【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的電子密碼鎖。該密碼鎖設(shè)計(jì)方法合理，簡(jiǎn)單易行，成本低，符合住宅、辦公室用鎖要求，具有一定的推廣價(jià)值。 重慶信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 2 頁(yè) （ 1）系統(tǒng)設(shè)置 4 位密碼，密碼通過(guò)鍵盤輸入，若密碼正 確，則將鎖打開(kāi)。 （ 2）密碼由用戶自己設(shè)定，在開(kāi)鎖狀態(tài)下，用戶可自行修改密碼。 （ 3）具有自動(dòng)報(bào)警功能。自動(dòng)報(bào)警分現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警和遠(yuǎn)程報(bào)警兩種?，F(xiàn)場(chǎng)報(bào)警由揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲。 （ 4）兩種情況下可報(bào)警：一是密碼輸入錯(cuò)誤 3 次，則報(bào)警；二是非正常開(kāi)門，如破門而入的情況，可通過(guò)系統(tǒng)的紅外監(jiān)視裝置監(jiān)測(cè)，同時(shí)報(bào)警，保證了系統(tǒng)的安全性。系統(tǒng)工作時(shí)，用戶通過(guò)按鍵輸入 4 位密碼，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(kāi)鎖信號(hào)，將門打開(kāi)，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(guò) 3 次，若 3 次輸入的密碼都不正確，則發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 重慶信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 3 頁(yè) 第 1 章 密碼鎖設(shè)計(jì)方案 系統(tǒng)功能 （ 1）系統(tǒng)設(shè)置 4 位密碼，密碼通過(guò)鍵盤輸入，若密碼正確，則將鎖打開(kāi)。 （ 2）密碼由用戶自己設(shè)定，在開(kāi)鎖狀態(tài)下，用戶可自行修改密碼。 （ 3）具有自動(dòng)報(bào)警功能。自動(dòng)報(bào)警分現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警和遠(yuǎn)程報(bào)警兩種?，F(xiàn)場(chǎng)報(bào)警由揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲。 （ 4）兩種情況下可報(bào)警：一是密碼輸入錯(cuò)誤 3 次，則報(bào)警；二是非正常開(kāi)門，如破門而入的情況，可通過(guò)系統(tǒng)的紅外監(jiān)視裝置監(jiān)測(cè)，同時(shí)報(bào)警，保證了系統(tǒng)的安全性。系統(tǒng)工作時(shí)，用戶通過(guò) 按鍵輸入 4 位密碼，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(kāi)鎖信號(hào)，將門打開(kāi)，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(guò) 3 次，若 3 次輸入的密碼都不正確，則發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 方案選擇 方案一 數(shù)字密碼鎖電路方案一方框圖 如圖 所示 圖 數(shù)字密碼鎖電路方案 重慶信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 4 頁(yè) 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，共設(shè) 9 個(gè)用戶輸入鍵，其中只有 4 個(gè)是有效的密碼輸入鍵，其他都是干擾按鍵，若按下干擾按鍵，鍵盤輸入 電路自動(dòng)清零，原輸入密碼無(wú)效，需重新輸入；如果用戶輸入密碼的時(shí)間超過(guò) 10 秒（一般不會(huì)超過(guò) 10 秒，特殊情況客戶可自行修改時(shí)間），電路將報(bào)警 80 秒，若電路連續(xù)報(bào)警 3 次，鍵盤鎖定 5 分鐘，防止他人非法操作電路由兩大部分組成：密碼鎖電路和備用電源 (UPS)，其中設(shè)置 UPS 電源是為了防止因?yàn)橥ｋ娫斐傻拿艽a鎖電路失效，使用戶免遭麻煩。密碼鎖電路包含：鍵盤輸入、密碼修改、密碼檢測(cè)、開(kāi)鎖電路、執(zhí)行電路、報(bào)警電路、鍵盤輸入次數(shù)鎖定電路 。 方案二 采用以單片機(jī)為核心的控制方案二如圖 所示 ： 采用以 AT89C51 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，還能添加調(diào)電存儲(chǔ)、聲光提示甚至添加遙控控制功能 [1]。其原理如圖 所示。 圖 單片機(jī)控制方案 比較以上兩種設(shè)計(jì)方案，單片機(jī)方案有較大的活動(dòng)空間，根據(jù)生活所需，其能實(shí)現(xiàn)所要求的功能而且能在很大的程度上擴(kuò)展功能，而且還可以方便的對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)，保密性能也好，所以我們采用后一種方案。 