摘要：傳統(tǒng)的機(jī)械鎖，即笨重又麻煩，一旦丟失，就會(huì)面臨的鎖被盜的風(fēng)險(xiǎn)，存在著極大的安全隱患。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們的安全意識(shí)也越來越高，電子密碼鎖應(yīng)運(yùn)而生。本文通過分析基于AT89C51單片機(jī)電子密碼鎖的控制電路，指出其具有的高安全性、低廉的成本、較低的能耗、簡(jiǎn)便的操作的特性。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；電子密碼鎖；安全

中圖分類號(hào)：TP309.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-7712 （2012） 14-0028-01

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們的安全意識(shí)也越來越高，因此，生產(chǎn)出安全性能更高的、操作更簡(jiǎn)便的密碼鎖，是大勢(shì)所趨，也使時(shí)代發(fā)展的必然結(jié)果。電子密碼鎖以其高安全性、低廉的成本、較低的能耗、簡(jiǎn)便的操作的特性，尤其受到消費(fèi)者的歡迎?；趩纹瑱C(jī)防盜電子密碼鎖的核心是ATNEL公司的AT89C51單片機(jī)，其主要由鍵盤、液晶顯示屏幕、控制電路、報(bào)警電路等部分組成，通過精巧的電路設(shè)計(jì)，使其具有密碼改寫、保存、輸入錯(cuò)誤超限報(bào)警等特性。

一、電子密碼鎖設(shè)計(jì)原理

電子密碼鎖的核心構(gòu)建就是一個(gè)通過密碼輸入來控制電路的芯片，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)機(jī)械的開或合。市場(chǎng)上，電子密碼鎖的分類有許多種，有較為簡(jiǎn)單的電路構(gòu)成的產(chǎn)品，也有集成電路構(gòu)成的芯片類產(chǎn)品，其較高的性價(jià)比使其應(yīng)用相當(dāng)廣泛。當(dāng)下流行的手機(jī)鈴聲的編制就是運(yùn)用以芯片為核心電子密碼鎖來實(shí)現(xiàn)的。

本文介紹的電子鎖的核心構(gòu)建是51系列單片機(jī)（AT89s51），配合相應(yīng)的應(yīng)硬件電路設(shè)施，具有密碼的設(shè)置、存儲(chǔ)、識(shí)別和顯示等功能，同時(shí)還能夠在密碼多次輸入錯(cuò)誤或是非正常入侵時(shí)自動(dòng)報(bào)警，大大提升了安全性能[1]。單片機(jī)的EEPROM中儲(chǔ)存著設(shè)置好的密碼，當(dāng)接收輸入的代碼時(shí)，將其與之比較，若密碼正確，則驅(qū)動(dòng)電磁執(zhí)行器開鎖；假如密碼不正確，則提示操縱人員重新輸入密碼，最多可輸入三次；若是三次之后輸入的密碼仍為錯(cuò)誤，單片機(jī)就會(huì)通過通訊線路向智能監(jiān)控器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。智能監(jiān)控器每次都會(huì)監(jiān)控單片機(jī)的開鎖操縱和此時(shí)電磁執(zhí)行器的驅(qū)動(dòng)電流值，并接受單片機(jī)發(fā)來的報(bào)警信息，將這些信息及時(shí)匯總便于智能化分析。

圖1 基于單片機(jī)的電子密碼鎖的基本電路構(gòu)造

二、三大控制電路基本構(gòu)造

（一）開鎖控制電路

電子密碼鎖電路中最重要的結(jié)構(gòu)就是開鎖控制電路，它主要是通過單片機(jī)向開鎖控制結(jié)構(gòu)發(fā)送電訊號(hào)，從而電路驅(qū)動(dòng)其電磁鎖的吸合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)鎖的開或合。其簡(jiǎn)單原理可見圖2所示。

開鎖控制電路主要由兩部分組成：驅(qū)動(dòng)電路和執(zhí)行電路。驅(qū)動(dòng)電路由D1、R1、T1組成，其中T1可以選用普通的小功率三極管，D1作為開鎖的提示。執(zhí)行電路是由D2、C、T2組成的，其中D2、C能夠消除電磁鎖產(chǎn)生的反向高電壓，并且保護(hù)電路免受電磁干擾。通常選用如8050的三極管作為T11而，電磁鎖的類別要根據(jù)情況來選擇，但基本要求就是保證足夠且有余量的吸合力[2]。要單片機(jī)發(fā)出開門信號(hào)，用戶必須滿足一下兩個(gè)條件，一是輸入正確的密碼，而是在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)（10s），鎖驅(qū)動(dòng)電路，然后驅(qū)動(dòng)電磁鎖，實(shí)現(xiàn)開鎖的操作。當(dāng)滿足以上兩個(gè)要求時(shí)，單片機(jī)發(fā)出開門信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路T1導(dǎo)通，進(jìn)而啟動(dòng)D1發(fā)出開鎖提示，最后驅(qū)動(dòng)T2，T2執(zhí)行開鎖。

