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基于單片機的電子密碼鎖設計
單片機是典型的嵌入式微控制器，由運算器，控制器，存儲器，輸入輸出設備等構成，相當于一個(gè)微型的計算機。下面是小編為你帶來(lái)的基于單片機的電子密碼鎖設計 ，歡迎閱讀。
摘 要：隨著(zhù)電子技術(shù)的發(fā)展，人們對鎖的需求越來(lái)越多，所以各種各樣的電子鎖層出不窮，未來(lái)電子密碼鎖的市場(chǎng)將非常廣闊。這次設計是以STC89C51單片機為技術(shù)控制核心，顯示部分選用了1602液晶顯示，密碼儲存模塊采用AT24C02芯片，結合設計的外圍報警模塊，矩陣鍵盤(pán)輸入模塊，繼電器模塊完成了電子密碼鎖的設計。
關(guān)鍵詞：密碼鎖；單片機；液晶顯示
一、引言
�。ㄒ唬┰O計的背景和研究意義。自從人類(lèi)脫離原始社會(huì )、開(kāi)始有私有財產(chǎn)的概念以來(lái)，鎖就成為了人們生活中的重要組成部分。隨著(zhù)科技的發(fā)展，電子密碼鎖被越來(lái)越多的人所接受，它已經(jīng)在生活中隨處可見(jiàn)了. 電子密碼鎖擁有太多機械鎖完全無(wú)法相比的優(yōu)點(diǎn)。它不但能完成“鎖”自身的功用，還可以具有記憶、辨識、警報等特別的作用。因為電子密碼鎖的更安全性、更便宜、易操作，越來(lái)越多人開(kāi)始關(guān)注這一領(lǐng)域。
隨著(zhù)單片機的迅速發(fā)展，其應用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，將其應用到保密和安全方面是相當可靠，相當有意義的�；趩纹瑱C的電子密碼鎖的研究在保護財產(chǎn)和人身安全方面可以給人們帶來(lái)更多更好的選擇
�。ǘ┰O計的主要環(huán)節。設計的主要方案如下：（1）控制模塊采用STC89C51為控制中心模塊。（2）鍵盤(pán)輸入采用4x3的共陰極鍵盤(pán)輸入可以節省IO口的使用。（3）顯示模塊采用液晶顯示密碼的輸入和修改等提示。（4）報警模塊通過(guò)蜂鳴器和LED燈閃爍來(lái)完成。（5）繼電器用來(lái)控制密碼鎖的開(kāi)關(guān)。
二、系統的硬件原理圖
硬件設備是以單片機為核心，結合電源電路、密碼儲存電路、顯示電路、報警電路和繼電器電路等外圍設備來(lái)完成設計要求。其原理框圖如圖1。
三、系統硬件部分設計
�。ㄒ唬〢T24C02 EEPROM存儲器。用戶(hù)在使用電子密碼鎖的時(shí)候若更改了系統的初始密碼，密碼鎖系統斷電之后密碼就容易丟失，而曾加了AT24C02就能把密碼儲存起來(lái)防止丟使。
AT24C02是一個(gè)2Kbit串行CMOS EEPROM，內部256個(gè)
8位字節。其引腳功能如下串行數據輸入/輸出引腳（SDA）可實(shí)現雙向串行數據傳輸。串行時(shí)鐘信號引腳（SCL）在SCL輸入時(shí)鐘信號的上升沿將數據送入EEPROM器件，并在下降沿將數據讀出。器件/頁(yè)地址腳（A2、A1、A0）為AT24C02硬件連接的器件地址輸入引腳。寫(xiě)保護（WP）引腳。當該引腳接地GND時(shí)可以正常的讀寫(xiě)，接VCC時(shí)，芯片啟動(dòng)寫(xiě)保護功能。
AT24C02與單片機相連時(shí)，A0，A1，A2接地，GND接地，VCC接電源，WP接P2^2，SDA接P2^0，SCL接P2^1。
�。ǘ┮壕c(diǎn)陣屏1602。1602液晶也叫做1602字符型液晶，它是專(zhuān)門(mén)用來(lái)顯示字母、數字、符號等的點(diǎn)陣式液晶模塊。
1602液晶分為背光和不背光兩種，帶背光的1602液晶采用標準的16腳接口與單片機相連接。
