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[摘 要]传统的机械锁，不但笨重而且麻烦，如果一旦丢失，锁就有可能被盗，因而存在着极大的安全隐患。随着科学技术的不断进步，人们的安全意识不断增强，电子密码锁应运而生。本文主要通过分析基于AT89C51单片机电子密码锁的控制电路，指出其具有的成本低廉、安全性、易于操作和低能等特性。
[关键词]单片机；电子密码锁；设计；电路设计
中图分类号：TP309.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）18-0037-01
1.电子密码锁设计原理
通过密码输入来控制电路的芯片，进而实现机械的开或合，是电子密码锁的核心构建。
本文介绍的电子锁的核心构建是51系列单片机（AT89s51），它的主要组成部分包括液晶显示屏幕、键盘、报警电路、控制电路等。它凭借精巧的电路设计，使其拥有了密码保存、改写、输入错误超限报警等等性能。再配合对应的应硬件电路设备设施，使其具有密码的存储、设置、识别以及显示等性能，与此同时，还可以在多次输入密码出现错误或者是非正常入侵的情况下，自动报警，使安全性能大大提升。单片机里面的EEPROM中储存着已经设置的密码，当接收输入的代码时，系统将自动使代码与已经设置的密码相比较，如果密码输入正确，电磁执行器则被驱动开锁；如果密码错误，则提示操作人员重新输入密码；如果三次输入后，密码仍不正确，单片机就会利用通讯线路向智能监控器发出报警信号。
2.电子密码锁的总体设计
本文介绍的电子密码锁设计采用的是AT89C51单片机电子锁系统，进行初始化设置，使密码锁功能启动，而密码输入显示屏幕则采用七段数码管半导体發光器件。该系统利用单片机进行实现总电系统控制指令，单片机依据具体操作情况分配部件工作内容，程序操作性强，同时又方便简洁。在操作人员输入密码的过程中，单片机利用矩阵按键布局模式记录操作者当前的输入密码，并把该密码与系统已经设定的密码进行比较，如果密码匹配则密码锁开启；如果密码错误则需要操作人员图输入新密码。如果操作人员输入了超过3次的错误密码，电子密码锁将进行自动锁定，需要用户切换到管理员模式输入管理员密码方可以解锁当前状态，并重新输入正确密码进行解锁。
2.1 电子密码锁的模块设计
2.1.1系统主控模块
该系统主控模块在电路控制时采用的是AT89C51单片。AT89C51单片机具有低耗能、高效率等优势，采用CMOS8位的微控制器，可以利用Flash存储器在系统可编程中存储数据，此系可以与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。与此同时，Flash存储器不仅可以在系统实现编程，还能在常规编程器中适用。AT89C51单片机保留了原有的单片机优势，并进一步添加了新的系统功能，使系统能耗较大的问题得到了有效的改进。
2.1.2键盘输入模块
键盘输入模块是在电子密码锁设计中最为基础的部分。这个模块在密码输入时主要是利用矩阵式键盘进，由0至9这十个数字构成，其中还包括删除键、输入键、确定键、以及管理员模式选择键、当前键位删除键等五个功能键。如果键盘中按键数量较多，为了使I/O口的占用减少，通常为按键矩阵形式进行键盘输入。由于AT89C51单片机系统的矩阵键盘模块要构建N条行线，用以连接P10、P11、P12、P13，并需要构建M条列线用以连接P14、P15、P16、P17。各列线和行线在实现交叉连通时，都需要铜火锅相关案件，进而就形成了N×M个按键的键盘。在键盘输入模块中，用户进行6位数的数字密码输入，仅仅需按下输入键即可，然后按下确定键，系统就会自动将输入密码和原来设置密码比较，如果密码输入错误，系统就会自动发出警报信号，用户如需要解除警报，可以通过按删除键来删除错误密码，然后再输入正确的密码，在输入过程中如果发现当前密码数字错误，可以使用当前键位删除键来进行密码删除。系统设定密码输入次数不能多于3次，一旦超过设定的次数，密码锁就会进行自动锁定，操作用户需要启动管理员模式功能键来输入管理员密码，进行系统的解除锁定，并按下确定键进行密码的正确输入。
2.1.3显示模块
显示模块的功能主要用于显示电子密码锁输入操作。需要动态显示才能驱动电子密码锁系统设计，也就是用单片机来打开数码管选通控制相对应的COM端电路，使它在显示屏中亮灯表示相应的字形。数码管的显示方式主要分动态和静态这两种，对比下，在运行过程中动态显示方式所点亮的时间约为1～2ms，比较符合人眼暂留效应原理。所以显示模块设计中需要把数码管COM端口控制好，尽量不要使静态显示影响数据结果出现。可以采取分时轮流控制的办法，复用显示所需电路的情况，使各数码管轮流受控得以实现，并且使系统成本及能耗大大降低。因为发光二极管的亮度及发光时跟人眼暂留效应密切相关，这就要求在设计过程中，显示模块在进行画面显示时需采取动态扫描的显示方式，当扫描速度达到一定的时候，画面就会稳定地显示。动态显示方式还能够大幅度节省I/O口，使系统能耗得到降低。
