基于单片机的电子密码锁的设计与实现

严 敏，黄 皓

（江苏联合职业技术学院扬州商务分院信息电子系，江苏扬州225127）

基于单片机的电子密码锁的设计与实现

严 敏，黄 皓

（江苏联合职业技术学院扬州商务分院信息电子系，江苏扬州225127）

设计了一种以单片机AT89S51为控制核心的简易电子密码锁，从硬件电路制作和软件程序编写两个方面阐述了电子密码锁的设计方法。实验结果表明，该电子密码锁的设计达到了预期的要求。

单片机；电子密码锁；4*4行列键盘

随着当今社会经济的发展，人们安全防范意识逐渐增强，安全防盗已成为普遍关注的问题之一［1］。目前市场上各式各样的电子密码锁应运而生，既有简易电路做成的，也有基于芯片做成的。在用途上，既有用于房门的，也有用于保险柜的。电子密码锁是一种很实用的电子产品，通过按键输入密码来控制机械触点的断开和闭合，从而完成锁的开关功能，能有效避免传统锁需随身携带钥匙、钥匙丢失带来的一系列的麻烦［2-3］。

本文以AT89S51单片机为系统控制核心设计了一款简易的电子密码锁，给出了硬件电路的设计与制作，并进行相应软件程序的设计与编写。

1 总体设计要求

本设计是以单片机AT89S51为控制核心，其硬件部分主要由单片机主控器电路、继电器电路、按键电路以及LED数码管显示电路组成，其设计总体结构如图1所示，其工程过程如下。

图1 电子密码锁系统结构

（1）当按下任意数字键0～9时，按下的数字显示在数码管最右1位，再次按下数字键时，前次按下的数字则左移一位，依次类推。当6位密码输入完毕时，不再响应继续输入的数字键。

（2）当按下确定键后，单片机比较按键输入的密码和事先设定的密码，判断两者是否一致，如果密码正确，则控制继电器吸合开锁，保持20 s，然后再释放，自动进入关闭状态；如果密码错误，数码管清屏，继电器保持关闭状态。上电或按下复位或清除键，数码管均无显示。

2 硬件电路设计

2.1 继电器电路

密码锁的开关用一个独立继电器来控制，通过单片机的P3.0口输出高、低电平控制继电器的工作，当P3.0输出低电平时，继电器得电，则密码锁打开；当P3.0输出高电平时，继电器断电，则锁关闭。继电器电路如图2所示。

图2 继电器电路

2.2 键盘电路

使用4*4行列式键盘，由0～9数字键、确定键以及清除键组成。键盘通过读取单片机P1口的状态进行相应的键处理，其电路如图3所示。

图3 键盘电路

3 软件程序设计

整个软件程序流程如图4所示。

3.1 密码左移程序设计

如何让输入的数字密码一个一个靠右显示在数码管上，这里可以设置一个数组buf[6]，每当按下数字键时就将该数字放入buf[0]中，而前次缓存的buf[0]送入buf[1]中，buf[1]送入buf[2]中，依次类推。密码左移程序如下：

图4 电子密码锁程序设计流程

3.2 密码校验程序设计

当按下确定键后，首先比较键盘输入的密码和事先设定的密码，判断两者是否为同一密码。如果相同，则开锁；如果不同则清空数码管显示，等待新的密码重新输入。密码校验程序如下：

3.3 按键扫描程序设计

4*4按键的识别一般分2步，具体操作如下。

（1）判断是否有键按下。

（2）确定按下的是哪一个键，识别闭合键有两种方法：逐行扫描法和是线反转法。

本次设计中采用线反转法确定键值，其代码如下：

4 小结

本文以AT89S51单片机为主控制器设计了一款简易的电子密码锁。通过实验可知，该电子密码锁的设计能达到预期要求，具有实用、操作方便、成本低廉、安全可靠等特点，对于基于单片机产品的开发具有一定的参考价值。

［1］姜彬,居小琴.基于AT89C51单片机的电子密码锁系统设计［J］.无线互联科技,2014（12）:30-32.

［2］孙韩.基于 AT89C51的密码锁设计［J］.智能计算机与应用,2015（4）:119-121.

［3］倪刚.基于 AT89C51电子密码锁研究与设计［J］.河南科技,2014（15）:103-104.

Design and implementation of electronic code lock based on MCU

YAN Min,HUANG Hao
（Department of the Information Electronic,Yangzhou Business Branch of Jiangsu Union Technical Institute,Yangzhou 225127,China）

The design of a single-chip AT89S51 as the core control of simple electronic password lock,from makinghardware and software programming two aspects in detailabout the designmethod of the electronic locks,the experimental results show that the design of the electronic password lock to achieve the desired requirements.

SCM;electronic code lock;4*4 rankskeyboard

TP368.1

A

1008-0171（2017）06-0047-04

2017-05-17

严 敏（1982-），女，江苏扬州人，江苏联合职业技术学院扬州商务分院讲师。

任小平 renxp90@163.com】