基于單片機的電子密碼鎖

林三元

（長江大學工程技術學院 信息系，湖北 荊州434020）

隨著科技和人們的生活水平的提高，如何實現家庭防盜這一問題也變的尤其的突出，傳統機械鎖由于構造簡單，被撬事件屢見不鮮；電子鎖由于其保密性高，使用靈活性好，安全系數高，受到了廣大用戶的青睞。用電子密碼鎖代替傳統的機械式密碼鎖,能克服機械式密碼鎖密碼量少、安全性能差的缺點。因此研究和開發保密性能高的電子密碼鎖電路就成為現實的迫切需求。

電子鎖的種類繁多，例如數碼鎖，指紋鎖，磁卡鎖，IC卡鎖，生物鎖等。但較實用的還是按鍵式電子密碼鎖。因此研究和開發保密性能高的電子密碼鎖電路就成為現實的迫切需求，電子密碼鎖通過密碼輸入控制電路或芯片工作，從而控制機械開關，完成開鎖、閉鎖任務。其種類很多，有簡易電路產品，也有基于芯片價格較高的產品。應用較廣的電子密碼鎖以芯片為核心，通過電路設計實現，其性能和安全性已大大超過了機械鎖，特點有：保密性好；密碼可變；誤碼輸入保護。以單片機為核心的密碼鎖控制系統具有體積小，成本低，功能強的特點，成為大多數人的青睞。所以研究基于單片機的電子密碼鎖具有非常大的實用價值和現實意義。

本設計主要由AT89C51單片機、矩陣鍵盤、液晶顯示器和密碼存儲等部分組成。其中矩陣鍵盤用于輸入數字密碼和進行各種功能的實現。用戶通過矩陣鍵盤輸入密碼，經過單片機對用戶輸入的密碼與自己保存的密碼進行對比，判斷密碼是否正確，從而控制單片機引腳的高低電平實現開鎖、上鎖、修改密碼、報警等功能。

1 研究思路

采用AT89C51單機為核心。系統設置密碼，密碼通過鍵盤輸入，若密碼正確，信號通過單片機送給開鎖控制電路經過電磁鐵吸合達到開鎖的目的。密碼由用戶自己設定，在開鎖狀態下，用戶可自行修改密碼。具有報警功能。系統工作時，用戶通過按鍵輸入密碼，單片機將輸入密碼與設定密碼進行比較，若密碼正確，則發出開鎖信號，將門打開，系統不報警；若密碼不正確，則有相應的指示燈閃動，并要求重新輸入密碼，重新輸入密碼的次數不能超過3次，若3次輸入的密碼都不正確，則發出報警信號。

2 預期成果

1）輸入正確的六位數密碼開鎖。

2）具有掉電保護功能。

3）修改密碼前必須再次輸入正確密碼才能輸入新密碼，新密碼需要兩次確認。

4）密碼輸入錯誤，顯示器會有提示。

5）通過初始化密碼可以重置密碼。

6）三次輸入錯誤后蜂鳴器報警并且鎖定鍵盤。

圖1 電子密碼鎖基本結構框圖

本設計系統以AT89C51單片機為核心，通過LCD1062來實現密碼輸入的顯示。硬件電路包括 AT89C51芯片，24C02閃存芯片，LCD1602液晶顯示模塊，鍵盤輸入模塊，電子鎖控制模塊，蜂鳴器模塊。

基于單片機系統的電子密碼鎖基本結構框圖如圖1所示。

完整硬件電路圖如圖2所示。

圖2 系統軟件程序設計

整體程序流程框如圖3所示：

圖3

3 總結

本設計從經濟實用的角度出發，采用美國Atmel公司的單片機AT89C51與低功耗CMOS型E2PROM AT24C02作為主控芯片與數據存儲器單元，結合外圍的鍵盤輸入、LCD1602顯示、報警等電路并用C語言編寫主控芯片的控制程序，研制了一款可以多次更改密碼具有報警功能的電子密碼鎖。設計完全可行可以達到設計目的。使用單片機制作的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，可應用于住宅、辦公室的保險箱及檔案柜等需要防盜的場所，有一定的實用性。該電路設計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，特別適用于家庭、辦公室、學生宿舍及賓館等場所。

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