一種基于單片機AT89C51電子密碼鎖的設計與實現

摘 要：基于單片機AT89C51電子密碼鎖的設計，使得開鎖系統、顯示系統、報警系統越來越完善。電子密碼鎖依托單片機AT89C5的支持，實現了鍵盤輸入模塊、顯示模塊、聲音控制模塊實用功能的提高，使得程序軟件設計更富有邏輯性、科學性、系統性。如此，基于單片機AT89C51電子密碼鎖便具有功能性強、價格低、安全性高等優勢，從而獲得了市場消費者的普遍認可與應用。在此，本文將詳細分析基于單片機AT89C5電子密碼鎖的設計與實現。

關鍵詞：單片機AT89C5；電子密碼鎖；設計

基于單片機AT89C51電子密碼鎖的設計，其系統成分主要包括矩陣式鍵盤、LED數碼管、二級管、蜂鳴器等。這種系統設計的電子密碼鎖其功能性更加多樣化，主要具備LED二極管密碼輸入顯示、密碼前位錯位輸入或整體刪除、密碼鎖自鎖、管理員密碼解鎖、密碼校驗報警等功能。此外，基于單片機AT89C51設計的電子密碼還擁有編程方便、實用性強、價格低等優勢，因而受到市場消費者的普遍認可，其應用范圍越來越廣闊。

1 基于單片機AT89C51電子密碼鎖的總體設計

1.1 鍵盤輸入模塊

鍵盤輸入模塊是基于單片機AT89C51電子密碼鎖設計中的基本條件，其以矩陣式鍵盤輸入形式為主，主要由10個數字鍵（0-9）、ENTER鍵（輸入鍵）、CLEAR鍵（刪除鍵）、DELETE鍵（當前位刪除鍵）、MANAGER鍵（管理員模式選擇）、CONGIRM鍵（確定鍵）組成。在這種行列式矩陣鍵盤的單片機系統中，建構N條行線（連接P10、P11、P12、P13）與M條列線（連接P14、P15、P16、P17）的結構，每一條行線、列線需通過一個按鍵來實現交叉連通，從而組成具有N×M個按鍵的鍵盤。其中，5個功能鍵的設計非常重要的作用，按下ENTER鍵就可輸入6位的數字密碼，用戶再按下CONGIRM鍵時系統自動將設定密碼與輸入密碼進行對比，當6位密碼輸入錯誤時報警系統發出警報，解除警報需按下CLEAR鍵并實現對錯誤密碼的自動刪除，而后用戶可再次重新輸入密碼，但密碼輸入的次數僅限3次。若用戶在輸入密碼過程中，發現當前一位密碼輸入錯誤時，通過及時按下DELETE鍵可刪除當前數字。而當用戶超過3次密碼輸入機會時，密碼鎖自動鎖定，此時需要按下MANAGER鍵再輸入正確的管理員密碼，以實現密碼鎖解除鎖定，再按下CONGIRM鍵后用戶才可再次輸入密碼。

1.2 顯示模塊

顯示模塊可實現電子密碼鎖輸入操作的顯示，在系統設計中需進行動態顯示驅動，運用單片機打開選通數碼管所對應的COM端電路，以在顯示屏上亮燈顯示相應數碼管中的字形。在電子鎖顯示模塊設計中，需要注意分時輪流控制各個數碼管的COM端，如此可避免產生靜態顯示的問題，從而實現各個數碼管輪流受控的顯示，可分時復用顯示所需的硬件電路，并大幅度降低硬件成本及電源功耗。一般，鑒于人眼的暫留效應、發光二極管的發光時間與亮度的影響，顯示模塊設計采用多路復用技術的動態掃描顯示方式，以利于顯示一幅穩定的畫面。

1.3 聲音控制模塊

聲音控制模塊設計利于實現電子密碼鎖的開鎖與自動報警。電子密碼鎖的開鎖原理是采用簡單的單路信號控制的蜂鳴器鬧鈴結構，利用單片機AT89C5向蜂鳴器發送低電平，當用戶輸入正確密碼并按下ENTEER鍵時，可驅動蜂鳴器響鈴，通過LM386放大電路發出清脆的音樂鈴聲，藍燈D1亮，成功開鎖。若密碼輸入錯誤時，則通過聲音模塊發出報警聲，需按下CLEAR鍵消除報警聲及錯誤密碼。在用戶因三次密碼輸入錯誤電子密碼鎖自動鎖定時，用戶需要進入管理員模式并輸入正確的管理員密碼按下ERTER鍵，若管理員密碼輸入正確，則藍燈D1、綠燈D2亮以表示密碼鎖解碼成功，再按下CONFIRM鍵后燈滅，退出管理員模式，反之解鎖不成功，且紅燈D3亮，報警聲響起。

2 基于單片機AT89C51電子密碼鎖的程序軟件設計

基于單片機AT89C51電子鎖的程序軟件設計，首先需要進行初始化，而后開啟密碼鎖功能，通過“矩陣法”鍵盤掃描檢查是否按下鍵盤按鈕，并利用七段數碼管以顯示輸入密碼。如圖1所示，這是電子密碼鎖的總電路圖，其代表整個系統的核心，通過單片機來實現系統中的所有控制，并合理分配各個部分的工作，該系統程序控制簡單，只需信號即可實現有效控制。當用戶輸入正確的6位密碼時，利用“矩陣法”鍵盤掃描確定用戶按下的數字，將輸入密碼與預先設置密碼進行對比，正確則密碼鎖成功打開，當密碼輸入錯誤時警報響起，需用處重新輸入密碼。當用戶三次密碼輸入都不正確時，密碼鎖自動鎖住，此時需要專業管理員輸入密碼以解除系統鎖住功能，之后用戶才能再次重新輸入密碼開鎖。

綜上，基于單片機AT89C51電子密碼鎖的設計使其功能性得以提高，開鎖系統、顯示系統、報警系統越來越完善，實現了電子密碼鎖的低成本、高實用、安全性的設計目標。

[參考文獻]

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