【正文】 的發(fā)展，傳統(tǒng)的機械鎖被破解的概率越來越高了，新型的盜賊也學(xué)會了與時俱進，通過各種技術(shù)方法和手段即會在短時間內(nèi)開啟結(jié)構(gòu)復(fù)雜的機械鎖，會不留痕跡的登堂入室，給失主和警方留下各種不易解惑的疑團。由此我們想到，要是在機械鎖的基礎(chǔ)上再裝上一把電子鎖，就徹底杜絕了單一機械鎖易被開啟的弊端，從而極大提高門鎖的安全防范性能。當(dāng)今世界，電子鎖發(fā)展已經(jīng)到了非常高的境界，由于電子元件特別是單片機應(yīng)用在最近幾年得到空前發(fā)展，電子鎖無論是在功能還是在穩(wěn)定性方面都有了較大的提高，在保密性方面已經(jīng)做到了密碼識別、指紋識別、人聲識別等。就整體形勢而言，電子鎖在國外發(fā)展比較早，所以應(yīng)用也比較廣泛，主要用于家庭門鎖，銀行公司等的財務(wù)保險柜鎖和政府機關(guān)及高級賓館等重要場合的智能控制門鎖等。在國內(nèi)這方面發(fā)展也較快，不管自己開發(fā)或是引進都有，在重要場合應(yīng)用也比較多。由于電子鎖價錢較普通機械鎖貴，在國內(nèi)早幾年應(yīng)用較少，現(xiàn)在越來越普及到平?；磥淼陌l(fā)展趨勢也會是越來越大眾化。由于電子鎖的功能和安全性是普通機械鎖鎖無法比擬的，它存在非常廣闊的發(fā)展前景。就目前而言，各類電子鎖已相繼問世，其中包括電子密碼鎖，指紋識別電子鎖，IC 卡識別電子鎖、人聲識別電子鎖等。 設(shè)計電子密碼鎖的意義及相關(guān)技術(shù)指標(biāo)當(dāng)前雖然許多智能鎖（如指紋辨別、人聲識別、IC 卡識別等）已相繼問世，但這類產(chǎn)品是針對特定指紋、聲音或有效卡，只能用于保密要求高且僅供個人使用的箱、柜、房間等。另外，卡片式的 IC 卡易丟失和損壞，加上其成本較高，在一定程度上限制了這類產(chǎn)品的普及和推廣。而電子密碼鎖具有安全性能高、成本低、低功耗、操作簡單等優(yōu)點，經(jīng)濟好用，易于推廣和普及。本次單片機課程設(shè)計內(nèi)容為設(shè)計一個電子密碼鎖，技術(shù)指標(biāo)如下：輸入正確密碼開鎖指示燈亮，否則開鎖指示燈滅；應(yīng)包含 09 和設(shè)置、輸入，刪除 12個鍵的鍵盤；輸入密碼可由數(shù)碼管顯示；連續(xù) 3 次密碼輸入錯誤，則控制蜂鳴器發(fā)聲報警。遼 寧 工 業(yè) 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計 說 明 書（論 文）2第 2 章 總體設(shè)計及方案論證為完成電子密碼鎖的功能設(shè)計，需要通過不同的模塊來共同實現(xiàn)。設(shè)計思路及總體設(shè)計如圖AT89C51電源3 4 鍵盤?復(fù)位電路數(shù)碼管顯示開鎖裝置報警電路圖 主程序流程圖在電源供電下，單片機通過控制各個模塊共同構(gòu)成一個電子密碼鎖，34鍵盤作為人機交互的界面使用，加上復(fù)位電路的作用是在程序運行出錯或陷入死循環(huán)時能從頭開始執(zhí)行程序。 單片機模塊AT89 系列單片機是美國 Atmel 公司的 8 位 Flash 單片機產(chǎn)品，分為低檔型、標(biāo)準(zhǔn)型和高檔型三大類。低檔型以 AT89C2051 為代表，標(biāo)準(zhǔn)型以 AT89C51 為代表，高檔型以 AT89S8252 為代表。本設(shè)計選用標(biāo)準(zhǔn)型單片機 AT89C51 作為主控元件使得設(shè)計具有先進性的同時又降低了成本。 輸入鍵盤模塊完成鍵盤輸入的功能，可由兩種方式實現(xiàn)，分別是獨立式按鍵和矩陣式鍵盤。 獨立式按鍵獨立式按鍵是指直接用 I/O 口線構(gòu)成的單個按鍵電路，每個獨立式按鍵單獨占有一根 I/O 口線，每根 I/O 口線的按鍵工作狀態(tài)不會影響其他 I/O 口線的工作狀態(tài)。