�。ㄈ┚仃囨I盤(pán)。為了節省IO的使用，使用共陰極的矩陣鍵盤(pán)作為密碼輸入端，它將I/O口分別引出線(xiàn)，并分為行線(xiàn)和列線(xiàn)，在每一個(gè)行線(xiàn)和列線(xiàn)相交的地方放置一個(gè)按鍵，這種方案下，一個(gè)占用7個(gè)I/O端口的4×3的行列結構可以構成一個(gè)
12鍵的鍵盤(pán)。通過(guò)軟件掃描的方法就可以確定是哪個(gè)按鍵按下了。
�。ㄋ模┚忞娐�。運用蜂鳴器和計算機軟件的控制可以使它發(fā)出911報警的聲音。通過(guò)一個(gè)PNP的三級管可以驅動(dòng)蜂鳴器的工作。當密碼輸入正確時(shí)警鈴不工作，同時(shí)密碼所開(kāi)。但是如果密碼輸入錯誤控制蜂鳴器的P2^4引腳輸出低電平，蜂鳴器發(fā)出報警的聲音將持續5秒。
�。ㄎ澹├^電器電路。采用電磁繼電器作為密碼鎖的開(kāi)關(guān)。電磁繼電器一般是由鐵芯、線(xiàn)圈、銜鐵、觸電簧片等組成的。只要在線(xiàn)圈兩端加上一定的電壓，線(xiàn)圈就會(huì )流過(guò)一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應，銜鐵就會(huì )在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的壓力吸向鐵芯，從而帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸電結合。當線(xiàn)圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會(huì )在彈簧的反作用力下返回原來(lái)的位置，使觸電釋放。這樣吸合、釋放，從而達到了電路中的導通和切斷的作用。在密碼輸入正確的時(shí)候控制繼電器的P2^5引腳輸出低電平，電子密碼鎖開(kāi)。
�。⿵臀浑娐�。單片機的置位和復位都是為了把電路初始化到一個(gè)確定的狀態(tài)。一般來(lái)說(shuō)，單片機的復位電路的作用就是把單片機的內的各個(gè)寄存器裝入常山預設的一個(gè)值，即讓從單片機的第一條指令（0000H單元）開(kāi)始執行。單片機復位電路的原理就是在單片機的復位引腳RST上外接電阻和電容，讓RST（9腳）端出現高電平，并保持兩個(gè)機器周期以上，單片機就會(huì )執行復位操作。
四、系統軟件部分設計
如圖2所示為主程序流程圖，系統上電后將進(jìn)行初始化，然后開(kāi)始進(jìn)行鍵盤(pán)掃描，此時(shí)在鍵盤(pán)上輸入密碼，若密碼正確，則開(kāi)鎖成功，播放成功提示音，密碼錯誤則會(huì )提示，包括屏幕畫(huà)面及聲音。
五、結論
在本次電子密碼鎖的設計過(guò)程中，通過(guò)查閱資料和向老師請教結合實(shí)際制作了一款功能比較齊全的電子密碼鎖。它具有以下的功能：（1） 用戶(hù)通過(guò)矩陣鍵盤(pán)四位密碼，并以確認鍵（#）結束。若需要修改密碼，則按修改鍵（*）進(jìn)入密碼修改狀態(tài)。（2） 允許密碼輸入錯誤的最大次數為三次，口令錯誤次數超過(guò)三次則進(jìn)入死鎖狀態(tài)，并發(fā)出警報，系統將鎖定鍵盤(pán)5分鐘。（3）初始化密碼又系統決定，用戶(hù)可以根據自己的要求設定密碼。修改密碼時(shí)需要首先正確的輸入舊的密碼才可以修改，修改新密碼需要兩次相同的輸入新的密碼，以防錯按鍵盤(pán)而導致的新密碼丟失。（4）密碼輸入以“*”顯示，提高密碼的安全性，防止別人偷窺。（5）當無(wú)密碼輸入時(shí)自動(dòng)進(jìn)入節電模式，減少功耗。
參考文獻：
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