng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ TÀU BIỂN
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
MÔN : VI XỬ LÍ
ĐỀ BÀI: Đề số 56
Thiết kế hệ thống an ninh sử dụng mã nhập liệu bằng màn hình cảm
ứng
Giáo viên hướng dẫn:
Sinh viên : NGUYỄN HUY CÔNG
Lớp :ĐTĐ49ĐH2
M C L CỤ Ụ
Lời nói đầu
Chương I:Tổng quan về công nghệ
1.1 mục đích thiết kế
1.2 yêu cầu của hệ thống
1.3 tầm quan trọng và ứng dụng của đề tài
Chương II:Thiết kế và xây dựng mạch phần cứng
2.1 giới thiệu về vi điều khiển sử dụng (8051)
2.2 các phần tử trong mạch và cách bố trí các phần tử
2.3 thiết minh nguyên lí hoạt động của mạch
2.4 xây dựng lưu đồ thuất toán cho mạch
Chương III:Viết phần mềm điều khiển
3.1 viết phần mềm điều khiển và thuyết minh cho lưu đồ thuật toán
3.2 đưa ra một số giả thiết phát triển hệ thống sau này

Kết luận:
Tài liệu tham khảo:
Li núi u
Trong một xã hội hiện đại, sự phát triển của ngành điện t ng là một yêu cầu
không thể thiếu để thúc đẩy nền kinh tế phát triển và góp phần nâng cao đời sống
xã hội.

Ngày nay, trên thế giới, điện t ng vẫn không ngừng phát triển với tốc độ rất
cao và thâm nhập ngày càng sâu vào tất cả các lĩnh vực của đời sống xã hội. Cùng
với sự phát triển nh vũ bão đó, ngành điện t ng Việt Nam cũng đang nỗ lực hết
sức trên con đờng tìm chỗ đứng cho mình.
Trong đó, lĩnh vực bảo mật là một mảng lớn mà chúng ta cần quan tâm. Chính vì
thế, với mục đích làm quen bớc đầu với việc thiết kế mạch điện tử nói chung và với
hệ thống an toàn, bảo mật nói riêng, chúng em chọn đề tài Thiết kế hệ thống
khóa mã điện tử để nghiên cứu và thực hiện. Hệ thống này cho phép ta quản lý và
hạn chế đợc số ngời ra vào theo mã số trong khu vực cần bảo mật với độ an toàn
cao.Đề tài tuy không lớn song về mặt nguyên lý thì có thể phát triển thành các ứng
dụng quản lý theo thẻ từ, mã vạch,mã hoá trong các khu vực đặc biệt cần phải có
may tính hiện đại với CSDL,ngoài mật mã ra còn kiểm tra tần số giọng nói và
camera kiểm tra hình ảnh mà hiện nay đang rất cần thiết. Vì thế, đối với chúng
em đây là bớc cơ sở để nghiên cứu những ứng dụng lớn hơn sau này.
Trong quá trình thực hiện đề tài, tuy đã rất cố gắng song do những hạn chế về
thời gian tìm hiểu, kiến thức cũng nh kinh nghiệm thực tế nên chúng em không
tránh khỏi nhiều thiếu sót. Chúng em rất mong nhận đợc những ý kiến đóng góp
của thầy cô và các bạn để đề tài của chúng em đợc hoàn thiện hơn, với nhiều chức
năng hơn
Chng I
Tng quan v cụng ngh
1.1 Mc ớch thit k
-Phỏt huy thnh qu ng dng ca vi iu khin to ra nhng sn phm tiờn tin cú
tớch hp cao v cụng ngh.
-Vic thc hin ti ny giỳp em tip cn vi thc t, phỏt huy nhung kin thc
ó hc trong mụn vi x lý.
- Qua õy cú thờm nhiu kinh nghim giỳp ớch sau khi ra trng cú th hũa nhp
vi cụng ngh tiờn tin trờn xó hi
1.2 Yờu cu ca h thng
- H thng hot ng tin cy

