一種數(shù)字化電子密碼鎖的方案設計

1、<p>　　一種數(shù)字化電子密碼鎖的方案設計</p><p>　　摘要:本文主要針對AT89C51單片機的密碼鎖設計進行了探討，從硬件和軟件設計兩部分著手，來滿足人們對密碼鎖安全性的要求，其具有安全性高和成本低以及功耗低還有易操作等特點。 </p><p>　　關鍵詞：AT89C51，電子密碼鎖，軟件設計 </p><p>　　Abstract: This

2、paper mainly AT89C51 microcontroller password lock design was discussed, starting from the hardware and software design in two parts, to meet the people on the safety of cipher lock, it has high security and low cost and

3、 low power consumption and easy operation etc.. </p><p>　　Keywords: AT89C51, electronic password lock, software design </p><p>　　中圖分類號： S611文獻標識碼：A文章編號： </p><p><b>　　一、主要介紹 &l

4、t;/b></p><p>　　設計主要通過愛特梅爾半導體公司的AT89C51運用，來實現(xiàn)單片機電子密碼鎖的設計，其重要功能如下： </p><p>　?。?）通過鍵盤輸入密碼，密碼正確，鎖自動打開。 </p><p>　?。?）鍵盤的鎖定功能和報警系統(tǒng)。若密碼輸入錯誤時，系統(tǒng)則會顯示錯誤提示，輸入錯誤次數(shù)超過預設次數(shù)時，報警系統(tǒng)則會蜂鳴報警并鎖定15秒。 &

5、lt;/p><p><b>　　二、總設計方案 </b></p><p>　　設計主要采用AT89C51為核心的單片機控制原理。通過靈活的單片程序設計以及豐富的輸入輸出端口，其具有準確的控制性，能實現(xiàn)密碼鎖的基本功能，還能增加調電存儲和遙控控制以及聲光提示等功能，其遠離如下圖。 </p><p>　　圖為 單片機控制原理圖 </p>

6、<p>　　三、軟件的電路設計 </p><p>　　3.1、電源電路的設計 </p><p>　　主要采用了外部輸入電壓設計，原理圖如下。 </p><p><b>　　圖為電源電路 </b></p><p>　　在輸入端Vin電壓為9伏特時，通過7805穩(wěn)壓芯片后，其輸出端Vout電壓則為5伏特。如上圖，C

7、N1和CN2分別為電壓的擴展單元，CN1和CN2均有插針，可以用杜邦線對其單片進行連接。C1的作用主要是濾去高頻信號，C2主要是濾去低頻信號。D1則為二極管，其適宜電流為3-100毫安，這時在R1上我們就要選用470歐姆則為適合。 </p><p>　　3.2、鍵盤電路的設計 </p><p>　　該設計采用了矩陣鍵盤，運用了行列式鍵盤，這樣就減少了連接口I/O線的使用，在按鍵多時，都采用

8、此方法。其原理圖如下圖所示。行線和列線之間的交叉處不相通，主要利用按鈕來連通，這種行列式矩陣只需要行線和列線，便能組成鍵盤。在這種行列式矩陣鍵盤的單片機系統(tǒng)中，鍵盤處理的程序主要包括，等待按鍵、確認按鍵階段和識別按鍵階段。對按鍵的識別主要通過逐行掃描查詢法和線反轉法兩種。 </p><p><b>　　圖為矩陣鍵盤 </b></p><p>　　在鍵盤對按鍵是否按下進

9、行識別時，單片機的I/O口會對鍵盤全部掃描，估計狀態(tài)來識別，其方法為，向行線輸出全部掃描，設全部列線為低電平，把電平狀態(tài)讀入累加器A中。有按鍵執(zhí)行時，就會有根行線電平最低，從而讓行線不全為1。在對哪個鍵被按下，則通過輸入狀態(tài)來實現(xiàn)檢查，其方法是，給所有列線送低電平，再對所有行線進行檢查，若全是1，則按鍵不再此列，不全是1，則按鍵就在此列，并且該按鍵就是和零電平行線相交點上的那個按鍵。 </p><p>　　3.3

10、、LCD1602顯示電路的設計 </p><p>　　該系統(tǒng)顯示電路的設計主要是給予使用者提示。字符型的液晶模塊已成為了單片機設計應用中常見的信息顯示器。其1602型LCD顯示模塊則有功耗低和體積小等優(yōu)點，其還能顯示2行16個字符，有三個控制端口，工作電壓也僅為5伏特。數(shù)據(jù)總線也有8位。其顯示電路的原理圖如下。 </p><p>　　圖為L602 型 LCD </p><

11、;p>　　3.4、報警電路的設計 </p><p>　　蜂鳴器和單片機構成了報警模塊。選擇一只100毫安驅動電流的壓電式蜂鳴。許多單片機的設計都會到蜂鳴器，其中一大部分使用蜂鳴器來做提示或報警，比較簡單。而壓電式蜂鳴器則主要是由諧振蕩器和阻抗匹配器以及壓電蜂鳴片還有共鳴箱外殼組成，甚至還有發(fā)光二極管的安裝，其蜂鳴器電路如下圖所示。 </p><p><b>　　圖為報警電路

