基于單片機的智能電子密碼鎖的設(shè)計

趙淑萍　張艷玲

【摘 要】目前使用的智能電子密碼鎖大部分都來自于單片機技術(shù)，而且主要都是以AT89C52單片機為主控器件，此次論文的設(shè)計系統(tǒng)為AT89C52的單片機為系統(tǒng)，由4*4矩陣鍵盤和報警系統(tǒng)、LCD1602顯示屏等組成，具有的功能是對密碼的設(shè)定、修改、密碼輸入錯誤超過3次的時候就報警并且鎖定這個電子密碼鎖并且密碼可以持有者自己修改設(shè)定等功能，經(jīng)過設(shè)計實驗表明該電子密碼鎖的設(shè)計安全、智能、實用、成本低，符合現(xiàn)在人們生活的需要[1]。智能電子密碼鎖除了上述的基本功能外，按照個人實際情況，可稍作改動，添加遙控器等。

【關(guān)鍵詞】AT89C52；LCD1602顯示屏；電子密碼鎖；4*4矩陣鍵盤

1.設(shè)計方案的設(shè)定

1.1智能電子密碼鎖的特點和設(shè)計的要求

1.1.1智能電子密碼鎖的特點。

（1）電子密碼鎖需要有好的保密性，隨機開鎖成功的可能性幾乎為零。

（2）密碼必須可以變動，使用者能夠隨時根據(jù)自己的意愿改動密碼，為了防止密碼被盜用，而且也可以防止用戶的變換而使得電子密碼鎖的保密性下降。

（3）當(dāng)密碼多次輸入錯誤時，系統(tǒng)因為有密碼輸入保護而自動報警。

（4）使用起來必須靈活，操作簡單，易學(xué)。

1.1.2智能電子密碼鎖設(shè)計的要求。

（1）為防止密碼的泄露，在輸入密碼時，屏幕上顯示的將是*符號。

（2）當(dāng)開始輸入密碼時，LCD屏幕上顯示INPUT PASSWORD。若密碼輸入正確，在屏幕上將會顯示 OK，密碼錯誤時顯示ERROR。

（3）此設(shè)計的智能電子密碼鎖帶有報警功能，當(dāng)輸入錯誤密碼時LED燈則閃亮，并伴有蜂鳴器聲響起。

（4）錯誤密碼限制為3次，當(dāng)三次輸入錯誤密碼時，則此密碼鎖將鎖定。解鎖密碼是由用戶自行設(shè)置和修改，修改密碼時需要正確輸入原密碼，并且新密碼需要二次確認方可成功修改。

1.2總體設(shè)計方案的選定

為了能利用單片機的各種優(yōu)點，所以本次將選用AT89C52單片機作為這次設(shè)計的核心元件。原理圖如下圖1所示。

2.系統(tǒng)硬件設(shè)計

2.1硬件電路的設(shè)計

本設(shè)計是分配單片機硬件資源：

P0.0～P0.7用于在LCD液晶顯示。

P2.6、P2.7控制蜂鳴器和報警燈。

P2.0的控制開鎖電路。

P1.0～P1.7用于控制鍵盤的電路。

P3.3～P3.5用于控制LCD顯示模塊的控制端口。

2.1.1芯片擦除。

通過控制信號可以組合PERO陣列和三個電擦除，并且還能夠使得管腳處于10ms的低電平。在任何有字節(jié)存儲被重復(fù)編程時，芯片擦出必須執(zhí)行。

2.1.2開鎖機構(gòu)。

為了打開密碼鎖，使用者通過屏幕在鍵盤上輸入密碼。當(dāng)密碼正確時，單片機從屏幕上得到信息并且發(fā)送開門信息開鎖驅(qū)動接收到信息之后開時工作，使得密碼鎖能夠打開。

2.1.3鍵盤的設(shè)計。

此次電子密碼鎖的鍵盤采用的是矩陣鍵盤，為了操作不紊亂，所以鍵盤的設(shè)計是每一條水平豎直的線的交點都不相通。

4*4矩陣鍵盤的工作原理如下：

為了減少I/O接口被大量占用，所以在鍵盤按鍵比較多的時候，鍵盤一般采用矩陣排列，4*4=16個按鍵通過一個端口就可以控制，因此，在鍵盤按鍵數(shù)量較多的時候，采用矩陣鍵盤還是比較合理的。

2.1.4顯示電路設(shè)計。

本次設(shè)計的顯示電路采用的是字符型液晶屏，顯示是由單片機的p0口控制，而LCD顯示屏的控制端口由p3.3～p3.5控制。

3.系統(tǒng)軟件設(shè)計

因為本設(shè)計中的AT89C52單片機設(shè)計程序是靠C語言來編譯的，所以需要一個C語言編譯器來執(zhí)行，因為Keil能夠支持AT89C52的單片機，所以可采用Keil編譯器來進行編寫程序。

3.1主程序模塊

主程序主要功能是完成系統(tǒng)的初始化、設(shè)置中斷向量、檢查有無鍵盤按鍵按下、以及調(diào)用顯示等等。

3.2鍵盤掃描及識別子程序

4*4鍵盤采用的查詢方式，主要是放在主程序中，當(dāng)沒有按下按鍵時，單片機開始循環(huán)主程序，但是當(dāng)有按鍵按下時，單片機便開始轉(zhuǎn)向相應(yīng)的子程序處理，處理結(jié)束后再返回。

3.3系統(tǒng)模塊密碼設(shè)置子程序

設(shè)計主要是通過分模塊進行的，因此子程序便成為了系統(tǒng)整體軟件的組成部分，子程序不但能使程序化整為零，使其由復(fù)雜變?yōu)楹唵?，而且也方便讀者閱讀，修改等。由于每個模塊都有屬于它自己的子程序，而且主要都是用LCD顯示屏顯示數(shù)據(jù)，所以必須要要用到顯示子程序，由于設(shè)計中用的是矩陣鍵盤，所以就要用到鍵盤掃描子程序。如下圖3為密碼修改子程序流程圖[2]

參考文獻：

[1]房小翠，王金鳳.單片機實用系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)[M].北京：國防工業(yè)出版社，1999，6：10-11.

[2]趙益丹，徐曉林，周振峰.電子密碼鎖的系統(tǒng)原理、設(shè)計程序及流程圖[N].嘉興學(xué)院學(xué)報，2003，15：12-13.