基于AT89S51的密碼鎖設計

摘 要:針對傳統機械鎖結構簡單、安全性能低的特點，采用AT89S51單片機作為主控芯片，結合外圍的按鍵電路、顯示電路、報警電路、存儲電路以及開鎖電路，設計出一款可以多次更改密碼，并且具有聲音報警功能的電子密碼鎖。實踐證明，該密碼鎖具有設計方法合理，簡單易行，成本低，使用安全等特點。關鍵詞:密碼鎖; AT89S51; 報警; 機械鎖

中圖分類號:TN919-34文獻標識碼:A

文章編號:1004-373X(2010)18-0170-02

Design of Cipher Lock Based on AT89S51

GAO Hai， GUO Hong-xia

(College of Energy Engineering， Yulin University， Yulin 719000， China)

Abstract: Combining the AT89S51main control chip with the pressed key circuit， display circuit， alarm circuit， storage circuit and unlock circuit， an electronic cipher lock which can change the passwords and sound alarm was designed to overcome the simple structure and unsafe of the traditional mechanical lock. Experiments show that the cipher lock is characterized by its reasonable designing methods， simple operation， low cost and safety.Keywords: cipher lock; AT89S51; alarm; mechanical lock

0 引 言

電子密碼鎖是一種通過密碼輸入來控制電路或芯片工作，從而控制機械開關的閉合，完成開鎖、閉鎖任務的電子產品。它具有保密性好、壽命長、操作簡單等特點[1-4]。

本設計采用AT89S51作為主控芯片，結合外圍電路，組成電子密碼鎖。用戶想要開鎖，必須先通過鍵盤輸入正確的密碼才能將鎖打開。密碼輸入錯誤時有提示，為了提高安全性，當密碼輸入錯誤3次將報警。密碼可以由用戶自己修改設定，鎖打開后才能修改密碼。修改密碼之前必須再次輸入密碼，在輸入新密碼時需要二次確認，以防止誤操作。

1 系統設計

本系統共由2部分構成，即硬件部分與軟件部分。其原理框圖如圖1所示。

1.1 系統硬件設計

1.1.1 電源輸入

密碼鎖主控部分電源需要用5 V直流電源供電，其電路圖如圖2所示。它可以把頻率為50 Hz、有效值為220 V的單相交流電壓轉換為幅值穩定的5 V直流電壓。其主要原理是把單相交流電經過變壓器、整流電路、濾波電路、穩壓電路轉換成穩定的直流電壓[5]。

圖1 電子密碼鎖原理框圖

圖2 電源輸入電路原理圖

1.1.2 鍵盤輸入

本設計采用的是矩陣式按鍵鍵盤，它由行線和列線組成，按鍵位于行列的交叉點上，密碼鎖的密碼由鍵盤輸入完成。鍵盤的每個按鍵功能在程序設計中設置。其具體功能及與單片機引腳接法如圖3所示。

圖3 鍵盤輸入原理圖

1.1.3 密碼存儲

本設計用EPROM芯片AT24C02存儲密碼，其接線如圖4所示。

圖4 密碼存儲電路原理圖

1.1.4 復位電路

復位是使CPU和系統中的其他功能部件都處在一個確定的初始狀態，并從這個狀態開始工作[6-7]。無論是在單片機剛開始接上電源時，還是斷電后或者發生故障后都要復位。根據實際情況本設計選擇如圖5所示的復位電路[8]。

1.1.5 晶振電路

本設計中采用12 MHz作為系統的外部晶振。電容取值為20 pF。其電路圖如圖6所示。

圖5 復位電路原理圖

圖6 晶振電路原理圖

1.1.6 顯示電路

本設計的顯示部分由液晶顯示器LCD1602來完成。只有按下鍵盤上的開啟按鍵后，顯示器才處于開啟狀態。其顯示部分引腳接口如圖7所示[9]。

1.1.7 報警電路

報警部分由陶瓷壓電發聲裝置及外圍電路組成，加電后不發聲，當有鍵按下時，發“叮”聲，每按一下，發聲一次，密碼正確時，不發聲直接開鎖，當密碼輸入錯誤時，單片機的P2.1引腳為低電平，三極管T3導通蜂鳴器發出蜂鳴聲報警。電路圖如圖8所示[10]。

圖7 顯示電路原理圖

1.1.8 開鎖電路

開鎖控制電路的功能是當用戶輸入正確的密碼后，單片機控制電子鎖內的微型繼電器吸合。當繼電器吸合以后帶動鎖桿伸縮，這時，鎖勾在彈簧的作用下彈起，完成本次開鎖。開鎖以后，單片機自動清除掉由用戶輸人的這個密碼。

1.2 系統軟件設計

電子密碼鎖軟件設計由主程序、初始化程序、LCD顯示程序、鍵盤掃描程序、鍵功能程序、密碼設置程序、EPROM讀寫程序和延時程序等組成。主程序設計流程圖如圖9所示。

圖8 報警電路原理圖

圖9 主程序流程圖

2 結 語

電子密碼鎖具有軟硬件設計簡單，易于開發，成本較低，安全可靠，操作方便等特點。同時，還具有按鍵有效提示，輸入錯誤提示，修改密碼等多種功能。可在意外泄密的情況下隨時修改密碼，保密性強，靈活性高，特別適合在家庭、辦公室、學生宿舍及賓館等場所使用。

參考文獻

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