12、 </b></p><p>　　該設計，在驅動能力上說，高電平信號要弱于低電平信，因此，采用了低電平驅動和PNP三極管。在89C51的P3.5口，在電平上輸入低時，蜂鳴器發(fā)生蜂鳴，反之則蜂鳴器無聲音。R8為上拉電阻，主要是對電路容抗進行提高。R7和R9則為限流電阻，其目的是阻止因電流過大，造成器件的損壞。 </p><p>　　3.5、復位電路的設計 </p>&

13、lt;p>　　該設計采用了高電平復位電路，電路圖如下圖所示。RST和其他元件構成了回路。在按下RST時會有高電平脈沖產生。單片機P0則是開漏，接上拉電阻后，才能對信號進行輸入或者輸出。EA則接上拉電阻，原因是單片機要對片內ROM進行運行。剩下的XTAL1和XTAL2則是輸入端和輸出端。在其內部則有Sch mitt反相器，主要是把它波形變成方形。 </p><p>　　圖為高電平復位電路 </p>

14、<p><b>　　四、軟件的總設計 </b></p><p>　　該系統(tǒng)的軟件設計，主要包括了主程序和LCD顯示程序以及初始化程序還有鍵盤掃描程序、密碼設置程序和EEPROM讀寫程序以及鍵功能程序等。其主程序的流程圖如下圖所示，連通電源后，對程序進行初始化設置，再在鍵盤上輸入預設的密碼，此時，系統(tǒng)會對鍵盤進行掃描，若密碼正確，鎖則打開，若密碼3次輸入錯誤，則會自動報警，還有密

15、碼修改功能，若想修改密碼，則先要輸入舊密碼，正確則進行新密碼的設置，錯誤則報警，在新密碼設置時，需要對新密碼進行確認，確認成功后，則密碼修改成功，若密碼修改不成功，則結束并返回最終，啟動程序，進行密碼保護。若再在鍵盤上輸入密碼，還是和上述情況一致，密碼正確，則執(zhí)行程序，不正確，則執(zhí)行另一程序。 </p><p><b>　　圖為主程序流程圖 </b></p><p>

16、<b>　　五、軟件的調試 </b></p><p>　　在進行KEILC51程序的調試上時，我們運用了模塊程序技術的設計，在對各個模塊進行調試后，再對整個應用系統(tǒng)進行總調試。在調試時，入口條件和出口條件一定要符合標準，可用通過單步運行和斷點運行來進行調試，然后再檢查使用者的現(xiàn)場CPU情況和I/O口的狀態(tài)以及RAM內容，其檢測程序主要是檢測執(zhí)行結果是否符合設計標準要求，主要包括循環(huán)錯誤和轉移

17、地址錯誤以及機器碼錯誤檢查，再對這些進行檢查時，還要注意系統(tǒng)硬件設計的錯誤以及軟件算法的錯誤。最后各個程序模塊檢測通過后，就能把相關功能塊進行連接，再進行總調試。 </p><p>　　若此階段存在故障，則要考慮是否是各子程序運行時對現(xiàn)場造成了破壞，以及工作寄存器和緩沖單元是否相互沖突，還有標志位在建立以及清除上是否出現(xiàn)錯誤，再有輸入設備在狀態(tài)上，是否運行正常等，系統(tǒng)在開發(fā)機監(jiān)控程序下進行運行時，還要對用者緩沖單

18、元和監(jiān)控程序的工作單元是否發(fā)生沖突進行考慮。在進行斷點和單步調試后，還要進行連續(xù)調試，以便確定系統(tǒng)定時的精確度和CPU的實時響應的問題。在全部調試以及修改完畢后，再將程序固化到AT89C51中。再進行整體調試，當各功能全部實現(xiàn)，調試便完成了。 </p><p><b>　　六、結束語 </b></p><p>　　該設計的電子密碼鎖主要以AT89C51單片機為核心，其

19、具有性價比高和設計簡單以及安全性強還有使用方便和使用壽命長等特性。在商務會所和保險箱以及檔案柜還有居民住宅等需要防盜設備的場所，都有很強的實用價值。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1] 金桂,向國梁.基于C語言STC89C52單片機電子密碼鎖的設計與仿真[J].現(xiàn)代電子技術.2010(19) </p><p

20、>　　[2] 高海,郭紅霞.基于AT89S51的密碼鎖設計[J].現(xiàn)代電子技術.2010(18) </p><p>　　[3] 張云,周明輝,周海林,李愛華,孟瑋.基于AT89S51的多功能電子密碼鎖設計[J].電子設計工程.2010(06) </p><p>　　[4] 曹建林,孫捷,孫雪穎,任磊,杜康平.電子密碼鎖設計[J].成都信息工程學院學報.2010(02) </p&