LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay trên thế giới, lĩnh vực bảo mật là một mảng lớn mà chúng ta cần
quan tâm. Chính vì thế, với mục đích làm quen bước đầu với việc thiết kế mạch
điện tử chúng em chọn đề tài “ Thiết kế hệ thống an ninh sử dụng mã số nhập từ
bàn phím ” để nghiên cứu và thực hiện. Hệ thống này cho phép ta quản lý và hạn
chế được số người ra vào theo mã sè 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 bước 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 như kinh nghiệm thực tế nên chúng em không
tránh khỏi nhiều thiếu sót. Chúng em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp
của thầy cô và các bạn để đề tài của chúng em được hoàn thiện hơn, với nhiều chức
năng hơn
PHẦN1: GIỚI THIỆU CHỨC NĂNG HỆ THỐNG
Đây là một hệ thống đóng mở theo mã cho phép một số Ýt người có thể ra
vào theo mã của họ. Nó có thể được áp dụng làm cửa ra vào của các hệ thống cần
mang tính bảo mật, giới hạn số người ra vào: Cửa ra vào cơ quan, nhà máy, các
khu quan trọng
Trên cơ sở đó, hệ thống phải đảm bảo được hai yêu cầu cơ bản sau:
-Tính an toàn: do là cửa nên phải có chức năng bảo vệ.
-Tính bảo mật.
Do đó chúng em đã đưa ra yêu cầu một hệ thống có chức năng đóng mở
như sau:
1. Chức năng hệ thống:
• Hệ thống quản lí một số mã ứng với một số người được cho phép ra vào ở
của này và hoạt động trên cơ sở các mã này.
• Mã gồm có 6 chữ số.
• Hệ thống giao tiếp với người sử dụng thông qua một bàn phím điều khiển và

• Khối bàn phím: cần 14 nút gồm:
- Các nút số từ 0-9
- Các nút chức năng: Open, Change, <
- Sử dụng các phím bấm tự nhả để nhập vào.
• Khối mạch xử lí: Xử lí các hoạt động đã nêu ở yêu cầu hệ thống.
• Khối hiển thị: Giúp cho việc giao tiếp với người sử dụng trở nên dễ dàng
hơn người sử dụng biết mình đang thực hiện thao tác gì với cửa.

PHẦN 2: CÁC PHƯƠNG ÁN
Trên cơ sở các yêu cầu đã đặt ra và các phân tích sơ bộ, từng khối đều có các
phương án giải quyết nh sau:
1. Khối bàn phím:
Sử dụng bàn phím 4 4
• Số đầu ra từ bàn phím là 8 dây.
• Hình dáng đẹp, cân đối.
• Còn dư 3 nót để mở rộng chức năng trong tương lai.
Sơ đồ của bàn phím 4×4
2. Khối hiển thị:
Yêu cầu đặt ra đối với khối hiển thị là thân thiện với người sử dụng. Trên cơ
sở ta chọn dùng LCD.
• Ưu điểm: Hiển thị rõ ràng có kèm theo chỉ dẫn.
Thay đổi nội dung linh hoạt.Xử lý lập trình đơn giản hơn LED7 thanh
và ma trận điểm.
• Nhược điểm: Giá thành đắt.
3. Mạch xử lí:
Dùng vi điều khiển:
• Ưu điểm:
- Vi điều khiển có khả năng điều khiển linh hoạt theo mong
muốn của người sử dụng đưa vào phần mềm được viết.
- Khả năng thay đổi mã có thể thực hiện được.

chung trong những năm gần đây được phát triển theo các hướng sau:
-Giảm nhỏ dòng tiêu thụ.
-Tăng tốc độ làm việc hay tần số xung nhịp của CPU.
-Giảm điện áp nguồn nuôi.
-Có thể mở rộng nhiều chức năng trên chip, mở rộng cho các
thiết kế lớn.
Những đặc điểm đó dẫn đến đạt được hai tính năng quan trọng là: giảm công
suất tiêu thụ và cho phép điều khiển thời gian thực nên về mặt ứng dụng nó rất
thích hợp với các thiết kế hướng điều khiển.
• Thứ ba là, vi điều khiển thuộc họ MCS-51 được hỗ trợ một tập lệnh
phong phú nên cho phép nhiều khả năng mềm dẻo trong vấn đề viết
chương trình phần mềm điều khiển.
• Cuối cùng là, các chip thuộc họ MCS-51 hiện được sử dụng phổ biến
và được 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 trường linh kiện việc có được chip 8051 là dễ dàng nên mở ra
khả năng thiết kế thực tế.
Vì những lý do trên mà việc lùa chọn vi điều khiển AT89C51 của hãng
Atmel, đây là vi điều khiển thuộc họ MCS-51.
Cấu hình hoạt động của chip AT89C51:
-ROM trong: Flash ROM - 4KBytes
-RAM trong: 128 bytes
1.2 Tổ chức ngoại vi:
- Chip: AT89C51
- Ghép nối màn hình LCD: 16x2
Ngoài ra còn:
- LED báo hiệu chương trình đang chạy
- Tín hiệu cho phép chạy được xử lý bằng cách dùng một nút Ên Reset hệ
thống.

