基于AT89C51單片機的電子密碼鎖系統(tǒng)設計

張霞

摘要：隨著時代的變遷和科技的進步，人們的生活水平日益提高，傳統(tǒng)的家庭防盜系統(tǒng)已經存在較多漏洞。相對以往采用的機械鎖而言，現(xiàn)行的電子防盜系統(tǒng)具有安全性高、結構簡單和服務質量好等優(yōu)點，極大的滿足了用戶的日常需求。本文在電子密碼鎖系統(tǒng)中運用單片機AT89S52，并融合運用了鍵盤輸入模塊、顯示模塊、聲音控制模塊這三大模塊，旨在設計出符合用戶需求的電子密碼鎖系統(tǒng)。

關鍵詞：單片機AT89C5；電子密碼鎖；設計電子密碼鎖是指通過外界輸入實現(xiàn)對系統(tǒng)芯片或控制電路的控制，進而操控系統(tǒng)機械開關的閉合。電子產品在系統(tǒng)編程的控制下，可通過電子密碼鎖實現(xiàn)系統(tǒng)的開關鎖，相對于機械鎖而言具有較高的安全性。以本文提出的電子密碼鎖設計以單片機AT89C51為基礎，由LED數(shù)碼管、蜂鳴器、矩陣式鍵盤、二級管等部件組成系統(tǒng)。通過對系統(tǒng)設計的優(yōu)化，該電子密碼鎖具備多元化的密碼服務功能，功能如下：密碼鎖自鎖、LED二極管密碼輸入顯示、密碼校驗報警、管理員密碼解鎖、前位錯位輸入和整體刪除。除此之外，以單片機AT89C51為基礎進行設計的電子密碼在價格和應用上也有顯著優(yōu)勢，編程方便等特點使其在市場中具有廣泛的發(fā)展前景。

1系統(tǒng)功能模塊設計

1.1 鍵盤輸入模塊

鍵盤輸入模塊是構成電子密碼鎖設計的基礎模塊，其輸入形式為矩陣式鍵盤輸入，鍵盤組成形式為數(shù)字鍵、輸入鍵、刪除鍵、當前位刪除鍵、管理員模式選擇鍵、確定鍵，分別對應的是阿拉伯數(shù)字0~9、ENTER鍵、CLEAR鍵、DELETE鍵、MANAGER鍵、CONGIRM鍵。在此單片機系統(tǒng)的行列式矩陣鍵盤中，連接P10、P11、P12、P13構建起N條行線并連接P14、P15、P16、P17建構M條列線，設置一個按鈕完成各個行線和列線的交叉聯(lián)通，組成含有N×M個按鈕的矩陣鍵盤。輸入鍵、刪除鍵、當前位刪除鍵、管理員模式選擇鍵、確定鍵這五個按鍵在此設計中有較大作用，其中ENTER鍵用于輸入數(shù)字密碼（6位），密碼輸入完成后選擇CONGIRM鍵，系統(tǒng)會自動對比輸入密碼與設定密碼，報警系統(tǒng)會在密碼輸入錯誤后發(fā)出警報，此時CLEAR鍵用于解除警報和自動刪除錯誤密碼，然后用戶可重新輸入密碼，用戶連續(xù)密碼輸入次數(shù)≤3次。用戶輸入密碼時若發(fā)現(xiàn)當前數(shù)字輸入錯誤，可選擇DELETE鍵刪除末位數(shù)字，當用戶連續(xù)3次密碼輸入錯誤時，系統(tǒng)自動鎖定。系統(tǒng)管理員可選擇MANAGER鍵并鍵入正確的管理員密碼解除密碼鎖的鎖定，用戶便可選擇CONGIRM鍵輸入正確密碼。

1.2 顯示模塊

電子密碼鎖系統(tǒng)是通過顯示模板向用戶呈現(xiàn)輸入操作面板的，通過系統(tǒng)中的顯示驅動和單片機中的COM端電路顯示出相對應的數(shù)碼字形。在設計電子鎖顯示模塊時需對COM端進行分時和輪流控制，避免靜態(tài)顯示問題的出現(xiàn)，使操作面板完成數(shù)碼管輪的分時控制。此操作可對硬件電路進行分時復位顯示，有效降低了系統(tǒng)的電源功耗和硬件成本。顯示模塊綜合考慮了視覺的暫留效應及發(fā)光二極管在亮度和時間方面的因素，通過多路復用技術實現(xiàn)操作界面的動態(tài)掃描顯示，以為用戶呈現(xiàn)出穩(wěn)定的操作界面。

1.3 聲音控制模塊

聲音控制模板設計是系統(tǒng)自動報警和電子密碼鎖解鎖功能的主要組成部分。其中電子密碼鎖采用的是單路信號控制技術，通過蜂鳴器鬧鈴結構實現(xiàn)簡單的開鎖原理。在系統(tǒng)運行過程中，單片機AT89C5會將低電平發(fā)送至蜂鳴器，用戶在輸入正確密碼后蜂鳴器接收指令并響鈴，鈴聲通過LM386放大電路驅動藍燈D1亮，則電子密碼鎖開鎖成功。當用戶密碼輸入錯誤時，聲音模板會自動驅動報警鈴聲，需選擇CLEAR鍵完成錯誤密碼和報警鈴聲的消除。

2系統(tǒng)硬件電路設計

初始化AT89C51單片機的電子鎖系統(tǒng)，并完成密碼鎖功能啟動，輸入密碼的顯示采用七段數(shù)碼管。電子密碼鎖系統(tǒng)的總電路圖見圖1所示，系統(tǒng)內的控制命令均由單片機實現(xiàn)，單片機會根據(jù)實際情況進行各部件工作內容的分配，整個操作程序簡單直觀，具有方便可行的操作優(yōu)點。當用戶輸入正確的密碼時，單片機會通過“矩陣法”鍵盤記錄用戶密碼，并將設置密碼與輸入密碼進行對比，若兩個密碼相匹配則密碼鎖自動打開，若匹配失敗則用戶需要重新輸入密碼。當密碼輸入錯誤大魚3次時，系統(tǒng)會自動鎖定，需管理人員輸入正確的管理員密碼方可解鎖電子密碼鎖的鎖住功能。

3系統(tǒng)軟件設計

本文提出的基于AT89C51單片機的電子密碼鎖系統(tǒng)主要包括鍵功能程序、鍵盤掃描程序、初始化程序、延時程序密碼設置程序、主程序及LCD顯示程序，各程序間的運行流程圖見圖2所示。

4結語

面對社會各界日益增多的密碼服務需求，本文提出了一種基于AT89C51單片機的電子密碼鎖系統(tǒng)，該電子密碼鎖系統(tǒng)融合運用了AT89S52單片機的各項硬件資源，具有較高的安全性和可靠性。本文通過對系統(tǒng)軟件和制作的優(yōu)化，綜合實現(xiàn)了密碼設置、密碼開鎖、報警裝置和防多次試探等功能，具有較高的運用價值，有利于該電子密碼鎖的運用和推廣。

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