基于單片機(jī)的電子密碼鎖

林三元

（長江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)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(shí)現(xiàn)家庭防盜這一問題也變的尤其的突出，傳統(tǒng)機(jī)械鎖由于構(gòu)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(shù)高，受到了廣大用戶的青睞。用電子密碼鎖代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械式密碼鎖,能克服機(jī)械式密碼鎖密碼量少、安全性能差的缺點(diǎn)。因此研究和開發(fā)保密性能高的電子密碼鎖電路就成為現(xiàn)實(shí)的迫切需求。

電子鎖的種類繁多，例如數(shù)碼鎖，指紋鎖，磁卡鎖，IC卡鎖，生物鎖等。但較實(shí)用的還是按鍵式電子密碼鎖。因此研究和開發(fā)保密性能高的電子密碼鎖電路就成為現(xiàn)實(shí)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(jī)械開關(guān)，完成開鎖、閉鎖任務(wù)。其種類很多，有簡易電路產(chǎn)品，也有基于芯片價(jià)格較高的產(chǎn)品。應(yīng)用較廣的電子密碼鎖以芯片為核心，通過電路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，其性能和安全性已大大超過了機(jī)械鎖，特點(diǎn)有：保密性好；密碼可變；誤碼輸入保護(hù)。以單片機(jī)為核心的密碼鎖控制系統(tǒng)具有體積小，成本低，功能強(qiáng)的特點(diǎn)，成為大多數(shù)人的青睞。所以研究基于單片機(jī)的電子密碼鎖具有非常大的實(shí)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。

本設(shè)計(jì)主要由AT89C51單片機(jī)、矩陣鍵盤、液晶顯示器和密碼存儲(chǔ)等部分組成。其中矩陣鍵盤用于輸入數(shù)字密碼和進(jìn)行各種功能的實(shí)現(xiàn)。用戶通過矩陣鍵盤輸入密碼，經(jīng)過單片機(jī)對用戶輸入的密碼與自己保存的密碼進(jìn)行對比，判斷密碼是否正確，從而控制單片機(jī)引腳的高低電平實(shí)現(xiàn)開鎖、上鎖、修改密碼、報(bào)警等功能。

1 研究思路

采用AT89C51單機(jī)為核心。系統(tǒng)設(shè)置密碼，密碼通過鍵盤輸入，若密碼正確，信號(hào)通過單片機(jī)送給開鎖控制電路經(jīng)過電磁鐵吸合達(dá)到開鎖的目的。密碼由用戶自己設(shè)定，在開鎖狀態(tài)下，用戶可自行修改密碼。具有報(bào)警功能。系統(tǒng)工作時(shí)，用戶通過按鍵輸入密碼，單片機(jī)將輸入密碼與設(shè)定密碼進(jìn)行比較，若密碼正確，則發(fā)出開鎖信號(hào)，將門打開，系統(tǒng)不報(bào)警；若密碼不正確，則有相應(yīng)的指示燈閃動(dòng)，并要求重新輸入密碼，重新輸入密碼的次數(shù)不能超過3次，若3次輸入的密碼都不正確，則發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

2 預(yù)期成果

1）輸入正確的六位數(shù)密碼開鎖。

2）具有掉電保護(hù)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(rèn)。

4）密碼輸入錯(cuò)誤，顯示器會(huì)有提示。

5）通過初始化密碼可以重置密碼。

6）三次輸入錯(cuò)誤后蜂鳴器報(bào)警并且鎖定鍵盤。

圖1 電子密碼鎖基本結(jié)構(gòu)框圖

本設(shè)計(jì)系統(tǒng)以AT89C51單片機(jī)為核心，通過LCD1062來實(shí)現(xiàn)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(jī)系統(tǒng)的電子密碼鎖基本結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

完整硬件電路圖如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)軟件程序設(shè)計(jì)

整體程序流程框如圖3所示：

圖3

3 總結(jié)

本設(shè)計(jì)從經(jīng)濟(jì)實(shí)用的角度出發(fā)，采用美國Atmel公司的單片機(jī)AT89C51與低功耗CMOS型E2PROM AT24C02作為主控芯片與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器單元，結(jié)合外圍的鍵盤輸入、LCD1602顯示、報(bào)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(bào)警功能的電子密碼鎖。設(shè)計(jì)完全可行可以達(dá)到設(shè)計(jì)目的。使用單片機(jī)制作的電子密碼鎖具有軟硬件設(shè)計(jì)簡單，易于開發(fā)，成本較低，安全可靠，操作方便等特點(diǎn)，可應(yīng)用于住宅、辦公室的保險(xiǎn)箱及檔案柜等需要防盜的場所，有一定的實(shí)用性。該電路設(shè)計(jì)還具有按鍵有效提示，輸入錯(cuò)誤提示，修改密碼等多種功能?？稍谝馔庑姑艿那闆r下隨時(shí)修改密碼。保密性強(qiáng)，靈活性高，特別適用于家庭、辦公室、學(xué)生宿舍及賓館等場所。

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