-Tính an toàn: do là cửa nên phải có chức năng bảo vệ.
-Tính bảo mật
-D dng cho ngi s dng khi thao tỏc vi h thng
1.3 Tm quan trng v ng dng ca ti
Đây là một hệ thống đóng mở theo mã cho phép một số ít ngời có thể ra vào
theo mã của họ. Nó có thể đợc áp dụng làm cửa ra vào của các hệ thống cần mang
tính bảo mật, giới hạn số ngời ra vào nh: Cửa ra vào cơ quan, nhà máy, các khu
quan trọng, ng dng cho nhng ngụi nh thụng minh
Hệ thống giao tiếp với ngời sử dụng chỉ bằng bàn phím(mn hỡnh cm ng)
và hiển thị do vậy nó hạn chế đợc tác động của ngời sử dung vào nội dung bên
trong của khoá.
Với số lợng mã không lớn (cỡ 10 mã), mỗi mã dài sáu chữ số thì xác suất
tìm thấy mã đúng là: 10/1.000.000 = 0,0001%.Thêm vào đó là khả năng báo động
khi nhập ba mã sai liên tiếp làm cho hệ thống có tính an toàn cao.
Mỗi ngời có một mã riêng. Nếu nghi ngờ lộ mã, ngời dùng có thể thay đổi
mã theo mong muốn. Nhờ đó mà khả năng bảo mật của hệ thống cũng tăng cao
Chng II
Thit k v xõy dng mch phn cng
2.1 gii thiu v vi iu khin s dng (8051)
Từ yêu cầu của đề bài ta dự kiến dùng các chip vi điều khiển thuộc họ MCS-51 của
Intel, mà cụ thể ở đây là dùng chip 8051 vì những lý do
Chip thuộc họ MCS-51 hiện đợc sử dụng phổ biến và đợc coi là chuẩn công
nghiệp cho các thiết kế khả dụng.Với sinh viên mới làm quen với VĐK thì 8051 có
nhiều tài liệu tham khảo,đồng thời cũng sử dụng đơn giản nhất. Mặt khác, qua việc
khảo sát thị trờng linh kiện việc có đợc chip 8051 là dễ dàng nên mở ra khả năng
thiết kế thực tế.
Vì những lý do trên mà việc lựa chọn vi điều khiển AT89C51 của hãng
Atmel, đây là vi điều khiển thuộc họ MCS-51.
-IC iu khin 89C51tng thớch vi h MSC51 cú c im sau :
+ 4K Bytes Flash rom

+ 128 Bytes Ram
+ 4 port 8 bit
+ 2 b nh thi 16 bit
+ Cú port ni tip
+ Cú th m rng b nh chng trỡnh ngoi 64 K Byte
+ B x lý bit
- Cấu trúc bên trong của 89C51
- Sơ đồ chân của 89C51 :
2.2 các phần tử trong mạch và cách bố trí các phần tử
2.3 thiết minh nguyên lí hoạt động của mạch
Mạch điện là một ứng dụng nhỏ của vi điều khiển AT89C51, dùng để khóa một
cánh cửa. Muốn mở cửa bạn phải nhập đúng mã số (mặc định ban đầu là 123456 ).
Các bước thao tác để có thể mở được cửa:
+b1: Nhấn ENTER lần thứ nhất để bắt đầu quá trình nhập mã số.
+b2: Nhập 6 số của mã số, nhấn CLEAR để xóa số vừa nhập.
+b3: Nhấn ENTER lần thứ hai để xác nhận mã số vừa nhập.
Nếu mã số đúng thì cửa sẽ được mở, đèn xanh sẽ bật sáng và sau 1s đèn sẽ tự tắt.
Nếu mã số nhập sai thì đèn đỏ sẽ bật sáng, bạn được phép nhập sai 2 lần, nếu nhập
sai mã số lần thứ 3 thì hệ thống sẽ báo động, cả đèn xanh và đèn đỏ đều được bật
sáng, sau 3 phút báo động sẽ tắt.
Sau khi mở cửa người mở khóa sẽ nhấn nút CLOSE để đóng cửa. Giả sử sau khi
mở cửa, người mở khóa quên đóng cửa thì sau 10s cửa sẽ tự động đóng lại, trong
vòng 10s đó nếu nút CLOSE được nhấn bất cứ lúc nào thì cửa sẽ đóng ngay lập
tức.
2.4 xây dựng lưu đồ thuật toán cho mạch
Lưu đồ giải thuật chương trình chính
Giải thuật nhập số từ bàn phím
III-Đoạn mã của chương trình:
; CHUONG TRINH KHOA SO

