电子密码锁设计

罗巧艳

摘 要：本设计是以单片机AT89S52为主控芯片，并结合外围数码管显示，以及矩阵按键，继电器等电路组合而成。系统能够完成开锁、修改密码等基本功能。整个设计在Keil开发环境下，用C语言编写单片机芯片的控制程序来实现具有多功能的电子密码锁。

关键词：单片机AT89S52；矩阵按键；数码管；继电器

引言

在信息产业迅速发展的今天，我们生活中必不可少的设备都向着小型化、微型化、智能化、自动化的方向发展。电子密码锁的特点是安装门锁时不破坏原门的组装结构，避免用钥匙开启旋芯式锁的一切烦恼。安全性能高，成本低，功耗低，易操作，从而实现了对锁的电子控制，突破了传统的机械锁的单一性，保密性低，易撬性的缺点，具有使用灵活性好，安全系数高的优点。它的主要工作部分是将输入密码与设定密码进行比较，密码正确时，控制继电器开锁，密码错误时，数码管清屏，继电器保持关闭状态。它的电路结构简单，密码破译难度较大，操作简单。

1 概述

1.1 电子密码锁的背景和意义

密码锁是我们生活中经常用到的工具之一，广泛应用于门锁，皮箱，保险柜，车门等。电子密码锁使用单片机控制的智能电子密码锁，不但功能全，而且具有更高的安全性和可靠性。并且只需记住一组密码，无需携带钥匙，免除了人们携带钥匙的烦恼，被越来越多的人所喜欢。

1.2电子密码锁的发展趋势

20世纪80年代后，使用在安全性要求较高且需要有电源提供能量还局限在一定范围内，很难普及，所以对密码锁的研究一直没有明显进展。到了90年代，美国、意大利、德国、日本、加拿大、韩国以及我国的台湾、香港等地的微电子技术的进步和通信技术的发展为密码锁提供了技术上的支持，从而推动密码锁走向实际应用的阶段。到目前为止，随着电子技术和信息技术的发展，电子密码锁的技术领域已发展的十分成熟。从目前的技术水平和市场认可程度看，使用最为广泛的是键盘式电子密码锁，该产品主要应用于保险箱、保险柜和金库，还有一部分应用于保管箱和运钞车。在其他技术领域还有遥控式电子密码锁以及卡片式密码锁等。

2 系统总体设计思路

2.1 系统设计要求

单片机密码锁主要内容：用户可以自由设定密码、具有报警提示功能、可设置万用密码、具有掉电存储密码功能。

2.2系统设计方案

本系统采用以单片机为核心元件的控制方案。选用单片机AT89S52作为本设计的核心元件，利用单片机灵活的编程设计和丰富的I/O端口，及其控制的准确性，实现基本的密码锁功能。在单片机的外围电路外接输入键盘用于密码的输入和一些功能的控制，外接数码管显示器用于显示作用。其原理如下图2-1所示。

3 系统硬件设计与实现

3.1主控芯片AT89S52

单片机的最小系统是由复位电路、时钟电路和电源组成。复位操作有上电自动复位、按键复位和外部脉冲复位3种方法。本文采用的是上电复位它是通过系统外部的复位电路来实现的。根据电路原理可知电容两极板间的电压不能突变当单片机电源接通电源的瞬间单片机的9管脚会产生一个阶跃信号，所以RTS端维持高电平由于这个充电时间远远大于1ms，一般就可以实现对单片机的上电自动复位，即接通电源就完成了系统的初始化。

3.2显示模块数码管

显示器数码管，它可以给出一个简单的开关信息或者数字显示，如图3-2所示。

3.3键盘输入模块

键盘是由一组规则排列的按键组成，一个按键实际上就是一个开关元件。根据按键与单片机的连接方式不同，按键主要分为独立式按键和矩阵式按键 ，有了这些按键，对单片机的控制就方便多了。

3.4 系统整体原理图

智能电子密码锁的基本原理是：将输入密码与设定密码进行比较，密码正确时，控制继电器开锁，密码错误时，数码管清屏，继电器保持关闭状态。

如下图3-4所示：

4系统软件设计

软件设计主要包括了主程序设计、键盘扫描设计、密码修改设计、开锁程序设计多个方面。本设计采用Keil编译器来进行软件的编程。如下图所示。

参考文献：

[1] 李叶紫.王喜斌，胡辉，孙东辉.MCS-51单片机应用教程[M].北京：清华大学出版社 2004：29-35.

[2] 夏路易.石宗义.电路原理图与电路板设计教程PROTEL 99SE[M].北京：北京希望电子出版社 2004：56-59.

[3] 王福瑞编著.单片微机测控系统设计大全.北京航空航天大学出版社，1999

[4] 李华.MCS-51系列单片机使用接口技术.北京航空航天大学出版社，1990

[5] 余永权.Flash 單片机原理及应用.北京：电子工业出版社，1997