獨立式按鍵電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡單，但每個按鍵必須占用一根I/O 口線，在按鍵數(shù)量較多時，I/O 口線浪費較大。故在按鍵數(shù)量不多時，常采用這種按鍵電路。遼 寧 工 業(yè) 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計 說 明 書（論 文）3 矩陣式鍵盤矩陣式鍵盤適用于按鍵數(shù)量較多的場合，它由行線和列線組成，按鍵位于行、列的交叉點上，行線和列線分別連接到按鍵開關(guān)的兩端。很明顯，在按鍵數(shù)量較多的場合，矩陣式鍵盤和獨立式按鍵相比，要節(jié)省很多的 I/O 口線。本設(shè)計需要用到 12 個按鍵，數(shù)量較多，且單片機 I/O 口資源有限，綜合以上兩種方案，選用 3 4 矩陣式鍵盤作為輸入電路為宜。? 數(shù)碼管顯示模塊LED 顯示器有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種顯示方式。 LED 靜態(tài)顯示方式所謂靜態(tài)顯示，就是當(dāng)顯示器顯示某一字符時，相應(yīng)段的發(fā)光二極管恒定地導(dǎo)通或截止，并且顯示器的各位可同時顯示。靜態(tài)顯示時，較小的驅(qū)動電流就能得到較高的顯示亮度。靜態(tài)顯示方式的缺點是 N 位靜態(tài)顯示器要求有N 8 根的 I/O 口線，占用 I/O 口線資源較多。? LED 動態(tài)顯示方式所謂動態(tài)顯示就是一位一位地輪流點亮顯示器的各個位（掃描），對于顯示器的每一位而言，每隔一段時間點亮一次。顯示器的亮度既與導(dǎo)通電流有關(guān)，也與點亮?xí)r間和間隔時間的比例有關(guān)。相比于靜態(tài)顯示方式而言，8 位 LED 動態(tài)顯示電路只需要兩個 8 位 I/O 口，充分利用了 I/O 口資源。電子密碼鎖的顯示電路設(shè)計需要用到 8 位數(shù)碼管來顯示密碼，為節(jié)約 I/O口資源，顯示電路應(yīng)采用 LED 動態(tài)顯示方式。 電源模塊AT89C51 單片機供電電壓為+5V，可采用兩種供電方式。 蓄電池供電采用+6V 蓄電池經(jīng)電阻分壓后直接給單片機供電，電路簡單。 雙路電源供電220V 交流市電經(jīng)降壓，整流，集成穩(wěn)壓芯片穩(wěn)壓為 +5V 后給直接給單片機供電，當(dāng)停電后，采用蓄電池供電。利用一個單反相器實現(xiàn)兩種供電電路的自動切換。本設(shè)計為電子密碼鎖的設(shè)計，需要用到 UPS（不間斷電源），故采用雙路電源供電為宜。遼 寧 工 業(yè) 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計 說 明 書（論 文）4 開鎖電路模塊輸入密碼正確時，單片機輸出信號作為開關(guān)信號，控制電磁鐵動作，來完成開鎖功能。輸入密碼錯誤時，則不響應(yīng)。 報警電路模塊輸入密碼錯誤時，單片機輸出信號作為開關(guān)信號，通過開啟報警電路來控制蜂鳴器報警。 最優(yōu)方案綜上，最優(yōu)方案為選用 AT89C51 單片機作為主控元件，采用雙路電源自動切換供電方案，數(shù)碼管顯示采用動態(tài)顯示方式，以矩陣式鍵盤作為人機交互的界面，加上開鎖和報警電路及相應(yīng)的軟件，構(gòu)成一個安全可靠的電子密碼鎖。第 3 章 硬件電路設(shè)計 輸入鍵盤1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleNumber RevisionSizeBDate: 13Jul2022 Sheet of File: C:\Documents and Settings\Administrator\入入\入入\入入入入入\ By:0147852369入入入入/入入2k 2k 2k 2k+5V圖 鍵盤電路本設(shè)計采用矩陣式鍵盤，連接方式如圖 所示：鍵盤的工作過程：第一步是 CPU 檢測鍵盤上是否有按鍵按下，具體方法是：將列線送入全掃描字，讀入行線的狀態(tài)來判斷，即所有的列線置成低電平，然后將行線電平的狀態(tài)讀入累加器 A 中，如果有按鍵按下，總會有一根行線電平被拉至低電平，從而使行輸入狀態(tài)不全為“1”。