; MA SO MAC DINH LA 123456
#include<sfr.51.inc>
$MOD51
ALARM BIT P3.0
OPEN BIT P3.1
REDLED BIT P3.2
GREENLED BIT P3.3
ORG 00H
MAIN:
;===================================
MOV R0,#01H
MOV R1,#00H
MOV R2,#00H
MOV R3,#00H
MOV R4,#00H
MOV R5,#00H
MOV R6,#00H
MOV R7,#00H
CLR ALARM
CLR OPEN
SETB REDLED
SETB GREENLED
MOV SP,#30H
MOV 21H,#1
MOV 22H,#2
MOV 23H,#3
MOV 24H,#4
MOV 25H,#5
MOV 26H,#6
;=================================

ENTER1:
LCALL SCANKEYPAD
CJNE A,#0BH,ENTER1 ;CHO NHAN ENTER DE NHAP MA SO
TT:
LCALL SCANKEYPAD ;NHAP SO TU BAN PHIM
CJNE A,#0AH,TT1 ;KIEM TRA NUT CLEAR CO DUOC NHAN HAY KHONG
LCALL DELETENUMBER
SJMP TT2
TT1:
MOV @R0,A ;LUU SO VAO CAC THANH GHI
INC R0
TT2:
CJNE R0,#07H,TT
LOOP: LCALL SCANKEYPAD
CJNE A,#0AH,TT3
LCALL DELETENUMBER
LJMP TT2
TT3: CJNE A,#0BH,LOOP
LCALL KIEMTRAMASO
CJNE R7,#00H,WRONGPASSWORD
SETB OPEN ;MO CUA
CLR GREENLED ;DEN XANH BAT SANG
LCALL DELAY1S
SETB GREENLED
;DOI 10S NEU KHONG NHAN NUT CLOSE THI CUA SE TU DONG DONG LAI
;TRONG VONG 10S NEU NHAN NUT CLOSE THI CUA CUNG SE DONG
MOV P1,#0F7H
PUSH 00H
MOV TMOD,#10H
MOV R0,#200

LAP:
MOV TH1,#HIGH(-50000)
MOV TL1,#LOW(-50000)
SETB TR1
P14: JNB P1.4,DONGCUA
JNB TF1,P14
CLR TF1
CLR TR1
DJNZ R0,LAP
DONGCUA:
POP 00H
CLR OPEN
LJMP MAIN
;====== PASSWORD KHONG DUNG=====
WRONGPASSWORD:
MOV R0,#01
CLR REDLED ;DEN DO BAT SANG KHI NHAP MA SO SAI
LCALL DELAY1S
SETB REDLED
CJNE R7,#03H,TT;DUOC NHAP SAI 2 LAN, NHAP SAI LAN THU 3 THI BAO DONG
SETB ALARM
CLR GREENLED
CLR REDLED
LCALL DELAY3P
CLR ALARM
SETB GREENLED
SETB REDLED
LJMP ENTER1
;======CHUONG TRINH CON QUET BAN PHIM=======
SCANKEYPAD:

MOV P1,#0FEH
JNB P1.4,SO0
JNB P1.5,SO1
JNB P1.6,SO2
JNB P1.7,SO3
MOV P1,#0FDH
JNB P1.4,SO4
JNB P1.5,SO5
JNB P1.6,SO6
JNB P1.7,SO7
MOV P1,#0FBH
JNB P1.4,SO8
JNB P1.5,SO9
JNB P1.6,XOA
JNB P1.7,ENT
MOV P1,#0F7H
JNB P1.4,CLOSE
SJMP SCANKEYPAD
SO0:
MOV A,#00H
JNB P1.4,$ ;CHO DEN KHI NUT NHAN DUOC NHA RA
RET
SO1:
MOV A,#01H
JNB P1.5,$
RET
SO2:
MOV A,#02H
JNB P1.6,$
RET

SO3:
MOV A,#03H
JNB P1.7,$
RET
SO4:
MOV A,#04H
JNB P1.4,$
RET
SO5:
MOV A,#05H
JNB P1.5,$
RET
SO6:
MOV A,#06H
JNB P1.6,$
RET
SO7:
MOV A,#07H
JNB P1.7,$
RET
SO8:
MOV A,#08H
JNB P1.4,$
RET
SO9:
MOV A,#09H
JNB P1.5,$
RET
XOA:
MOV A,#0AH

