關于單片機電子安全密碼鎖的設計論述

李俊仕

（包頭職業技術學院學院,內蒙古包頭, 014030）

當前，密碼鎖、激光鎖、電子鎖等安全鎖層出不窮,這些鎖在傳統鑰匙的基礎之上,利用光束、聲波、磁場等方式對門進行開和關,這樣不僅能夠提高鎖的安全性,而且還為人們的生命財產安全提供了重要的保障條件。單片機能夠將中央處理器、隨機存取器、只讀存儲器、輸入輸出端口等多種計算機功能部件有效地集合在一起,因此其具有體積小、便捷性好的特點。

1 單片機電子安全密碼鎖的設計思路

1.1 單片機電子安全密碼鎖的總設計思路

如圖一所示，為單片機電子安全密碼鎖的總設計結構。從中不難看出，單片機電子安全密碼鎖主要包括，密碼輸入設備、數碼管和LED燈顯、單片機的時鐘電路、單片密碼鎖以及開鎖機構等五個部分。

1.2 單片機開鎖的設計思路

如圖二所示，為單片機開鎖機構的設計思路。通過對其設計思路圖示的分析不難發現開鎖機構設計的基本原理，首先就是要把單片機融合到開鎖的執行過程中；然后再將電磁鎖以及驅動電路兩者結合起來，進而實現開鎖目的。而其開鎖的順序則為，當密碼鎖使用者在一定時間內和規定的輸入次數中，輸入正確的密碼時，單片機就會發出開門的信號給電路驅動，這時電路驅動電磁鎖，實現開門目的。

1.3 單片機電子安全密碼鎖系統的密碼設定

當前，在市面上通用的單片機電子安全密碼鎖的密碼設定統一采用的都是摩斯密碼。相較于其他密碼而言，摩斯密碼設計更加簡單且易操作，在日常生活中使用時其也僅僅只需一個按鈕便可完成密碼的輸入或更改。如圖三所示為摩斯密碼的字符對照表。

從圖中可以知道“滴”的時間間隔為1T,“噠”的時間間隔為3T,短促的電信號“.”為DI,按鈕不動長時間保持的“—”為DA,字母與字母之間的時間間隔為3T,字與字之間的間隔時間為5T,“嘀嗒”之間的間隔時間為1T。

2 單片機電子安全密碼鎖的軟件設計

2.1 單片機電子安全密碼鎖的軟件設計流程

單片機電子密碼安全鎖的主要工作流程完全是依照其液晶屏上顯示步驟進行的，其中即可選擇密碼修改，也可選擇開鎖。若選擇的功能為密碼修改，那么首先就要將24c02中的密碼和通過鍵盤輸入的密碼進行對比，如果對比正確，則說明密碼修改成功。此外，修改后的新密碼會自動保存在20c42中，以便下次修改密碼時的對比；若密碼錯誤，在液晶屏上就會出現相關的提示。對開鎖來說，若在鍵盤上輸入的密碼，再同24c02中的密碼進行對比正確后，其LED燈便會發亮，進而實現開鎖功能；若在經過對比后，密碼是錯的，則液晶屏也會出現相應地提示信息，或報警。

通過圖四的流程圖不難看出，單片機電子安全密碼鎖的程序通常由主程序和中斷服務子程序構成。其中主程序的主要工作是對鍵盤的數值進行讀取、判斷密碼是否正確以及控制液晶屏的顯示功能；而中斷子程序的主要工作內容是，密碼服務、開鎖、報警處理、上鎖等。而在對單片機單子密碼鎖的系統進行初始化時，首先要正確的判斷出鍵盤上是否存在正確的密碼輸入，若存在便可直接根據液晶屏上面的信息提示，按步驟進行操作，進而完成密碼的修改或開鎖；若鍵盤上不存在密碼輸入，則需返回到最初的頁面，并從頭開始進行操作。

2.2 單片機電子安全密碼鎖的程序調試

2.2.1 軟件調試

在本文中所介紹的單片機電子安全密碼鎖的程序是基于C語言的基礎上編制而成的，而編譯的軟件采用的是kei uvision2。如果在對C語言進行編譯時，編譯沒有產生錯誤并且通過，便會產生以下幾類文件，一是，基于單片機的電子安全密碼鎖的設計；二是，lnp與基于單片機電子安全密碼鎖的設計；三是，uv2和單片機電子安全密碼鎖的設計；四是，M51與單片機電子安全密碼鎖設計；五是，hex和單片機電子安全密碼鎖設計。在這幾類文件中，只有第一類和第五類是所需的文件。

2.2.2 利用專門的仿真軟件對基于單片機的電子安全密碼鎖設計進行仿真

圖一 單片機電子安全密碼鎖的總設計結構圖

圖二 單片機開鎖機構的設計思路

圖三 摩斯密碼的字符對照表

將基于單片機的電子安全密碼鎖的設計、hex文件放在AT89C51中進行調試,調試的功能主要包括有，電子安全密碼鎖的開鎖功能。根據液晶屏的顯示在鍵盤上按下“1”的按鈕,這是屏幕上便會出現input password的提示,然后輸入正確的六位數密碼,并按確定進行開鎖。如果密碼正確,屏幕上便會顯示correct,并且發光二級管會發亮；如果不正確,屏幕上則會顯示crror,電子安全密碼鎖的開鎖功能便不會得到實現。

2.2.3 硬件調試

在對單片機電子安全鎖的硬件進行調試時，首先應當根據硬件設計的原理圖紙搭建起一個正確的硬件電路，在搭建完成后，還要對整個電路的線路進行仔細地檢查，并在保證線路連接合理、正確的情況下，對其硬件功能進行調試；其次，在正式調試階段，需利用示波器來檢測單片機的ALE管腳，若檢測時其輸出的是2MHz的方波，那么便證明此單片機電子安全密碼鎖的硬件設計是符合相關要求的，也能正常運作。

3 結束語

通過上文中對單片機電子安全鎖設計的相關介紹與研究不難看出，當前單片機電子安全鎖以其低成本、易開發、安全可靠、操作簡單等特點成為了市場的主流，并被人們廣泛地應用于住宅、公司檔案柜、辦公室保險柜等重要場所。而伴隨著我國電子信息技術的進一步發展，相信在不久的將來，單片機電子安全密碼鎖會有更進一步地發展。

參考文獻

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圖四 軟件設計流程圖

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