第二步是識別哪一個按鍵按下，如果列輸入狀態(tài)不全為“1”則按下的鍵必在此列，而且是該列與“0”電平的交點上的那個鍵。為求取編碼，在逐列掃描時，可用計數(shù)器記錄下當(dāng)前掃描列遼 寧 工 業(yè) 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計 說 明 書（論 文）5的列號，檢測到第幾行有按鍵按下時，就用該行的首鍵碼加列號得到當(dāng)前按鍵的編碼。本設(shè)計采用的是查詢方式，這種方式是直接在主程序中插入鍵盤的子程序，主程序每執(zhí)行一次則鍵盤子程序被執(zhí)行一次，對進行檢測一次，如果沒有按鍵按下，則跳過按鍵識別，直接執(zhí)行主程序，如果有按鍵按下，則通過鍵盤掃描子程序識別按鍵，得到按鍵的編碼，然后根據(jù)編碼值進行相應(yīng)的處理，處理完后再回到主程序執(zhí)行。 顯示數(shù)碼管硬件連接電路如圖所示：1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleNumber RevisionSizeBDate: 3Jul2022 Sheet of File: C:\Documents and Settings\Administrator\入入\入入入入\ By:470470470470470470470470VCC1k LED0LED1LED2LED3LED4LED5LED6LED7LED0LED1LED2LED3LED4LED5LED6LED7a bfcgdeDPY1234567abcdefg8 dp dpa bfcgdeDPY1234567abcdefg8 dp dpa bfcgdeDPY1234567abcdefg8 dp dpa bfcgdeDPY1234567abcdefg8 dp dpa bfcgdeDPY1234567abcdefg8 dp dpa bfcgdeDPY1234567abcdefg8 dp dpa bfcgdeDPY1234567abcdefg8 dp dpa bfcgdeDPY1234567abcdefg8 dp dp RESET9 11 13 XTAL218 XTAL119 22 24 26 28PSEN 29ALE/PROG 30EA/VPP31 33 35 37 39VCC40 GND20 AT89C51圖 顯示電路如圖 所示為數(shù)碼管的控制及顯示電路，數(shù)碼管為共陽極數(shù)碼管，通過段選和位選實現(xiàn)動態(tài)顯示方式，即通過軟件用分時的方法輪流控制各個顯示器的 COM 端，使各個顯示器輪流點亮。在輪流點亮掃描過程中，每位顯示器的點亮?xí)r間極為短暫，但由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余暉效應(yīng)，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)。遼 寧 工 業(yè) 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計 說 明 書（論 文）6 開鎖電路1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleNumber RevisionSizeBDate: 3Jul2022 Sheet of File: C:\Documents and Settings\Administrator\入入\入入入入\ By:2k 2k 2k 2k0123456789unlockmodify470470 470 470 470 470 470 470VCC1kVCCA0 1A1 2A3 3SDA5SCL6WP7 AT24C01UNLOCK1kBELLL1入入入VCCALARM12MHZ30pF30pFL