2.1.4声音控制模块
声音控制模块的功能在于使电子密码锁的开锁以及报警功能得以实现，电子密码锁是通过单路信号控制的蜂鸣器闹铃进行开锁的，基于AT83C51单片机向蜂鸣器发送低压电平，在操作用户进行正确密码输入同时按下确认键的时候，蜂鸣器闹铃运行，LM386会对电路响铃进行放大，与此同时电路蓝灯D1将会自动亮起，表示密码锁已开解。如果操作用户输入了错误的密码，电子密码锁将会利用声音控制模块发出警报，此时就需要操作用户按下删除键进行错误密码的消除，同时切断警报。如果用户输入三次错误的密码的时候，将自动锁定电子密码锁，这时，需要用户进入管理员模式进行密码输入，当管理员密码输入正确的时候，绿灯D2和电路蓝灯D1会亮起，成功解锁密码，按确认键灯灭。密码输入错误则电路红灯D3亮起，并且使警报拉响。
2.1.5报警电路模块
该模块采用了输入频率来实现报警功能，其特点在于能够根据不同的输出频率来切换音乐，具有较大的灵活性，产品新颖度高，运用在电子密码锁功能中能够很好的完成密码锁报警操作，在用户密码输入正确时还可以模拟开门声。
2.2 电子密码锁的软件设计
基于AT89C51单片机的电子密码锁软件设计主要由主程序、初始化程序、键盘扫描、按键功能、LCD显示以及密码设置等程序组成。
按键功能程序包括密码输入按键、清除按键、模拟开锁案件、设置按键、修改案件以及确认案件等程序。按键功能程序运行原理在于依据系统所读取按键所获得的键值进行反馈，并执行相应的程序函数，键功能程序采用了矩阵按键布局方式。电子密码锁系统中所有密码设置都为数字型，矩阵按键布局完全能够满足按键功能需求。
3.总结语
面对社会各界日益增多的密码服务需求，本文提出了一种基于AT89C51单片机的电子密码锁系统，该电子密码锁系统融合运用了AT89S52单片机的各项硬件资源，具有较高的安全性和可靠性。本文通过对系统软件和制作的优化，综合实现了密码设置、密码开锁、报警装置和防多次试探等功能，具有较高的运用价值，有利于该电子密码锁的运用和推广。
参考文献
[1] 张永格.基于AT89S52单片机的电子密码锁系统设计[J].湖南农机.2012，39（1）：81-82.
[关键词]单片机；电子密码锁；设计；电路设计
中图分类号：TP309.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）18-0037-01
1.电子密码锁设计原理
通过密码输入来控制电路的芯片，进而实现机械的开或合，是电子密码锁的核心构建。
本文介绍的电子锁的核心构建是51系列单片机（AT89s51），它的主要组成部分包括液晶显示屏幕、键盘、报警电路、控制电路等。它凭借精巧的电路设计，使其拥有了密码保存、改写、输入错误超限报警等等性能。再配合对应的应硬件电路设备设施，使其具有密码的存储、设置、识别以及显示等性能，与此同时，还可以在多次输入密码出现错误或者是非正常入侵的情况下，自动报警，使安全性能大大提升。单片机里面的EEPROM中储存着已经设置的密码，当接收输入的代码时，系统将自动使代码与已经设置的密码相比较，如果密码输入正确，电磁执行器则被驱动开锁；如果密码错误，则提示操作人员重新输入密码；如果三次输入后，密码仍不正确，单片机就会利用通讯线路向智能监控器发出报警信号。
2.电子密码锁的总体设计
本文介绍的电子密码锁设计采用的是AT89C51单片机电子锁系统，进行初始化设置，使密码锁功能启动，而密码输入显示屏幕则采用七段数码管半导体發光器件。该系统利用单片机进行实现总电系统控制指令，单片机依据具体操作情况分配部件工作内容，程序操作性强，同时又方便简洁。在操作人员输入密码的过程中，单片机利用矩阵按键布局模式记录操作者当前的输入密码，并把该密码与系统已经设定的密码进行比较，如果密码匹配则密码锁开启；如果密码错误则需要操作人员图输入新密码。如果操作人员输入了超过3次的错误密码，电子密码锁将进行自动锁定，需要用户切换到管理员模式输入管理员密码方可以解锁当前状态，并重新输入正确密码进行解锁。
2.1 电子密码锁的模块设计
2.1.1系统主控模块
