基于AT89S51的电子密码锁设计.doc

基于AT89S51的电子密码锁设计 摘要：为了提高电子密码锁的安全性、降低功耗和成本，采用AT89S51单片机作为主控芯片，结合外围的按键电路、显示电路、报警电路、存储电路以及开锁电路，设计出一款可以多次更改密码，并且具有声音报警功能的电子密码锁。实践证明，该密码锁具有设计方法合理，简单易行，成本低，使用安全等特点。 关键词：密码锁；AT89S51；报警 Design of electronic coded lock based on AT89S51 Abstract：For improving security, reducing power consumption and cost, Combining the AT89S51 main control chip with the pressed key circuit，display circuit，alarm circuit, storage circuit and unlock circuit，this paper designs a new type electronic coded lock, which can change the passwords and sound alarm. Experiments show that the cipher lock is characterized by its reasonable designing methods, simple operation, low cost and safety. Key words：cipher lock; AT89S51; alarm 1可行性研究 随着科学技术的不断提高，人们对日常生活中的安全防盗器件的要求越来越高。传统的机械式钥匙由于安全性能差，携带不便等缺点，在当今社会已不能满足人们对安防的需要，随着单片机的问世，出现了带微处理器的电子密码锁，下面为基于单片机的电子密码锁的可行性分析。 1.1技术可行性 这种电子密码锁采用AT89S51单片机作为主控芯片，单片机灵活的编程设计和丰富的I/O端口，准确控制，能较好地实现密码锁的功能。采用低功耗CMOS型E2PROM AT24C02作为数据存储器单元，密码，增强了密码的安全性。密码6位，由外围电路键盘输入，数码管显示，用户可以自行修改设定密码。实现这些功能，在技术上十分可行。 图2 功能需要简图 初始化：由程序设定初始密码。 键盘输入：用户通过键盘输入6位用户密码。 对比开锁：若用户输入密码正确，则开锁，若不正确，则显示模块显示“ERROR！”，可再次输入密码。 修改密码：用户开锁后，可通过键盘重新设定新密码，新密码存入AT24C02。 显示：显示用户输入的密码，显示正确与否。 锁定/报警：当用户密码错误次数超过3次，或输入密码时时间过长，该模块可使键盘锁定，增强安全性。 2.2性能需求 图3 总体设计框图 3.2单元设计 3.2.1 硬件设计 1、MCS-51单片机 本设计的电子密码锁是以单片机AT89S51为核心[4]，来控制整个系统实现密码锁的功能。AT89S51是一种带有4KB可反复擦写的Flash只读程序存储器的低功耗、高性能CMOS微处理器，它可以兼容标准MCS-51指令系统，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，可广泛应用于许多嵌入式控制应用系统。 AT89S51具有如下特点：40个引脚，4KB片内程序存储卡，128B的随机存取数据存储器，32个外部双向输入/输出口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，和一个可以提供0-33MHz的片内时钟振荡器。 2、按键电路设计 本设计采用4*4行列式键盘[7]，它能减少键盘与单片机接口时所占用的I/O线的数目，减少硬件的复杂程度。 其原理如图4所示。 图4 行列式键盘原理电路图 每一条水平线(行线)与垂直线(列线)的交叉处不相通，而是通过一个按键来连通，利用这种行列式矩阵结构只需要4条行线和4条列线，即可组成具有4×4个按键的键盘。 图中行线所接的单片机4个I/O口作为输出端，而列线所接的I/O口则作为输入端。当按键没有被按下时所有的输出端都是高电平，代表无按键接下，则输入线就会被拉低，这样通过读入输入线的状态就可知是否有键按下。 按键的操作面板如图5所示，共计数字键10个，功能键6个，键盘上还有3个指示灯和一个蜂鸣器。 10个数字键用来输入密码，另外6个功能键分别是：CLR、EN、F1、F2、F3、F4。其中CLR键的功能是当输入密码错误的时候，清除前面已经输入的数据，重新输入；EN键的功能是确认输入的密码；F1是管理模式切换键，当用户不小心三次输入密码都没有正确，键盘被锁定，这个时候就可以启动管理模式，使