設(shè)計(jì)思路 本方案采用的是以 AT89C51 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 I/O 端口，及其控制的準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)基本的密碼鎖功能 [2]。 開(kāi)鎖控制電路 89C51 單片機(jī) AT24C02 掉電存儲(chǔ) 串口顯示電路 矩陣 鍵盤 控制 指示電路 輸入錯(cuò)誤鎖定鍵盤 延時(shí)報(bào)警控制電路 重慶信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 5 頁(yè) 設(shè)計(jì)思路如下： 輸入密碼用矩形鍵盤，包括數(shù)字鍵和功能鍵。 LED數(shù)碼管顯示輸入密碼，用 74JS247驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管發(fā)光顯示數(shù)碼，用 74LS138控制各位顯示器分時(shí)進(jìn)行顯示。 用發(fā)光二極管代替開(kāi)鎖的電路，發(fā)光表示開(kāi)鎖。 輸入密碼錯(cuò)誤次數(shù)超過(guò) 3 次，系統(tǒng)報(bào)警。 打開(kāi)電源后，顯示器顯示“ 000000”，設(shè)原始密碼為“ 123456”，只要輸入此密碼便了開(kāi)門。這樣可預(yù)防停電后再來(lái)電時(shí)無(wú)密碼可用。 按“ C”鍵， 清除顯示器為“ 000000”。 欲重新設(shè)定密碼，先輸入密碼在案“ *”。 輸入密碼，再按“ D”鍵。若密碼與設(shè)定密碼相同，則開(kāi)門。否則顯示器清為“ 000000”。 軟件的設(shè)計(jì)主要包括鍵盤鍵值的讀取， LED 顯示程序，密碼比較程序和報(bào)警程序。 重慶信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 6 頁(yè) 第 2 章 硬件電路設(shè)計(jì) 鍵盤電路設(shè)計(jì) 使用矩陣鍵盤，所以本設(shè)計(jì)就采用行列式鍵盤，同時(shí)也能減少鍵盤與單片機(jī)接口時(shí)所占用的 I/O 線的數(shù)目，在按鍵比較多的時(shí)候，通常采用這樣方法 [3]。其原理如圖 所示 圖 矩陣鍵盤 每一條水平（行線） 與垂直線（列線）的交叉處不相通，而是通過(guò)一個(gè)按鍵來(lái)連通，利用這種行列式矩陣結(jié)構(gòu)只需要 N 條行線和 M 條列線，即可組成具有N M 個(gè)按鍵的鍵盤。 在這種行列式矩陣鍵盤非鍵盤編碼的單片機(jī)系統(tǒng)中，鍵盤處理程序首先執(zhí)行等待按鍵并確認(rèn)有無(wú)按鍵按下的程序段。 當(dāng)確認(rèn)有按鍵按下后，下一步就要識(shí)別哪一個(gè)按鍵按下。對(duì)鍵的識(shí)別通常有兩種方法：一種是常用的逐行掃描查詢法；另一種是速度較快的線反轉(zhuǎn)法。 對(duì)照?qǐng)D 所示的 4 4 鍵盤，說(shuō)明線反轉(zhuǎn)個(gè)工作原理 [5]。 首先辨別鍵盤中有無(wú)鍵按下，有單片機(jī) I/O 口向鍵盤送全掃描字，然后讀入重慶信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 7 頁(yè) 行線狀態(tài) 來(lái)判斷。方法是：向行線輸出全掃描字 00H，把全部列線置為低電平，然后將列線的電平狀態(tài)讀入累加器 A 中。如果有按鍵按下，總會(huì)有一根行線電平被拉至低電平從而使行線不全為 1。 判斷鍵盤中哪一個(gè)鍵被按下使通過(guò)將列線逐列置低電平后，檢查行輸入狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。方法是：依次給列線送低電平，然后查所有行線狀態(tài)，如果全為 1，則所按下的鍵不在此列；如果不全為 1，則所按下的鍵必在此列，而且是在與零電平行線相交的交點(diǎn)上的那個(gè)鍵。具體的功能設(shè)計(jì)如表 表 按鍵說(shuō)明 按 鍵 鍵 名 功 能 說(shuō) 明 1－ 9 鍵 數(shù) 字 鍵 輸 入 密 碼 * 鍵 重 設(shè) 密 碼 鍵 設(shè) 定 新 密 碼 D 鍵 確 定 鍵 比 較 密 碼 鍵 清 除 鍵 使 顯 示 器 清 零 LED 顯示電路 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的顯示電路是為了給使用者以提示而設(shè)置的。本系統(tǒng)的顯示采用串行顯示的方式，只使用單片機(jī)的一個(gè)串行口，利用 74LS247 驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管發(fā)光顯示數(shù)碼和 74LS138 控制位選信號(hào)，就可以完成單片機(jī)的顯示功能 [4]。顯示電路的電路原理圖如圖 所示。 用 — 接 74LS247 的 A， B， C， D 四端口， 74LS247 的輸出口接 LED的七 段顯示；而 — 接 74LS138 的 A， B， C 三個(gè)輸入口， 74LS138 的輸出口接 LED 的位顯示。通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)字和位控制。 圖 LED 顯示電路 重慶信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 8 頁(yè) 用 74LS247 可以控制輸出什么字型。 74LS247 的邏輯功能表如表 表 74LS247 的邏輯功能表 用 74LS138 控制位循環(huán)顯示，其邏輯功能表如表 表 74LS138 邏輯功能表 C B A Y1 Y2 Y0 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0