该系统主控模块在电路控制时采用的是AT89C51单片。AT89C51单片机具有低耗能、高效率等优势，采用CMOS8位的微控制器，可以利用Flash存储器在系统可编程中存储数据，此系可以与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。与此同时，Flash存储器不仅可以在系统实现编程，还能在常规编程器中适用。AT89C51单片机保留了原有的单片机优势，并进一步添加了新的系统功能，使系统能耗较大的问题得到了有效的改进。
2.1.2键盘输入模块
键盘输入模块是在电子密码锁设计中最为基础的部分。这个模块在密码输入时主要是利用矩阵式键盘进，由0至9这十个数字构成，其中还包括删除键、输入键、确定键、以及管理员模式选择键、当前键位删除键等五个功能键。如果键盘中按键数量较多，为了使I/O口的占用减少，通常为按键矩阵形式进行键盘输入。由于AT89C51单片机系统的矩阵键盘模块要构建N条行线，用以连接P10、P11、P12、P13，并需要构建M条列线用以连接P14、P15、P16、P17。各列线和行线在实现交叉连通时，都需要铜火锅相关案件，进而就形成了N×M个按键的键盘。在键盘输入模块中，用户进行6位数的数字密码输入，仅仅需按下输入键即可，然后按下确定键，系统就会自动将输入密码和原来设置密码比较，如果密码输入错误，系统就会自动发出警报信号，用户如需要解除警报，可以通过按删除键来删除错误密码，然后再输入正确的密码，在输入过程中如果发现当前密码数字错误，可以使用当前键位删除键来进行密码删除。系统设定密码输入次数不能多于3次，一旦超过设定的次数，密码锁就会进行自动锁定，操作用户需要启动管理员模式功能键来输入管理员密码，进行系统的解除锁定，并按下确定键进行密码的正确输入。
2.1.3显示模块
显示模块的功能主要用于显示电子密码锁输入操作。需要动态显示才能驱动电子密码锁系统设计，也就是用单片机来打开数码管选通控制相对应的COM端电路，使它在显示屏中亮灯表示相应的字形。数码管的显示方式主要分动态和静态这两种，对比下，在运行过程中动态显示方式所点亮的时间约为1～2ms，比较符合人眼暂留效应原理。所以显示模块设计中需要把数码管COM端口控制好，尽量不要使静态显示影响数据结果出现。可以采取分时轮流控制的办法，复用显示所需电路的情况，使各数码管轮流受控得以实现，并且使系统成本及能耗大大降低。因为发光二极管的亮度及发光时跟人眼暂留效应密切相关，这就要求在设计过程中，显示模块在进行画面显示时需采取动态扫描的显示方式，当扫描速度达到一定的时候，画面就会稳定地显示。动态显示方式还能够大幅度节省I/O口，使系统能耗得到降低。
2.1.4声音控制模块
声音控制模块的功能在于使电子密码锁的开锁以及报警功能得以实现，电子密码锁是通过单路信号控制的蜂鸣器闹铃进行开锁的，基于AT83C51单片机向蜂鸣器发送低压电平，在操作用户进行正确密码输入同时按下确认键的时候，蜂鸣器闹铃运行，LM386会对电路响铃进行放大，与此同时电路蓝灯D1将会自动亮起，表示密码锁已开解。如果操作用户输入了错误的密码，电子密码锁将会利用声音控制模块发出警报，此时就需要操作用户按下删除键进行错误密码的消除，同时切断警报。如果用户输入三次错误的密码的时候，将自动锁定电子密码锁，这时，需要用户进入管理员模式进行密码输入，当管理员密码输入正确的时候，绿灯D2和电路蓝灯D1会亮起，成功解锁密码，按确认键灯灭。密码输入错误则电路红灯D3亮起，并且使警报拉响。
2.1.5报警电路模块
该模块采用了输入频率来实现报警功能，其特点在于能够根据不同的输出频率来切换音乐，具有较大的灵活性，产品新颖度高，运用在电子密码锁功能中能够很好的完成密码锁报警操作，在用户密码输入正确时还可以模拟开门声。
2.2 电子密码锁的软件设计
基于AT89C51单片机的电子密码锁软件设计主要由主程序、初始化程序、键盘扫描、按键功能、LCD显示以及密码设置等程序组成。
按键功能程序包括密码输入按键、清除按键、模拟开锁案件、设置按键、修改案件以及确认案件等程序。按键功能程序运行原理在于依据系统所读取按键所获得的键值进行反馈，并执行相应的程序函数，键功能程序采用了矩阵按键布局方式。电子密码锁系统中所有密码设置都为数字型，矩阵按键布局完全能够满足按键功能需求。
3.总结语
面对社会各界日益增多的密码服务需求，本文提出了一种基于AT89C51单片机的电子密码锁系统，该电子密码锁系统融合运用了AT89S52单片机的各项硬件资源，具有较高的安全性和可靠性。本文通过对系统软件和制作的优化，综合实现了密码设置、密码开锁、报警装置和防多次试探等功能，具有较高的运用价值，有利于该电子密码锁的运用和推广。
参考文献
[1] 张永格.基于AT89S52单片机的电子密码锁系统设计[J].湖南农机.2012，39（1）：81-82.