以AT89S51单片机为主控芯片的电子密码锁设计

引 言

电子密码锁是一种通过密码输入来控制电路或芯片工作， 从而控制机械开关的闭合， 完成*、闭锁任务的电子产品。它具有保密性好、寿命长、操作简单等特点。

本设计采用AT89S51 作为主控芯片， 结合外围电路， 组成电子密码锁。用户想要*， 必须先通过键盘输入正确的密码才能将锁打开。密码输入错误时有提示， 为了提高安全性， 当密码输入错误3 次将报警。密码可以由用户自己修改设定， 锁打开后才能修改密码。修改密码之前必须再次输入密码， 在输入新密码时需要二次确认， 以防止误操作。

1 系统设计

本系统共由2 部分构成， 即硬件部分与软件部分。其原理框图如图1 所示。

图1 电子密码锁原理框图

1. 1 系统硬件设计

1. 1. 1 电源输入

密码锁主控部分电源需要用5 V 直流电源供电， 其电路图如图2 所示。它可以把频率为50 Hz、有效值为220 V 的单相交流电压转换为幅值稳定的5 V 直流电压。其主要原理是把单相交流电经过变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路转换成稳定的直流电压。

图2 电源输入电路原理图

1. 1. 2 键盘输入

本设计采用的是矩阵式按键键盘， 它由行线和列线组成， 按键位于行列的交叉点上， 密码锁的密码由键盘输入完成。键盘的每个按键功能在程序设计中设置。其具体功能及与单片机引脚接法如图3 所示。

图3 键盘输入原理图

1. 1. 3 密码存储

本设计用EPROM 芯片AT24C02 存储密码， 其接线如图4 所示。

图4 密码存储电路原理图

1. 1. 4 复位电路

复位是使CPU 和系统中的其他功能部件都处在一个确定的初始状态， 并从这个状态开始工作。无论是在单片机刚开始接上电源时， 还是断电后或者发生故障后都要复位。根据实际情况本设计选择如图5 所示的复位电路。

图5 复位电路原理图

1. 1. 5 晶振电路

本设计中采用12 MHz 作为系统的外部晶振。电容取值为20 pF。其电路图如图6 所示。

图6 晶振电路原理图

1. 1. 6 显示电路

本设计的显示部分由液晶显示器LCD1602 来完成。只有按下键盘上的开启按键后， 显示器才处于开启状态。其显示部分引脚接口如图7 所示。

图7 显示电路原理图

1. 1. 7 报警电路

报警部分由陶瓷压电发声装置及外围电路组成， 加电后不发声， 当有键按下时， 发/ 叮0 声， 每按一下， 发声一次， 密码正确时， 不发声直接*， 当密码输入错误时， 单片机的P2. 1 引脚为低电平， 三极管T3 导通蜂鸣器发出蜂鸣声报警。电路图如图8 所示。

图8 报警电路原理图

1. 1. 8 *电路

*控制电路的功能是当用户输入正确的密码后，单片机控制电子锁内的微型继电器吸合。当继电器吸合以后带动锁杆伸缩， 这时， 锁勾在弹簧的作用下弹起，完成本次*。*以后， 单片机自动清除掉由用户输人的这个密码。

1. 2 系统软件设计

电子密码锁软件设计由主程序、初始化程序、LCD显示程序、键盘扫描程序、键功能程序、密码设置程序、EPROM 读写程序和延时程序等组成。主程序设计流程图如图9 所示。

图9 主程序流程图

2 结 语

电子密码锁具有软硬件设计简单， 易于开发， 成本较低， 安全可靠， 操作方便等特点。同时， 还具有按键有效提示， 输入错误提示， 修改密码等多种功能。可在意外泄密的情况下随时修改密码， 保密性强， 灵活性高， 特别适合在家庭、办公室、学生宿舍及宾馆等场所使用。