RAM
trong
2bộ đếm /
định thời
Khối
đ.khiển
quản lý
Bus.
Port
0
Port
1
Port
2
Port
3
Giao
diện nối
tiép.
XTAL 1.2
/PSEN/ALE
Cổng I/O
8 bit
Cổng I/O
Đchỉ cao
Dữ liệu 8
bit
Cổng I/O
Đchỉ thấp
Dữ liệu 8

lập với nhau. Các cổng này có thể được sử dông cho những mục đích điều khiển
rất đa dạng. Ngoài chức năng chung, một số cổng còn đảm nhận thêm mét số chức
năng đặc biệt khác.
• Giao diện nối tiếp:
Giao diện nối tiếp có chứa một bộ truyền và một bộ nhận không đồng bộ
làm việc độc lập với nhau. Bằng cách đấu nối các bộ đệm thích hợp, ta có thể hình
thành một cổng nối tiếp RS-232 đơn giản. Tốc độ truyền qua cổng nối tiếp có thể
đặt được trong một vùng rộng phụ thuộc vào một bé định thời và tần số dao động
riêng của thạch anh.
• Bộ nhớ chương trình:
Bộ nhớ chương trình thường là bộ nhớ ROM (Read Only Memory), bộ nhớ
chương trình được sử dụng để cất giữ chương trình điều khiển hoạt động của vi
điều khiển.
• Bộ nhớ số liệu :
Bộ nhớ số liệu thường là bộ nhớ RAM (Ramdom Acces Memory), bộ nhớ số
liệu dùng để cất giữ các thông tin tạm thời trong quá trình vi điều khiển làm việc.
• Sự sắp xếp chân ra của vi điều khiển 8051 :
Phần lớn các bộ vi điều khiển 8051 được đóng vào vỏ theo kiểu hai hàng
DIL (Dual In Line) với tổng số là 40 chân ra, một số Ýt còn lại được đóng vỏ theo
kiểu hình vuông PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier) với 44 chân và loại này
thường được dùng cho những hệ thống cần thiết phải tiết kiệm diện tích.
Trong chương trình ta sử dụng loại 89C51 kiểu 2 hàng với 40 chân ra.
3. Chi tiết từng khối:
3.1 Khối phím số:
Hệ thống sử dụng bàn phím 4x4 có giao diện nh sau:

Các phím của bàn phím.
Trong đó:
Phím 0-9 dùng để nhập mã
Các phím chọn chức năng: open(phím ON),đổi password(phím

thực hiện chức năng của phím đó.
• Lưu giá trị của các mã để mở khóa.
• Lưu các chương trình xử lý phím ấn: mở khóa, đổi mã, báo động…
• Lưu chương trình điều khiển LCD.
Chức năng của các chân của VĐK trung tâm:
-Vcc: Chân cung cấp nguồn.
-GND: Chân nối đất.
-Port1:dùng làm bus dữ liệu 8 bit tới 8 chân dữ liệu của LCD.
-Port 2:dùng để nhận dữ liệu đầu vào của mã bàn phím.
-Port 3:
Chân 3.6 nối với chân 4 RS của LCD
Chân 3.4 nối với chân 6 E của LCD
Chân 3.5 nối với chân 4 RW của LCD
Chân 3.5 nối với khối tạo tiếng bíp khi có một phím đựơc nhấn
-Chân số 9 nối với mạch reset, hoạt động ở mức High(1).
-Chân số 18,19:nối với mạch dao động thạch anh để tạo dao động cho vi
AT89C51.
XTAL1, XTAL2 là tạo tín hiệu giữ nhịp với tần số được xác định bởi
bộ cộng hưởng thạch anh được lắp thêm vào, tần số này xác định tốc
độ làm của bộ vi điều khiển. Thông thường các lệnh được thực hiện
bằng 1/12 tần sè dao động của thạch anh.
-Chân sè 20: Vss nối đất
-Chân sè 31: EA Đóng vai trò quyết định xem vi điều khiển làm việc với
chương trình bên trong hay bên ngoài. Với loại 8051 không có ROM trong
thì chân này phải được nối với mát. Loại thông thường có thể làm việc tuỳ
theo cách lùa chọn giữa ROM trong hay ROM ngoài, khi đang ở chế độ làm
việc với bộ nhớ ROM trong, loại có chứa bộ nhớ ROM có thể truy nhập tự
động lên bộ nhớ chương trình bên ngoài.
Trong mạch ta nối lên nguồn vì không sử dụng ROM bên ngoài
-Chân sè 40: Vdd nguồn dương( +5V).

