【正文】 ............. 24 圖 5 2 Proteus ISIS 的工作界面 ................................................................................ 25 圖 5 3 Proteus 運(yùn)行按鍵 ............................................................................................ 25 圖 5 4 Proteus 仿真圖 ................................................................................................ 26 圖 5 5 STC89C52 單片機(jī)引腳圖 .............................................................................. 26 圖 5 6 鍵盤輸入模塊 ................................................................................................. 27 圖 5 7 密碼顯示模塊 ................................................................................................. 27 圖 5 8 晶振及復(fù)位電路 ............................................................................................. 28 圖 5 9 掉電存儲及報警電路 ..................................................................................... 28 圖 5 10 開鎖電路 ....................................................................................................... 29 VI 表 格 清單 表 31 LCD1602 引腳接口說明表 ............................................................................... 8 表 32 LCD1602 基本操 作程序 ................................................................................. 15 1 引 言 在當(dāng)今社會，安全防盜已成為社會問題，而鎖自古以來就是防盜的重要工具，目前國內(nèi)大部分人使用的還是傳統(tǒng)的機(jī)械鎖，然而，眼下假冒偽劣的機(jī)械鎖互開率非常之高，此外，即使是一把質(zhì)量過關(guān)的機(jī)械鎖，通過急開鎖，甚至可以在不損壞鎖的前提下將鎖打開。 電子密碼鎖是一種通過密碼輸入來控制電路或是芯片工作，從而控制機(jī)械開關(guān)的閉合，完成開鎖、閉鎖任務(wù)的電子產(chǎn)品。用戶想要打開鎖，必先通過提供的鍵盤輸入正確的密碼才可以，密碼輸入錯誤有提示，為了提高安全性，當(dāng)密碼輸入錯誤三次將報警十分鐘，期間輸入密碼無效，以防竊賊多次試探密碼。 5) 使用靈活性好，不像機(jī)械鎖必須佩帶鑰匙才能開鎖。 隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展 ,機(jī)械鎖也有了長足的發(fā)展。后來，隨著私有制的發(fā)展，私人財富越來越多，為了保護(hù)財產(chǎn)和生命 3 的安全，人類開始了對鎖具的探索。春秋時期進(jìn)入鐵器時 代，考古證明，在這一時期人們大量的是使用鐵鎖、銅鎖，還有銀鎖、鎏金鎖等，其中有代表性的如西周的青銅鎖、東漢的金屬鎖、唐代的蝦尾銀鎖和宋代的方身鎖等，都具有相當(dāng)高的技術(shù)水平。鑒于目前的技術(shù)水平與市場 的接受程度，鍵盤式電子密碼鎖是這類電子防盜產(chǎn)品的主流。 4 當(dāng)今 電子密碼鎖 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(jī)應(yīng)用 在這幾年得到空前發(fā)展，無論功能性，穩(wěn)定性都比較全面，在保密方面已做到人眼識別， 指紋識別 ，人聲識別基本上電影上有的現(xiàn)實(shí)也有。 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)框圖如圖 21 所示： 圖 2 1 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)框圖 主控部分的選擇 方案一：采用數(shù)字電路控制 用以 74LS112 雙 JK 觸發(fā)器構(gòu)成的數(shù)字邏輯電路作為密碼鎖的核心控制，將密碼保存在 JK 觸發(fā)器中，與輸入密碼通過比較器比較，判斷結(jié)果是否相符合 [4]。