基于AT89S52單片機的電子密碼鎖系統(tǒng)設(shè)計

張永格

（柳州鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電子工程系，廣西 柳州 545007）

電子密碼鎖是一種通過輸入來控制電路或芯片工作的，從而控制機械開關(guān)的閉合，完成開鎖、閉鎖任務(wù)的電子產(chǎn)品。通過編程來實現(xiàn)的電子密碼鎖，其性能和安全性遠遠超過了機械鎖，其特點如下：

（1）保密性好，編程量多，遠遠大于彈簧鎖，隨機開鎖的成功幾率為零；

（2）密碼可以修改，用戶可以隨時更改密碼，防止密碼被盜，同時也可以避免因人員的更換而使鎖的密級下降；

（3）誤碼輸入保護，當輸入的密碼多次錯誤時，報警系統(tǒng)自動啟動；

（4）實用的靈活性好，不像機械鎖需佩戴鑰匙才能開鎖；

（5）電子密碼鎖的操作簡單，有友好的顯示操作界面。

1 系統(tǒng)方案組成和模塊電路選擇

將系統(tǒng)劃分為MCU控制、鍵盤電路、顯示電路、報警電路、電源電路等模塊電路組成。

（1）系統(tǒng)主控模塊。采用AT89S52單片機組成控制電路。AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52在眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。

（2）顯示電路。顯示電路采用工業(yè)字符型液晶LCD1602來實現(xiàn)。LCD1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（CGROM)已經(jīng)存儲了160個不同的點陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯數(shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼，能夠同時顯示16x02即32個字符。且1602還能識別ASCII碼，試驗可以用ASCII碼直接賦值，在單片機編程中還可以用字符型常量或變量賦值。

（3）鍵盤電路。采用矩陣式按鍵，矩陣式按鍵能采用按鍵掃描的方式可以減少單片機I/O口的資源，因為要輸入的密碼的組合較多，且還要幾個功能鍵，所以本系統(tǒng)要求的按鍵比較多，采用此方式適合。

（4）電源電路。采用7805三端穩(wěn)壓器電源。固定式三端穩(wěn)壓電源(7805)是由輸出腳Vo,輸入腳Vi和接地腳GND組成,它的穩(wěn)壓值為+5V,輸入端接電容可以進一步的濾波,輸出端也要接電容可以改善負載的瞬間影響,此電路的穩(wěn)定性也比較好，同時可以直接從整流后接取輸入電源，對整個電路影響不大，為模塊穩(wěn)定工作，提供可靠的電源。

（5）報警電路。采用揚聲器輸出的頻率進行報警，它的主要特點是可以根據(jù)不同的頻率輸出不同的音樂，靈活性較大，且新穎性也蠻高，在本系統(tǒng)中要求具有報警功能，而且在輸入密碼正確的情況下可以模擬輸出門開的聲音。

2 系統(tǒng)電路設(shè)計

圖1 系統(tǒng)電路原理圖

系統(tǒng)硬件電路。由MCU控制電路、電源電路、鍵盤矩陣電路、報警電路、開鎖模擬電路等組成，通過軟件設(shè)計的電路原理圖如圖1 所示。

系統(tǒng)的軟件設(shè)計：

（1）系統(tǒng)軟件總流程圖。本系統(tǒng)軟件設(shè)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(shè)置程序、延時程序等組成。其程序設(shè)計流程圖如圖2 所示。

（2）按鍵功能程序流程圖。按鍵功能程序的依據(jù)主要是根據(jù)讀取按鍵所獲得的鍵值，通過鍵值返回到按鍵功能程序上，執(zhí)行相應(yīng)的程序函數(shù)。采用矩陣式的按鍵布局方式，由于系統(tǒng)中所設(shè)置的密碼都為數(shù)字型，所以矩陣式按鍵布局遠遠足于按鍵的需要。按鍵功能的程序主要有密碼的輸入按鍵，模擬開鎖的按鍵、清除按鍵、設(shè)置按鍵、密碼修改按鍵、確認按鍵等。其程序設(shè)計流程圖如圖3 所示。

圖2 系統(tǒng)軟件的總流程圖

圖3 鍵功能的程序流程圖

3 結(jié)語

電子密碼鎖利用AT89S52單片機軟、硬件資源，從而使系統(tǒng)具有很高的可靠性和安全性。通過電子制作和軟件調(diào)試，成功實現(xiàn)了1602液晶顯示、密碼開鎖、密碼設(shè)置、防止多次試探、報警等功能。同時，采用C語言編寫程序，具有很強的移植性，為系統(tǒng)增減和修改功能帶來了方便。

[1]葉啟明.單片機制作的新型安全密碼鎖[J].北京：家庭電子，2005..（10）.

[2]朱永金,成友才.單片機應(yīng)用技術(shù)(C語言).北京：中國勞動社會保障出版社，2007，（7）.

[3]李洋主編.現(xiàn)代電子設(shè)計與創(chuàng)新[M].北京：中國力量出版社，2007，（7）.