可编程U盘门锁系统的研究与应用讲解.doc

可编程U盘门锁系统的研究与应用 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。随着人们生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一问题也变的尤其的突出，传统的机械锁由于其构造的简单，低功耗CMOS型其性能和安全性已大大超过了机械锁必威体育官网网址性好远远大于弹子锁。随机开锁成功率几乎为零。2误输入保护当输入错误时，报警系统自动启动。采用以单片机为核心的控制方案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，实现基本的锁功能AT89S52是一个低功耗，高性能CMOS 位单片机，可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造 本单片机硬件资源的分配： P0.0～P0.7作用。单片机P0.0—P0.7连接到CH375的8位双向数据总线D0—D7 P2.6、P2.7用于蜂鸣器和报警灯的控制。 P2.0用于开锁电路的控制。 P1.0～P1.7用于键盘电路的控制。 P3.3～P3.5用于LCD显示模块的控制端口的控制。 三、 硬件电路的设计 基于AT89C51为核心的单片机控制的电子密码锁的设计。本设计能完成开锁，修改密码，密码错误报警。设计的电路方框图如下。 电路总体构成及原理方框图 在确定了单片机的型号后，就要确定外围电路。其外围电路包括电源供电部分、CH375 U盘读写模块部分、密码存储部分、复位电路部分、晶振电路部分、报警电路部分、开锁电路部分组成。密码存储部分选用AT24C02芯片来完成。 其原理图如图所示： 单片机外围电路设计 1、电源供电部分 密码锁主控制部分电源需要用5V直流电源供电，其电路如图下图所示，本电路使用集成稳压芯片7805解决了电源稳压问题。 电源输入电路原理图 电磁锁的供电12V用DC升压模块来完成 2、U盘输入部分 以USB总线的通用接口芯片CH375为核心，支持USB设备的控制传输、批量传输、中断传输的电路。单片机通过CH375和相关USB协议可以很方便的和其他USB设备进行连接。通过这个电路，U盘能够和单片机进行较快的数据传输。 USB总线的通用接口芯片CH375具有8位数据总线和读、写、控制线以及中断输出，可以方便地挂接到单片机/DSP/MCU/MPU等控制器的系统总线上。单片机只要在原硬件系统中增加1个CH375芯片就可以直接调用CH375提供的子程序库来直接读取U盘中的数据，从而实现了单片机与U盘的通讯。 CH375 U盘读写模块及与单片机引脚接法如图 3、密码存储部分 用芯片AT24C02存储密码是美国Atmel公司的低功耗CMOS型，内含256×8位存储空间，具有工作电压宽、擦写次数多、写入速度快、抗干扰能力强、数据不易丢失、体积小等特点。支持在线编程，进行数据实时的存取十分方便。AT24C02中带有的片内地址寄存器。每写入或读出一个数据字节后，该地址寄存器自动加1，以实现对下一个存储单元的读写。所有字节均以单一操作方式读取通过SDA(串行数据线)及SCL(串行时钟线)两根线连到总线上的之间传送信息，使主／从机双向通信，主机()和从机(均可工作于接收器和发送器状态。 密码存储电路原理图 4、复位部位 单片机复位是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 复位电路原理图 5、晶振部分 AT89S51引脚XTAL1和XTAL2与晶体振荡器及电容C2、C1按图4-7所示方式连接。晶振、电容C1／C2及片内与非门构成了电容三点式振荡器，振荡信号频率与晶振频率及电容C1、C2的容量有关，但主要由晶振频率决定，电容C1、C2取值范围在5～30pF之间。根据实际情况，本电路中采用12MHZ做为系统的外部晶振。电容取值为20pF。 晶振电路原理图 6、报警电路原理图 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，当秘钥匹配正确时，不发声直接开锁，当秘钥输入错误时，单片机的P2.1引脚为低电平，三极管T3导通蜂鸣器发出报警。如图4-9所示： 7、开锁部分 开锁控制电路的功能是当U盘输入正确的密码后将锁打开。系统使用单片机其中一引脚线发出信号，经三极管放大后，由继电器驱动电磁阀动作将锁打开。用户通过U盘任意设置密码，并储存在AT24C02作为锁码指令。当用户插入U盘后，单片机自动识码，如果识别码不符，则报警。只有当识别码正确，单片机才能控制继电器吸合。当继电器吸合以后带动锁杆伸缩，完成本次开锁。 开锁电路原理图 四、系统软件设计 主要