軟件從指紋上找到被稱為 “節(jié)點(diǎn) ”（ minutiae）的數(shù)據(jù)點(diǎn)，即指紋紋路的分叉、終止或打圈處的坐標(biāo)位置，這些點(diǎn)同時具有七種以上的唯一性特征。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有鍵按下，將列線逐一置低，其他列線置高，讀行線口線。 STC89C52 有 PDIP、PQFP/TQFP 及 PLCC 等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求 。 引腳功能說明： LCD1602 采用標(biāo)準(zhǔn)的 14 腳（無背光）或 16 腳（帶背光）接口，各引腳接口說明，如表 31 所示 : 表 3 1 LCD1602 引腳接口說明表 編號 符號 引腳說明 編號 符號 引腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 數(shù)據(jù) 2 VDD 電源正極 10 D3 數(shù)據(jù) 3 VL 液晶顯示偏壓 11 D4 數(shù)據(jù) 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇 12 D5 數(shù)據(jù) 5 R/W 讀 /寫選擇 13 D6 數(shù)據(jù) 6 E 使能信號 14 D7 數(shù)據(jù) 7 D0 數(shù)據(jù) 15 BLA 背光源正極 8 D1 數(shù)據(jù) 16 BLK 背光源負(fù)極 第 1 腳： VSS 為地電源。 第 15 腳：背光源正極。所有字節(jié)均以單一操作方式讀取。 AT24C02 的控制字由 8 位二進(jìn)制數(shù)構(gòu)成，在開始信號發(fā)出以后，主機(jī)便會發(fā)出控制字，以選擇從機(jī)并控制總線傳送的方向。例如管理員可對各個組件進(jìn)行查詢，以管理系統(tǒng)的配置或掌握組件的功能狀態(tài)，如電源和系統(tǒng)風(fēng)扇。被主機(jī)尋訪的設(shè)備 稱為從機(jī)。 開始信號： SCL為高電平時， SDA 由高電平向低電平跳變，開始傳送數(shù)據(jù)。 總線基本操作： I2C 規(guī)程運(yùn)用主 /從雙向通訊。圖 4 給出的是順序讀的時序圖。 復(fù)位電路 單片機(jī)復(fù)位是使 CPU 和系統(tǒng)中的其他功能部件都處在一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作，例如復(fù)位后 PC＝ 0000H，使單片機(jī)從第 —個單元取指令。當(dāng)電容 C1 放電結(jié)束后， RST 端的電位由 R1 與 R2 分壓比決定。 AT24C02有一個 16 字節(jié)頁寫緩沖器。 管腳描述 AT24C02 串行時鐘輸入管腳用于產(chǎn)生器件所有數(shù)據(jù)發(fā)送或接收的時鐘，這是一個輸入管腳。 AT24C02 中帶有片內(nèi)地址寄存器，每寫入或讀出一個數(shù)據(jù)字節(jié)后，該地 址寄存器自動加 1，以實(shí)現(xiàn)對下一個儲存單元的讀寫，所有字節(jié)均以單一操作方式讀取。同理只有按下關(guān)閉按鍵后顯示器才處于關(guān)閉狀態(tài)。其原理如圖 3－ 11 所示。其中 D C5 是為了消除電磁鎖可能產(chǎn)生的反向高電壓以及可能產(chǎn)生的電磁干擾。 圖 3 9 電源輸入電路原理圖 報警電路 報警部分由陶瓷壓電發(fā)聲裝置及外圍電路組成，加電后不 發(fā)聲，當(dāng)有鍵按下時， “叮 ”聲，每按一下，發(fā)聲一次，密碼正確時，不發(fā)聲直接開鎖，當(dāng)密碼輸入錯誤時，單片機(jī)的 引 腳為低電平，三極管 T3導(dǎo)喇叭發(fā)出噪鳴聲報警。本設(shè)計(jì)的顯示部分由液晶顯示器LCD1602 取代普通的數(shù)碼管來完成。當(dāng) WP 管腳連接到 Vss 或懸空允許器件進(jìn)行正常的讀 /寫操作 其電路如圖 3－ 6 所示。數(shù)據(jù)傳送是由產(chǎn)生串行時鐘和所有起始停止信號的主器件控制的。電容取值為20pF。增加手動復(fù)位按鍵是為了避免死機(jī)時無法可靠復(fù)位。 本系統(tǒng)共有兩部分構(gòu)成，即硬件部分與軟件部分。 2）寫操作： 寫操作分為字節(jié)寫和頁面寫兩種操作，對于頁面寫根據(jù)芯片的一次裝載的字節(jié)不同有所不同。帶有 I2C 接口的單片機(jī)有：CYGNAL 的 C8051F0XX 系列， PHILIPSP87LPC7XX 系列， MICROCHIP 的PIC16C6XX 系列等。各種被控制電路均并聯(lián)在這條總線上，但就像電話機(jī)一樣只有撥通各自的號碼才能工作，所以每個電路和模塊都有唯一的地 址，在信息的傳輸過程中， I2C 總線上并接的每一模塊電路既是主控器（或被控器），又是發(fā)送器（或接收器），這取決于它所要完成的功能。 