基于单片机的电子密码锁的设计

文/赵若静

基于单片机的电子密码锁的设计

文/赵若静

本文设计了一款基于单片机的电子密码锁。采用AT89C51单片机为主控芯片，LCD1602显示器、AT24C02芯片为储存单元。可以实现开锁，报警、可以反复设置密码等多种功能。

保密性 单片机 电子密码

1 设计目标

本电子密码锁选取单片机AT89C51为主控芯片。除非密码无误，否则打不开电子锁。假如密码错误，则显示屏会提示ERROR。为了增加电子锁的保密性，如果连续输错三次，则会发出警报。密码可以根据使用者的需求自由设置，并且更改密码之前必需输入原先的密码。为了防止用户误操作，新密码必须输入两次来确保一致。

2 设计原理

本设计主要由三部分组成。分别为单片机、矩阵键盘和储存单元。使用者通过按键在矩阵键盘上输入之前设置的密码，键盘将接收到的信息传入单片机，单片机再将接收到的信息与之前使用者设置的初始密码进行核对，看是否一致，一致则传入开锁电路将锁打开。不一致则传入报警电路响铃。这个过程持续的时间不到一秒。

本设计由硬件和软件两部分组成本系统。其中硬件部分由电源输入、键盘输入、密码存储、复位、晶振、显示、报警、开锁等这些部分组成。软件部分对应的由主程序部分、初始化程序部分、LCD显示程序部分、键盘扫描程序部分、启动程序部分、关闭程序部分、密码设置程序部分、EEPROM读写程序部分和延时程序部分等组成，如图1所示。

设计单片机硬件资源的分配：

P0.0～P0.7用于LCD液晶显示作用。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。

3 系统调试

当焊接好后，首先要进行的就是调试。以确保焊接是否正确。通电前先检查电源与地是否短路。将万用表调到测电阻档，把两支表笔分别接到单片机的电源引脚和接地引脚上，如果万用表没有发出声音，并且电阻没有近乎于零则证明没有短路。按照以上的方法检查所有元器件。确保无误后便可以通电了。接通电源后，打开开关，如果显示器没有反应，则必须赶紧关闭电源，检查单片机等器件是否发热，是否有异味，防止其烧坏，并且重新检查各个元器件是否连接正确。如果检查无误通电后显示屏还没有反应，那么就在通电的状态下将万用表调到电压档，检查电源与地之间的电压，如果低于输入的电压则有地方短路了，需要重新检查电路。

如果单片机正常工作，液晶显示器却没有，那我们应该先检查液晶的第三引脚上的两个电阻。第三脚与电源之间的电阻，一般为10K。检查这两个电阻有没有接反或者接错，如果接的不正确，则会影响液晶的显示，特别是如果这两个电阻接反，液晶会一点显示都没有。电阻检查无误后使用万用表依次检查液晶显示器的数据脚即四到十四脚有无短路或者断路。没有问题后检查对应的排阻是否有没有接反。如果上述都没问题，则液晶部分的焊接是正确的。特别要注意电源与地千万不能接反，否则液晶会烧掉。

继电器都是由三极管驱动的。三极管的基极有一个1K的电阻。在单片机正常工作后，给系统通电。将三极管基极的电阻的一端用一根导线接到单片机的接地引脚上，继电器会吸合。如果不吸合，那么这部分电路就有问题了。蜂鸣器原理也和继电器一样，将与蜂鸣器所连的三极管基极的电阻的一端用一根导线接到单片机的地引脚上，蜂鸣器会发出声音。如果蜂鸣器不发出声音，可以将蜂鸣器拆下来，直接与电源相连，如还没声音，则是蜂鸣器坏了。

独立按键中每个按键的下端都接地，将万用表表笔分别接到单片机的接地端引脚与其中一个按键下端，如果万用表发出声响则表示按键已接地，依次测试。然后将万用表测试每一个按键与其对应的单片机引脚，当按键按下去的时候，万用表发出声响则表示按键焊接无误。如果发现没有接通那就是电路断路或者错接了。矩阵按键中，分别检测每一行、每一列有没有接到一起。如果没错误就依次检查八个引脚有没有短路。如果有的话在输入密码时可能会没有反应，也可能输入正确的密码却显示错误。

4 结论

本设计将单片机AT89C51作为主控芯片，AT24C02作为数存储芯片，通过矩阵键盘的输入，液晶显示器的显示以及开锁电路的控制，这是一款将开锁、报警、多次修改密码集于一身的电子密码锁，本设计还有密码错误提示、错误报警、重复设置密码等功能，可以在意外泄露密码的时候随时修改，这一设计大大提高了安全保障。之所以选用单片机作为本设计的核心控制，其原因主要是因为它具有成本较低、实用性强、保密性高以及容易操作等一系列优点。

[1]张苗,孙斌.住宅小区安全防范存在的问题与对策[J].安防科技,2003(12)：47-49.

[2]刘雪,张海江.基于单片机的电动车智能防盗锁的设计[J].电脑知识与技术,2012(01)：88-90.

[3]赵玉冰.一种家庭防盗密码锁电路设计[J].消费电子,2013(08)：16-16.

作者单位 山西农业大学信息学院 山西省太谷县030800

赵若静（1985-），女，山西省临汾市人。现为山西农业大学信息学院教师。研究方向为信息处理。