3
D
4
D
5
D
6
D
7
1 2 3 4 5 6
10 11987 12 13 14
15
16
LED
+
-
LCD : DM 1602B
Bảng : Chức năng của từng chân và ghép nối chi tiết LCD- 89C51 :
STT
Ký
hiệu
Nối với
vi xử lý
Mức logic Chức năng
1 Vss 0 V (Ground)
2 Vcc 5 V (Supply)
3 Vee điều khiển độ sáng tối cho LCD
4 RS
P3.7
H/L

Điều khiển hoạt động của LCD:
Hoạt động của LCD được điều khiển thông qua 3 tín hiệu E, RS, RW.
-Tín hiệu E là tín hiệu cho phép gửi dữ liệu. Để gửi dữ liệu đến LCD, chương trình
phải thiết lập E=1, sau đó đặt các trạng thái điều khiển thích hợp lên RS, RW và
bus dữ liệu, cuối cùng là đưa E về 0. Hoạt động chuyển đổi từ cao-xuống-thấp cho
phép LCD nhận dữ liệu hiện thời trên các đường điều khiển cũng như trên bus dữ
liệu và xem đó như là một lệnh.
-Tín hiệu RS là tín hiệu cho phép chọn thanh ghi (Register Select ). Khi RS=0, dữ
liệu được coi như là một lệnh hay một chỉ thị đặc biệt (như là xóa màn hình, đặt vị
trí con trỏ…). Khi RS=1, dữ liệu được coi là dữ liệu dạng văn bản và sẽ được hiển
thị trên màn hình.
-Tín hiệu RW là tín hiệu “Đọc/Ghi”. Khi RW=1, thông tin trên bus dữ liệu được
ghi vào LCD. Khi RW=0, chương trình sẽ đọc LCD.
-Bus dữ liệu gồm 4 hoặc 8 đường tùy thuộc vào chế độ hoạt động mà người sử
dụng lựa chọn (ở đây chương trình sử dụng bus dữ liệu 8-bít).
Mã lệnh điều khiển của LCD:
Command Binary
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1
D0
Hex
Clear Display 0 0 0 0 0 0 0 1 01
Display & Cursor
Home
0 0 0 0 0 0 1 X 02 or 03
Chacractor Entry
Mode
0 0 0 0 0 1 I/D S 04 to 07
Display On/Off &
Cursor
0 0 0 0 1 D U B 08 to 0F

;Chuong trinh phuc vu ngat cho ban phim
MAIN:
MOV 50,#4H
CLR P3.7
MAIN_ENABLE_LOOP:
LCALL INIT_LCD
;Khoi tao trang thai ban dau cho LCD
LCALL CLEAR_LCD
LCALL DELAY1S
;Viet "Password: "
MOV A,#'P'
LCALL TEXT_LCD
MOV A,#'a'
LCALL TEXT_LCD
MOV A,#'s'
LCALL TEXT_LCD
MOV A,#'s'
LCALL TEXT_LCD
MOV A,#'w'
LCALL TEXT_LCD
MOV A,#'o'
LCALL TEXT_LCD
MOV A,#'r'
LCALL TEXT_LCD
MOV A,#'d'
LCALL TEXT_LCD
MOV A,#':'
LCALL TEXT_LCD
MOV A,#'-'
LCALL TEXT_LCD

