【正文】 單片機控制的電子密碼鎖的設(shè)計第1章 緒論 隨著人們生活水平的提高和防盜意識的加強，對安全的要求也就越來越高。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，各類電子產(chǎn)品應(yīng)運而生，電子密碼鎖就是其中之一。這種鎖是通過鍵盤輸入一組密碼完成開鎖過程。由于電子密碼鎖的密鑰量非常大，可以與機械鎖配合使用，并且可以避免因鑰匙被仿制所留下的安全隱患。電子鎖的種類繁多，例如，指紋鎖，數(shù)碼鎖，磁卡鎖，IC卡鎖，生物鎖等等，但較實用的還是按鍵式電子密碼鎖[ ]。至今為止，在西方的發(fā)達國家，電子密碼鎖技術(shù)發(fā)展相對先進，種類齊全，已被廣泛應(yīng)用于智能門禁系統(tǒng)中，通過多種更加安全和可靠的技術(shù)實現(xiàn)對大門的管理。但國內(nèi)自行研制開發(fā)的電子鎖，其市場結(jié)構(gòu)尚未形成，應(yīng)用還不廣泛。希望通過不斷的努力，使電子密碼鎖在我國也能得到廣泛應(yīng)用。廣義上講，金融業(yè)的“授權(quán)”主要包括以下三種層次的內(nèi)容：授予保管權(quán)，如使用保管箱、保險箱和保險柜；授予出入權(quán)，如出入金庫、運鈔車和保管室；授予流通權(quán)，如自動存取款[ ]。下面將介紹幾種在金融行業(yè)中使用較多的電子密碼鎖以及它們的技術(shù)發(fā)展方向。一般情況下，鎖具防盜的關(guān)鍵是鎖身外殼、閉鎖的部件的強度、鎖止型式、配合間隙和布局。報警的前提是具備探測功能，根據(jù)電子密碼鎖的使用場所和防護要求，可選擇多種多樣的探測手段。根據(jù)國內(nèi)外的實踐經(jīng)驗，金融業(yè)實行安全防范風(fēng)險等級很有必要，即依據(jù)使用的防盜報警器材的性能、安裝布局和人員值守狀況等，可以評估被防護物或區(qū)域的防護能力，得出風(fēng)險等級，其中，電子密碼鎖的性能至關(guān)重要[]。組合使用信息也能夠使電子密碼鎖獲得無窮擴展的可能，使產(chǎn)品多樣化，對用戶而言是“千挑百選、自得其所”[]。由于單片機具有體積小、重量輕、價格便宜、功耗低、控制功能強及運算速度快等特點，因而在國民經(jīng)濟建設(shè)、軍事及家用電器等各個領(lǐng)域均得到了廣泛的應(yīng)用。同時也加強對數(shù)字電路、單片機和微機原理等課程知識的實際應(yīng)用能力，也為同類產(chǎn)品的進一步發(fā)展奠定理論和實踐基礎(chǔ)。(2)初始密碼設(shè)定為“123456”。(3)密碼可以由用戶自己修改設(shè)定（只支持6位密碼），修改密碼之前必須再次輸入原來的密碼，在輸入新密碼時候需要二次確認，以防止誤操作。（1）單片機的選擇方案一：采用AT89C51單片機，它可以與其它51系列的單片機兼容、內(nèi)部ROM全部采用FLASH ROM、最高時鐘頻率可達24MHz且能以3V超低壓工作。方案二：采用AT98S51單片機，它具同時被AT98C51的全部功能外，還支持ISP在線編程技術(shù)且內(nèi)部ROM為8KB有利于功能擴展。AT89S51比AT89C51新增了一些功能，支持在線編程和看門狗是其中主要兩個特點。：AT89C51僅支持并行編程，而AT89S51不但支持并行編程還支持ISP再線編程。3. 工作頻率更高:AT89C51的工作頻率極限是24MHZ，而AT89S51最高工作頻率是33MHZ，(AT89S51芯片有兩中型號，支持最高工作頻率分別為24MHZ和33MHZ)具有更快的計算速度。：AT89S51內(nèi)部集成看門狗計時器(Watchdog Timer)，而AT89C51需外接看門狗計時器電路，或者用單片機內(nèi)部定時器構(gòu)成軟件看門狗來實現(xiàn)軟件抗干擾。即雙數(shù)據(jù)指針，AT89S51向下 可以完全兼容51系列的所有產(chǎn)品，性價比相比C51系列更高，所以采用AT98S51單片機。方案二：采用矩陣式鍵盤來控制把按鍵按行列組成矩陣，在行列交點上都對應(yīng)有一個鍵，這樣使用的按鍵數(shù)量相對獨立式按鍵較少，通過比對按鍵輸出的高低電平做運算可以判定有無鍵被按下以及被按鍵的位置，這種稱為鍵掃描法。（3）顯示模塊的選擇方案一：數(shù)碼管靜態(tài)顯示采用LED數(shù)碼管靜態(tài)顯示方法，電路容易理解，驅(qū)動程序簡單，但需要每個數(shù)碼管都要一塊74LS47來驅(qū)動顯示，增高了成本，浪費系統(tǒng)硬件資源，而且需要占用單片機多個I/O口。方案三：液晶顯示采用LCD液晶顯示，顯示的位數(shù)多，由單片機驅(qū)動。但同時液晶顯示器的驅(qū)動程序復(fù)雜，編程困難，成本高，價格昂貴，浪費大量的資源，所以不選擇。因此，在74LS138 的輸出端加入反向器才可以接到數(shù)碼管的COM 端。方案二：三極管的選擇三極管也具有反向的功能，采用的是PNP 管，電路的連接中又方便，減少了跳線，可提高美觀度。方案二：采用發(fā)光二極管和蜂鳴器來報警，可以發(fā)出聲光報警且降低了成本。在單片機的外圍電路外接輸入鍵盤，用于密碼的輸入和一些功能的控制，用74LS474LS138和三極管來驅(qū)動六個數(shù)碼管做顯示模塊、用發(fā)光二極管和蜂鳴器做為報警模塊。鍵盤模塊：由16個輕觸式開關(guān)組成。顯示模塊：采用六個數(shù)碼管實時顯示當前輸入數(shù)據(jù)。第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 系統(tǒng)硬件概述 本系統(tǒng)是通過鍵盤掃描模塊，既能夠顯示數(shù)據(jù)還能夠修改開鎖密碼，密碼通過鍵盤掃描模塊輸入到單片機控制系統(tǒng)AT89S51中，然后通過數(shù)碼管顯示模塊來顯示我們所輸入的數(shù)據(jù)，還有一個就是報警模塊，當輸入的密碼正確時，則顯示模塊的綠燈點亮；當輸入的密碼錯誤時，紅燈點亮，報警模塊立刻發(fā)出聲音報警。 主要模塊電路的設(shè)計 鍵盤掃描模塊電路的設(shè)計如圖31 所示，本模塊的作用是進行鍵盤的掃描，在這里采用的是逐行掃描法，首先識別有無鍵按下，將全部行線均設(shè)置為0電平，則表示無鍵按下。當檢測到有鍵按下后，延時一段時間再做下一步的檢測判斷，這是為了防止是抖動干擾造成錯誤識別，繼而進行確定具體閉合鍵的過程，依次將行線置為低電平，檢查各列線的電平