基于單片機(jī)控制的電子密碼鎖設(shè)計(jì)(已修改)
2024-11-08 08:12 本頁面
【正文】 1 基于單片機(jī)控制的電子密碼鎖 摘要： 本系統(tǒng)由單片機(jī)系統(tǒng)、矩陣鍵盤、 LED 顯示和報(bào)警系統(tǒng)組成。系統(tǒng)能完成開鎖、超時(shí)報(bào)警、超次鎖定、管理員解密、修改用戶密碼基本的密碼鎖的功能。除上述基本的密碼鎖功能外，還具有調(diào)電存儲(chǔ)、聲光提示等功能，依據(jù)實(shí)際的情況還可以添加遙控功能。本系統(tǒng)成本低廉，功能實(shí)用 。 關(guān)鍵詞： AT89S51 AT24C02 電子密碼鎖 矩陣鍵盤 1 引言 在日常的生活和工作中 , 住宅與部門的安全防范、單位的文件檔案、財(cái)務(wù)報(bào)表以及一些個(gè)人資料的保存多以加鎖的辦法來解決。若使用傳統(tǒng)的機(jī)械式鑰匙開鎖， 人們常需攜帶多把鑰匙 , 使用極不方便 , 且鑰匙丟失后安全性即大打折扣。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對日常生活中的安全保險(xiǎn)器件的要求越來越高。為滿足人們對鎖的使用要求，增加其安全性，用密碼代替鑰匙的密碼鎖應(yīng)運(yùn)而生。密碼鎖具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等優(yōu)點(diǎn)。 在安全技術(shù)防范領(lǐng)域，具有防盜報(bào)警功能的電子密碼鎖逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械式密碼鎖，克服了機(jī)械式密碼鎖密碼量少、安全性能差的缺點(diǎn)，使密碼鎖無論在技術(shù)上還是在性能上都大大提高一步。隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，特別是單片機(jī)的問世，出現(xiàn)了帶微處理器的智能密碼鎖 ，它除具有電子密碼鎖的功能外，還引入了智能化管理、專家分析系統(tǒng)等功能，從而使密碼鎖具有很高的安全性、可靠性，應(yīng)用日益廣泛。 設(shè)計(jì)本課題時(shí)構(gòu)思的方案是用以 AT89S51 為核心的單片機(jī)控制方案。 2 總體設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)思路 該電路是一種采用以 AT89S51 為核心的單片機(jī)控制方案。 利用單片機(jī)靈活的編程設(shè)計(jì)和豐富的 IO 端口，及其控制的準(zhǔn)確性，不但能實(shí)現(xiàn)基本的密碼鎖功能，還能根據(jù)實(shí)際需要添加調(diào)電存儲(chǔ)、聲光提示甚至增加遙控控制功能。 方案確立 (1)為了實(shí)現(xiàn)密碼的保密性，采用一個(gè) 44 的矩陣式鍵盤可 以任意設(shè)置用戶密碼（ 116 位長度），從而提高了密碼的保密性。 (2)為了確保密碼鎖的持久性，采用了 AT24C02 為核心的掉電存儲(chǔ)單元，確保了密碼鎖在意外掉電情況下仍然能夠起到記住初始密碼的功能。 (3)采用了 6 個(gè)數(shù)碼管來作為顯示單元，提高了可讀性；還采用了四個(gè) LED 發(fā)光管來作為密碼鎖運(yùn)行指示燈，使用戶對密碼鎖得運(yùn)行情況一目了然。 總體設(shè)計(jì)方框圖 電路由兩大部分組成： AT89S51 單片機(jī)及其外圍電路和密碼鎖電路。 AT89S51 單片機(jī)及其外圍電路包含 :AT89S51 單片機(jī)、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路。 2 密 碼鎖電路包含：矩陣鍵盤輸入、 LED 指示電路、報(bào)警控制電路、串口顯示電路、 AT24C02掉電存儲(chǔ)電路。其原理方框圖如圖 1 所示。 圖 1 總體設(shè)計(jì)框圖 3 設(shè)計(jì)原理分析 單片機(jī)及其外圍電路 復(fù)位電路的設(shè)計(jì) 復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作。單片機(jī)啟運(yùn)運(yùn)行時(shí)，都需要先復(fù)位，其作用是使 CPU 和系統(tǒng)中其他部件處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作。因而，復(fù)位是一個(gè)很重要的操作方式。但單片機(jī)本身是不能自動(dòng)進(jìn)行復(fù)位的，必須配合相應(yīng)的外部電路才能實(shí)現(xiàn)。該復(fù) 位電路采用按鍵電平復(fù)位式復(fù)位電路。當(dāng)單片機(jī)已在運(yùn)行當(dāng)中時(shí)，按下復(fù)位鍵 S 后松開，在復(fù)位引腳 RET（ 9 腳）腳持續(xù)出現(xiàn) 24 個(gè)振蕩器脈沖周期（即 2 個(gè)機(jī)器周期）的高電平信號將使單片機(jī)復(fù)位。也能使 RST 為一段時(shí)間的高電平，從而實(shí)現(xiàn)上電或開關(guān)復(fù)位的操作。如圖 2 所示。 R54 .7 KR64 .7 KS 1 7S W P BC3V C CR E T 圖 2 復(fù)位電路 時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì) 時(shí)鐘電路為單片機(jī)產(chǎn)生時(shí)序脈沖，單片機(jī)所有運(yùn)算與控制過程都是在統(tǒng)一的時(shí)序脈沖的驅(qū)動(dòng)下的進(jìn)行的，如果單片機(jī)的時(shí)鐘電路停止工作（晶振停振），那么單片機(jī)也就停止運(yùn)行了。當(dāng)采用內(nèi)部時(shí)鐘時(shí)，連接方法如下圖所示，在晶振引腳 XTAL1（ 19 腳）和 XTAL2（ 18 腳）引腳之間接入一個(gè) 12MHZ 晶振，兩個(gè)引腳對地分別再接入一個(gè)電容即可產(chǎn)生所需的時(shí)鐘信號，電容的容 AT89S51 單片機(jī)及 其外圍電 路 AT24C02 掉電存儲(chǔ) 串口顯示電路 矩陣 鍵盤 控制 LED 指示電路 報(bào)警控制電路 3 量一般在幾十皮法，如 30PF。如圖 3 所示。 C1C2Y1X T A L 1X T A L 2 圖 3 時(shí)鐘電路 密碼鎖控制電路 按鍵電路的設(shè)計(jì)
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