;Ma thu hai ghi vao thanh ghi R2;
;
;Ma thu 6 ghi vao thanh ghi R6;
;Tat ca deu la thanh ghi bang 2
;Sau khi ghi xong thi se lien tuc kiem tra xem bit P3.0 da ve muc 1chua, neu van
dang con nhan phim, tuc la van dang muc 0 thi doi,
;cho den khi bit P3.0 tro ve muc cao, khi do phat tin hieu len
;bit P3.7 de nguoi su dung biet la minh vua tha phim xong,
;va co the thuc hien viec nhap ma tiep theo
;Vi vay trong qua trinh su dung nguoi dung phai giu phim nhan
;trong mot thoi gian nhat dinh sau khi nha phim co tin hieu bao
;thi moi tien hanh nhap mot ma moi duoc, khong the nhap phim qua
;nhanh, dieu nay se khong dung nhu mong muon cua nguoi dung

;CTC thiet lap password
Setpassword:
MOV R4,#6H
MOV R0,#35H
HERE:
LCALL DELAY1S ;Doi mot luc de tranh xung bat thuong, ngoai mong muon
;Dung bit P3.0 de kiem tra co phim nhan khong
SETB P3.0
JB P3.0,HERE ;Doi cho den luc nao phim duoc nhan, chan P3.0
;ve muc 0
MOV A,#FFH
MOV P2,A ;Dat cong P2 lam cong vao
MOV A,P2
;Kiem tra xem do co phai la phim Clear khong
;Neu phai thi xoa lui lai mot ki tu, va giam gia tri R0 xuong 1
CJNE A,#E7H,LABEL_CONTINUOUS

;Chuong trinh thuc hien viec so sanh ma nhap vao voi ma thuc
COMP_PASSWORD:
ORG 200H
MY_PASS_WORD: DB 7BH,7BH,7BH,7BH,7BH,7BH
MOV R1,#35H
MOV DPTR,#MY_PASS_WORD
MOV R6,#6
LOOP_COMP:
CLR A
MOVC A,@A+DPTR
XRL A,@R1
JNZ LABEL_ERROR
INC R1
INC DPTR
DJNZ R6, LOOP_COMP
LCALL WRITE_STRING_OPEN
SJMP CON
LABEL_ERROR:
LCALL WRITE_STRING_ERROR
CON:
RET
;Chuong trinh viet len mot thong
WRITE_STRING_OPEN:
LCALL CLEAR_LCD;Xoa man hinh truoc khi viet
LCALL DELAY1S
MOV A,#'Y'
LCALL TEXT_LCD
MOV A,#'O'
LCALL TEXT_LCD
MOV A,#'U'

LCALL CLEAR_LCD
LCALL DELAY1S
MOV A,#'I'
LCALL TEXT_LCD
LCALL DELAY1S
MOV A,#'N'
LCALL TEXT_LCD
LCALL DELAY1S
MOV A,#'C'
LCALL TEXT_LCD
LCALL DELAY1S
MOV A,#'O'
LCALL TEXT_LCD
LCALL DELAY1S
MOV A,#'R'
LCALL TEXT_LCD
LCALL DELAY1S
MOV A,#'R'
LCALL TEXT_LCD
LCALL DELAY1S
MOV A,#'E'
LCALL TEXT_LCD
LCALL DELAY1S
MOV A,#'C'
LCALL TEXT_LCD
LCALL DELAY1S
MOV A,#'T'
LCALL TEXT_LCD
LCALL DELAY1S
LCALL DELAY1S

LCALL DELAY1S
MOV A,#'I'
LCALL TEXT_LCD
LCALL DELAY1S
MOV A,#'N'
LCALL TEXT_LCD
LCALL DELAY1S
LCALL DELAY1S
LCALL CLEAR_LCD
LCALL DELAY1S
LJMP MAIN_ENABLE_LOOP;CHO PHEP NHAP TIEP
CONTI:
LCALL CLEAR_LCD
LCALL DELAY1S
MOV A,#'A'
LCALL TEXT_LCD
LCALL DELAY1S
CPL P3.7
MOV A,#'L'
LCALL TEXT_LCD
LCALL DELAY1S
CPL P3.7
MOV A,#'R'
LCALL TEXT_LCD
LCALL DELAY1S
CPL P3.7
MOV A,#'M'
LCALL TEXT_LCD
LCALL DELAY1S
MOV A,#'I'

JB ACC.7,WAIT_LCD
SETB P3.4
CLR P3.5