（二）斷電存儲(chǔ)電路

系統(tǒng)的掉電存儲(chǔ)單元采用的是ATMEL公司生產(chǎn)的AT24C02電可擦除存儲(chǔ)芯片，其內(nèi)有存儲(chǔ)空間為2KB字節(jié)，通過串行總線與單片機(jī)連接通訊，額定電流為1mA，最低電壓可以達(dá)到2.5V。該芯片具備了有斷電儲(chǔ)存功能，并可將資料在短點(diǎn)的情況下儲(chǔ)存40年以上，是值得信賴的芯片。AT24C02支持總線數(shù)據(jù)傳送協(xié)議I2C，PHILIPS公司的I2C（Inter-Integrated Circuit），總線是兩線式串行總線，由于其通信速度快、接線少、控制方式簡(jiǎn)便、體積輕巧等優(yōu)點(diǎn)，在微控制器與外圍設(shè)備的連接上都有廣泛的應(yīng)用[3]。在本系統(tǒng)中，單電機(jī)還連接了時(shí)鐘電路，將其中的一個(gè)I/O口設(shè)置為輸出方式，作為串行時(shí)鐘線SCL，通過編程控制產(chǎn)生串行時(shí)鐘信號(hào)，在通過另一個(gè)I/O口作為串行數(shù)據(jù)線SDA，通過編程控制時(shí)鐘在低電平期間的讀入或輸出數(shù)據(jù)。當(dāng)密碼被重新設(shè)定時(shí)，機(jī)器將自動(dòng)將新的密碼保存在芯片內(nèi)；當(dāng)機(jī)器再次通電時(shí)，系統(tǒng)會(huì)調(diào)出存儲(chǔ)器程序，并在緩存單元中讀入存儲(chǔ)器中儲(chǔ)存的密碼，供主程序使用。

圖2 單片機(jī)開鎖機(jī)構(gòu)電路圖

（三）LCD顯示電路

本系統(tǒng)中所用的顯示器是點(diǎn)陣字符型液晶顯示器，它主要由LCD控制器、點(diǎn)陣驅(qū)動(dòng)器、字符存儲(chǔ)器組成，并將其集成在一塊印刷電路板上，這樣訥訥個(gè)夠便于拆裝和應(yīng)用。這種液晶顯示器不僅能夠顯示數(shù)字、字符，還能夠顯示各種圖形符號(hào)并實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)符號(hào)的自定義。此外，屏幕支持上下左右滾動(dòng)、翻頁、文字閃爍等功能，人機(jī)互動(dòng)界面友好，操作便捷靈活。本系統(tǒng)采用的LMO16L液晶顯示模塊主要有兩大類的操作：讀操作和寫操作[4]。通常情況下，液晶顯示器不需要進(jìn)行讀操作，因此其主要執(zhí)行的是寫操作，而寫操作又可分為寫指令和寫數(shù)據(jù)兩個(gè)步驟。通過延時(shí)的方法處理忙標(biāo)志，能夠使液晶模塊有足夠時(shí)間進(jìn)行內(nèi)部數(shù)據(jù)處理，從而保障在寫操作程序時(shí)能夠準(zhǔn)確無誤。

電子密碼鎖具有簡(jiǎn)單的軟硬件設(shè)計(jì)電路、低廉的開發(fā)成本、較可靠的安全性能、簡(jiǎn)便的操作方法，同時(shí)，還支持按鍵有效提示，輸入錯(cuò)誤提示，密碼修改，密碼輸入延時(shí)或超限發(fā)出警報(bào)功能，在有突發(fā)情況時(shí)，能夠?qū)踩[患降到最低，保障物件的安全，在市場(chǎng)上有較大的發(fā)展前景。尤其是家庭、企事業(yè)單位辦公室、學(xué)生宿舍及賓館等場(chǎng)所，適合使用這款電子密碼鎖。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙益丹，徐曉林，周振峰.電子密碼鎖的系統(tǒng)原理、設(shè)計(jì)程序及流程圖[J].嘉興學(xué)院學(xué)報(bào)，2003，15（1）：103-105.

[2]董繼成.一種新型安全的單片機(jī)密碼鎖[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2004，3：58-60.

[3]王金國(guó).采用單片機(jī)的電子密碼鎖控制電路[J].山東煤炭科技，2000，3：30-33.

[4]寧愛民.應(yīng)用AT89C2051單片機(jī)設(shè)計(jì)電子密碼鎖[J].淮海工學(xué)院學(xué)報(bào)，2003，12（2）：29-31.