基于单片机AT89C51的电子安全密码锁的设计
北京电子科技职业学院 13机电 邢然
摘要：用电子密码锁代替传统的机械式密码锁，可以克服机械式密码锁密码量少、安全性能差的缺点。随着电子产品向智能化和微型化的不断发展，单片机已成为电子产品研制和开发中首选的控制器。针对市场上电子密码锁保密性不强、灵活性不高和适用范围窄等问题，设计一种基于AT89C51单片机实现的多功能电子密码锁系统，并给出了系统的基本硬件电路和软件设计流程。该电子密码锁不仅电路简单、实现容易、工作可靠，而且具有保密性高、使用方便、可以实现多重密码设定等功能。可作为产品进行开发，应用于住宅、办公室的保险箱及档案柜等需要防盗的场所，有比较强的实用性。 关键字：AT89C51 密码锁
1 引言
随着经济的飞速发展，人民生活水平的日益提高，人们对 社会安全的要求也越来越高，安全防盗已成为社会问题。对于安全防盗，也发生了概念性的变化，以前只要保护好自己的财产就是安全防盗的标准，在现在看来已经不止如此了。如何使自身的人身安全、财产安全以及隐私安全得到安全保证，才
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目前，最常用的机械锁具有安全性低、易丢失、容易损坏、易于复制锁等缺点，而许多智能锁(如指纹辨别、IC卡识别)已相继问世，但这类产品的特点是针对特定指纹或有效卡，只能适用于保密要求高且仅供个别人使用的箱、柜在、房间等。另外，卡片式的IC卡易丢失，加上其成本一般较高，在一定程度上限制了这类产品的普及和推广。因此用电子密码锁用密码代替钥匙不但省去了佩戴钥匙的烦恼，也从根本上解决了其它种种类型锁的缺点。随着人们生活水平的提高，电子密码 锁 作 为 防 盗 卫 士 的 作 用 日 趋 重 要。
2 单片机原理
单片机原理：单片机是集成在一个IC芯片上的，IC芯片上集成了运算器 控制器 以及IO接口，相当与一个计算机系统了。而通用计算机是分模块的，比如内存条，CPU，显卡，这些设备是通过系统总线连接成一个计算机系统。所以可以看出，单片机是微计算机系统，正是因为小巧，价格也便宜，很适合应用于嵌入式系统。当然单片机的功能就没有通用型计算机的功能那么强大了。
3 设计内容
采用了单片机
AT89C51作为主要芯片。密码锁的基本功能如下：16个按键，
分别代表数字0-9和英文字母A-F;密码在程序中事先设定为“8”；系统上电时，数码管显示“-”，表示等待密码输入；密码输入正确时显示字符“p”约3秒，并通过P3.0端口将锁打开；否则显示字符“E”约3秒，继续保持锁定状态。
4 电子密码锁系统设计
本系统软件设计由主程序和子程序设计构成。
主程序
void main() {
unsigned char
led[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e};
unsigned char led1[]={0xbf,0x8c,0x86}; unsigned char i; P1=led1[0]; P30=1; P0=0xff;
系统以AT89C51单片机为核心来控制密码锁的密码输入，密码显示，密码比较判断，开锁，报警指示以及密码的存储等功能。利用单片机灵活的编程设计和丰富的IO端口，及其控制的准确性，实现基本的密码锁功能，件部分主要由以下几个模块组成： 单片机系统：该部分主要是使单片机能稳定工作，来控制整个系统实现密能。 开锁电路：系统中采用单片机输出开锁信号驱动电磁锁驱动电路直接开电磁锁的方式。
系统硬件电路图：如图1
图1系统硬件电路图