JNB P1.6,$
RET
ENT:
MOV A,#0BH
JNB P1.7,$
RET
CLOSE:
MOV A,#0CH
JNB P1.4,$
RET
;==CHUONG TRINH CON XOA SO VUA NHAP====
DELETENUMBER:
PUSH ACC
MOV A,R0
DEC A
JZ DELETE;KIEM TRA DA CO SO NAO NHAP HAY CHUA
DEC R0
MOV @R0,#00H
DELETE:
POP ACC
RET
; CHUONG TRINH CON KIEM TRA MA SO VUA NHAP
KIEMTRAMASO:
PUSH ACC
MOV A,21H
CJNE A,01H,NHAPSAI
MOV A,22H
CJNE A,02H,NHAPSAI
MOV A,23H
CJNE A,03H,NHAPSAI

MOV A,24H
CJNE A,04H,NHAPSAI
MOV A,25H
CJNE A,05H,NHAPSAI
MOV A,26H
CJNE A,06H,NHAPSAI
MOV R7,#00
POP ACC
RET
NHAPSAI:
INC R7
XONG:
POP ACC
RET
;==CHUONG TRINH CON TAO TRE 3 PHUT=
DELAY3P:
PUSH 00H
PUSH 01H
MOV TMOD,#01H
MOV R1,#30
AA:
MOV R0,#100
AAA:
MOV TH0,#HIGH(-60000)
MOV TL0,#LOW(-60000)
SETB TR0
JNB TF0,$
CLR TF0
CLR TR0
DJNZ R0,AAA

DJNZ R1,AA
POP 01H
POP 00H
RET
;==CHUONG TRINH CON TAO TRE 1S==
DELAY1S:
PUSH 00H
MOV TMOD,#01H
MOV R0,#100
DELAY:
MOV TH0,#HIGH(-10000)
MOV TL0,#LOW(-10000)
SETB TR0
JNB TF0,$
CLR TF0
CLR TR0
DJNZ R0,DELAY
POP 00H
RET
;====================
END
Phn m rng:
Do thi gian cú hn nờn tụi ch lm phn cn bn ca mt khúa s. cho mch co
ng dng cao hn thỡ ta phi thờm cỏc phn ốn bỏo,chuụng bỏo, phn gii hn
nhp sai. trờn tụi ch s dng RAM ni nờn khi Mt ngun thỡ Password thay i
s mt i. khc phc c iu ny ta cú th s dng RAM ngoi cú ngun
nuụi riờng hoc s dng loi RAM NVSRAM õy l loi RAM khụng mt d liu
khi mt in.

Kt lun:

Trên cơ sở lí thuyết đã học, em đã thiết kế hệ thống khóa với độ tin cậy có thể chấp
nhận đợc dựa vào chức năng quản lí chơng trình bằng password trong máy tính với
quy mô đơn giản hơn. Để ứng dụng vào thực tế, hệ thống nàycòn cần đợc chỉnh
sửa để tăng tính ổn định và kết nối với bộ phận cơ khí đóng mở cửa. Ngoài ra hệ
thống trên có thể phát triển thêm chức năng giữ cho cửa mở trong một khoảng thời
gian tuỳ ý theo ngời sử dụng.
Hiện nay, những hệ thống kiểm soát ra vào theo mã đã sử dụng những hình thức
quản lí tiên tiến hơn nh: thẻ từ, vân tay tuy nhiên chi phí còn rất cao. Một hệ
thống quản lí nh em tập thiết kế vẫn còn có những ứng dụng nhất định.
Do là thiết kế đầu tiên nên không thể tránh khỏi sai sót nhất định em xin chân
thành cảm ơn sự giúp đỡ và hớng dẫn của các thầy giáo chu nhim và các bạn trong
thời gian vừa qua. Mong rằng sẽ nhận đợc nhiều đóng góp ý kiến để bản thiết kế
này và những bản thiết kế sau ngày càng đợc hoàn thiện hơn.
+ Phần mềm sử dụng :
- Lập trình dịch file ASM >Hex : Reads51
- Mô phỏng : Proteus 6 Professional.
- Vẽ mạch nguyên lý và mạch in : Protelus
*Ti liu tham kho
1.Họ vi điều khiển 8051 Tác giả :Tống văn On,Hoàng đức Hải
2.Kỹ thuật số - Nguyễn Thuý Vân
3.Cu trỳc lp trỡnh v h vi iu khin 8051, tỏc gi: Nguyn Tng Cng Phan
Quc Thng.
Datasheet v cỏc linh kin ly t trang AT89C51, v cỏc linh kin khỏc ly t trang
web www.alldatasheet.com.
Sinh viờn thc hin:NGUYN HUY CễNG
Hải phòng 29/4/2011