總線的運(yùn)行（數(shù)據(jù)傳輸）由主機(jī)控制。 圖 3 2 AT24C02 引腳圖 I2C 總線介紹 I2C(Inter－ Integrated Circuit)總線是一種由 PHILIPS 公司開發(fā)的兩線式串行總線，用于連接微控制器及其外圍設(shè)備。主機(jī)產(chǎn)生串行時鐘信號 (通過 SCL引腳 )并發(fā)出控制字，控制總線的傳送方向，并產(chǎn)生開始和停止的條件。 AT24C02 中帶有的片內(nèi)地址寄存器。 第 6 腳： E 端為使能端，當(dāng) E 端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。 1602 型 LCD 顯示模 塊具有體積小，功耗低，顯示內(nèi)容豐富等特點(diǎn)。 STC89C52 有 40 個引腳， 32 個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時內(nèi)含 2 個外中斷口， 3 個 16 位可編程定時計(jì)數(shù)器 ,2 個全雙工串行通信口， 2 個讀寫口線， STC89C52 可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程 ,但不可以在線編程(S 系列的才支 持在線編程 )。 行線設(shè)計(jì)成上拉口線，初始時被置高電位，列線懸空，初始置低。 密碼輸入方式的選擇 輸入電路 存儲模塊 晶振電路 主控芯片 顯示電路 輸出電路 6 方 案一：指紋輸入識別 指紋識別技術(shù)主要涉及四個功能：讀取指紋圖像、提取特征、保存數(shù)據(jù)和比對。由用戶通過連接單片機(jī)的矩陣鍵盤輸入密碼，后經(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，從而判斷密碼是否正確，然后控制引腳的高低電平傳到開鎖電路或者報警電路控制開鎖還是報警 ， 組成的電子密碼鎖系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)： 1． 完全正確輸入八位密碼的前提下，有開鎖提示； 2． 錯誤輸入密碼情況下，蜂鳴器報警；開鎖密碼錯 3 次要報警 10 分鐘，報警期間輸入密碼 無效。因此，為了發(fā)揚(yáng)優(yōu)點(diǎn)、克服弱點(diǎn)，鍵盤式電子密碼也在不斷發(fā)展中，如 “任意設(shè)定密碼 ”技術(shù)使得被授權(quán)人可以根據(jù)自己的需要或喜好設(shè)定密碼，常用常新；而 “自動更改密碼 ”技術(shù)使得本次輸入的密碼將自動更改成下次應(yīng)輸入的密碼，更改的規(guī)律不為他人所知，因而不怕旁觀者窺測；獨(dú)出心裁的 “鍵盤亂序顯示 ”技術(shù)使得鍵盤上的固定鍵位每次顯示出的字符不固定，并且顯示的窄小角度只能由操作者正面看得到，因而即使旁觀者看見操作動作也難以窺測出密碼； “多重密 碼設(shè)定 ”技術(shù)使得單組密碼不一定有效，適合多人分權(quán)使用，需要輸入兩組以上的密碼才被認(rèn)可，大大提高了保密性，如果限定輸入這些密碼的先后順序或時間區(qū)段，則保密性還可提高 [4]。但是這些產(chǎn)品的特點(diǎn)是針對特定的指紋和有效卡，只能適用于保密要求的箱、柜、門等。 [2]這種木鎖一直在民間傳承。 初創(chuàng)期為新石器時代到夏商時期。我國古代有石鎖，并無鑰匙，是以繩索或鐵鏈?zhǔn)`。 3) 誤碼輸入保護(hù)，當(dāng)輸入密碼多次錯誤時，報警系統(tǒng)自動啟動。機(jī)械鎖的這些弊端為一種新型的鎖 ——電子密碼鎖，提供了很大的發(fā)展空間 [1]。在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的今天，電子密碼防盜鎖作為防盜衛(wèi)士的作用也日趨重要。 password can be changed according to user needs. Master in C language control program and EEPROM AT24C02 chip to read and write process are bined and piled with the Keil software, designed a number you can change the password, the password with an electronic alarm control system. The lock has a reasonable design, simple, low cost, safe and practical, confidentiality, flexibility, and high, with some promotional value. Key Words： Electric Password lock。它能完成以下功能：正確輸入密碼前提下，開鎖；錯誤輸入密碼情況下，報警；密碼可以根據(jù)用戶需要更改。PROM AT24C02 作為主控芯片與數(shù)據(jù)存儲器單元，結(jié)合外圍的鍵