单片机控制的电子密码锁(电路图 流程图 原理图)-课程设计.pdfVIP

单片机控制的电子密码锁(电路图+流程图+原理图)-课程设

计

单片机控制的电子密码锁(电路图+流程图+原理图)摘要：本系统由单片机系

统、矩阵键盘、LED显示和报警系统组成。系统能完成开锁、超时报警、超次锁

定、管理员解密、修改用户密码基本的密码锁的功能。

除上述基本的密码锁功能外，还具有调电存储、声光提示等功能，依据实际的

情

况还可以添加遥控功能。本系统成本低廉，功能实用关键词：AT89S51，

AT24C02,电子密码锁，矩阵键盘一、引言

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，被撬的事件屡见不鲜，电子锁由于其必威体育官网网址性高，

使

用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的亲呢。设计本课题时构思了两

种方案：一种是用以AT89s51为核心的单片机控制方案；另一种是用以74LS112双

JK触发器构成的数字逻辑电路控制方案。考虑到数字

电路方案原理过于简单，而且不能满足现在的安全需求，所以本文采用前一种

方

案。

二、方案论证与比较

方案一：采用数字电路控制。其原理方框图如图1－1所示。图2－1数字密

码锁电路方案

采用数字密码锁电路的好处就是设计简单。用以74LS112双JK触发器构成的

数字逻辑电路作为密码锁的核心控制，共设了9个用户输入键，其中只有4个是有

效的密码按键，其它的都是干扰按键，若按下干扰键，键盘输入电路自动清

零，

原先输入的密码无效，需要重新输入；如果用户输入密码的时间超过40秒

（一般情况下，用户不会超过40秒，若用户觉得不便，还可以修改）电路将报警

80秒，若电路连续报警三次，电路将锁定键盘5分钟，防止他人的非法操作。电

路由两大部分组成：密码锁电路和备用电源(UPS)，其中设置UPS电源是为了防止

因为停电造成的密码锁电路失效，使用户免遭麻烦。

密码锁电路包含：键盘输入、密码修改、密码检测、开锁电路、执行电路、报

警

电路、键盘输入次数锁定电路。

方案二：采用一种是用以AT89S51为核心的单片机控制方案。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，不但能实现基本的密码锁功

能，

还能添加调电存储、声光提示甚至添加遥控控制功能。其原理如图1－2所

示。图2－2单片机控制方案

通过比较以上两种方案，单片机方案有较大的活动空间，不但能实现所要求

的功能而且能在很大的程度上扩展功能，而且还可以方便的对系统进行升级，

所

以我们采用后一种方案。

三、电路的功能单元设计

1〃开锁机构

通过单片机送给开锁执行机构，电路驱动电磁锁吸合，从而达到开锁的目的。

其

原理如图2－1所示。

图3－1密码锁开锁机构示意图

当用户输入的密码正确而且是在规定的时间（普通用户要求在12s内输入正确

的密码，管理员要求在5s输入正确的密码）输入的话，单片机便输出开门信号，

送到开锁驱动电路，然后驱动电磁锁，达到开门的目的。其实际电路如图2－2

所示。

电路驱动和开锁两级组成。由D5、R1、T10组成驱动电路，其中T10可以选择

普通的小功率三极管如9014、9018都可以满足要求。D5作为开锁的提示；由D6、

C24、T11组成。其中D6、C24是为了消除电磁锁可能产生的反向高电压以及可

能产生的电磁干扰。T11可选用中功率的三极管如8050，电磁锁的选用要视情

况而定，但是吸合力要足够且由一定的余量。

在本次设计中，基于节省材料的原则，暂时用发光二极管代替电磁锁，发光管

亮，

表示开锁；灭，表示没有开锁。

图3－2密码锁开锁机构电路图

2〃按键电路设计

由于设计要求使用矩阵键盘，所以本设计就采用行列式键盘，同时也能减少键

盘

与单片机接口时所占用的I/O线的数目，在按键比较多的时候，通常采用这样

方

法。其原理如图2－3所示。

图3－3行列式键盘原理电路图

每一条水平（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N条行线和M条列线，即可组成具有N×M

个按键的键盘。