采用AT89C51的電子密碼鎖的設(shè)計
摘要:設(shè)計了一種以單片機(jī)AT89C51為核心的電子密碼鎖,從硬件和軟件兩方面詳細(xì)介紹了電子密碼鎖的設(shè)計方法,Proteus軟件仿真結(jié)果表明,該電子密碼鎖的設(shè)計達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo),具有密碼正確開鎖、錯誤報警以及密碼重置等功能。
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/170168.htm引言
在日常生活和工作中,住宅與部門的安全防范、單位的文件檔案、財務(wù)報表以及一些個人資料的保存多以加鎖的辦法來解決。目前門鎖主要采用彈子鎖,其鑰匙容易丟失;保險箱主要用機(jī)械密碼鎖,其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,制造精度要求高,成本高,且易出現(xiàn)故障,人們常需攜帶多把鑰匙,使用極不方便,且鑰匙丟失后安全性即大打折扣。針對這些鎖具的缺陷,用密碼代替鑰匙的密碼鎖應(yīng)運(yùn)而生。電子密碼鎖的設(shè)計方案有多種,可以采用數(shù)字電路或單片機(jī)控制方案。前者是基于硬件平臺,電路升級時需要更換元器件,麻煩且增加成本。以單片機(jī)為核心的設(shè)計方案,可以利用靈活的編程設(shè)計升級相關(guān)功能,擴(kuò)大應(yīng)用面,降低成本。文中以單片機(jī)AT89C51為核心設(shè)計了一種可多次更改設(shè)置密碼,并在密碼輸入錯誤次數(shù)超過3次時能自動報警并鎖定鍵盤的電子密碼鎖。
總體設(shè)計
設(shè)計需求
設(shè)置6位密碼,密碼通過鍵盤輸入,若密碼正確,則將鎖打開,密碼可由用戶自己修改設(shè)定,鎖打開后才能修改密碼。修改密碼之前必須再次輸入密碼,在輸入新密碼時需要二次確認(rèn),以防止誤操作。
具有報警和鍵盤鎖定功能。密碼輸入錯誤時數(shù)碼顯示器會出現(xiàn)錯誤提示,若密碼輸入錯誤次數(shù)超過3次,蜂鳴器報警并且鎖定鍵盤。
設(shè)計原理
用戶通過連接單片機(jī)的矩陣鍵盤輸入密碼,單片機(jī)將用戶輸入的密碼與預(yù)先保存的密碼進(jìn)行對比,從而判斷密碼是否正確。單片機(jī)相關(guān)引腳產(chǎn)生高低電平傳到開鎖電路或者報警電路控制開鎖或者報警。
硬件設(shè)計
根據(jù)設(shè)計需求,硬件設(shè)計主要包括以下幾個模塊:鍵盤輸入模塊、數(shù)碼管顯示模塊、報警模塊、密碼存儲模塊、電源模塊等。相應(yīng)的硬件設(shè)計原理框圖如圖1所示。
鍵盤輸入模塊
本設(shè)計中共設(shè)置了16個按鍵,包括數(shù)字鍵0~9,以及功能鍵確認(rèn)、清除等。在鍵盤中按鍵數(shù)量較多時,為了減少I/O口的占用,通常將按鍵排列成矩陣形式。本設(shè)計中采用了4*3的矩陣鍵盤,如圖2所示。
在矩陣式鍵盤中,每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通,而是通過一個按鍵加以連接。這樣,AT89C51一個端口(如P3口)就可以構(gòu)成4*4=16個按鍵,與直接將P3端口接單個按鍵相比,鍵盤數(shù)目多出了一倍,而且線數(shù)越多,區(qū)別越明顯,比如再多加一條線就可以構(gòu)成20鍵的鍵盤,而直接用端口線則只能多出一鍵(9鍵)。由此可見,在需要的鍵數(shù)比較多時,采用矩陣法來做鍵盤是合理的。
數(shù)碼管顯示模塊
顯示模塊采用常見的七段數(shù)碼管實現(xiàn)。數(shù)碼管的八個段碼輸入端由AT89C51的P0口控制,八個位碼輸入端由AT89C51的P2口控制。數(shù)碼管控制電路如圖3所示。
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