该密码锁系统硬件电路主要由芯片AT89C51,开关实现对显示的控制当密码正确时LED灯亮起，键盘采用4*4，键盘扫描电路进行行扫描, 按键采用机械式开关结构, 每个按键都有自己相应的作用 , 可分为数字按键和功能按键。 单片机完成密码输入和上传, PC 上位机对数据分析处理, 建立数据库, 形成网络。 采用异步串 行通信, 其传输距 离长、 连接简单、使用 灵活 方便、数据传输可靠性高。
5 功能强化
5.1 工作原理
密码锁硬件组成包括液晶显示器、单片机密码存储和矩形键盘。矩形键盘用来输入密码和实现各种操作用户通过矩形键盘输入密码进行比较，判断密码正确与否，将引脚的高低电平传到开锁电路或者警报电路，控制开锁还是警报，密码锁硬件部分由键盘输入电路 、电源输入电路，掉电存储电路、晶振电路，复位电路，显示电路，警报电路和开锁电路组成。 5.2 键盘输入电路
本设计采用由行线和列线组成的矩阵按键键盘，按键位于行列交叉点上，密码锁的密码通过键盘输入，他比独立式按键键盘相节省许多I/O口。本设计所采用 的 键盘 能完成密码的输入还可作特别功能键使用 鍵盘的每个按键功能键及与 单片机引脚接法如图2
图2键盘输入电路
5.3复位电路
单片机复位是指使CPU和其他功能部件恢复到初始状态，从初始状态重新工作复位后PC=0000H,单片机从第一个单元取指令，单片机在刚开始通电，断电后或发生故障后都要复位，在复位期间P0口为高阻态，P1-P3口输出高电平，外部程序存储区读选通信号PSEN不发挥作用，地址存信号ALE为高电平，如图3
图3复位电路
5.4报警电路
报警电路组成 陶瓷压电发生发生装置和外围电路。当有按键按下时，发出声音，每按一次，发声一次。密码输入正确时，发声同时开锁，当密码输入错误时，单片机的P3.6引脚输出低电平，三极管Q1导喇叭发出噪鸣声报警。如图4
图4报警电路
5.5晶振电路
采用一个用于构成内部振荡的AT89C51高增益反相放大器,该放大器 的 输 入 端 和 输 出 端 引 脚 分 别 为 XTAL1和XTAL2,其电容需选择30pF±10pF在 采用 陶瓷锴振器前提下电容需选 择 40pF±10pF 在 采用外部时钟情况下 ，外 部时钟脉冲需接到内部时钟发生器的 XTAL输入端。外部时钟信号 是通过—个 2分频触发器后作为内部时钟信号，其对外部时钟信号最小高电平持续时间和 最大的低电平持续时间符合产品技术条件的要求即可 晶振电路如图5
图5晶振电路
5.6开锁电路
通过单片机开锁电路控制，电路驱动电磁锁吸或合从而达到开锁的目的。当用户输入的密码正确时，单片机将开锁信号输送到开锁驱动电路，驱动电磁锁使其控制们打开。电路如图6
图6开锁电路
本次方案的电子密码锁采用AT89C51单片机控制整个电路，带液晶显示。包含单片机系统。矩阵键盘LED显示和警报系统组成。能够完成开锁、显示密码、修改密码、掉电储存、报警、语音提示功能等基本的密码锁功能。本系统设备成本低廉，功能完备，适用范围广
6 结束语
将程序拷入 AT89C51芯片中 , 在自 制的 PC板上进行硬件测试, 在实验室内 调试通过, 该电子密码锁达到了 设计要求。随着现代信息技术的发展，各种电子设备被应用到各个领域，发挥着重要的作用，部分电子设备
极其昂贵，其所存储的数据非常重要这就要求对存 放这 些设 备 的 机 房进 行各 方面 的 安 全 管理 ，其 中 机房入 口 的 安全管理就是电 子设备安 全管理的 重要 — 项 碁 于单片 机的 密码锁是现代 电 子设备机 房入 口 安 全管理 的 重要 手段 被广 泛应用 它 是通 过单 片 机 控制 开关 完成开锁、关锁任务的电子设备。
7参考文献
