張永格

（柳州鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電子工程系，廣西 柳州 545007）

電子密碼鎖是一種通過(guò)輸入來(lái)控制電路或芯片工作的，從而控制機(jī)械開(kāi)關(guān)的閉合，完成開(kāi)鎖、閉鎖任務(wù)的電子產(chǎn)品。通過(guò)編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的電子密碼鎖，其性能和安全性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了機(jī)械鎖，其特點(diǎn)如下：

（1）保密性好，編程量多，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于彈簧鎖，隨機(jī)開(kāi)鎖的成功幾率為零；

（2）密碼可以修改，用戶(hù)可以隨時(shí)更改密碼，防止密碼被盜，同時(shí)也可以避免因人員的更換而使鎖的密級(jí)下降；

（3）誤碼輸入保護(hù)，當(dāng)輸入的密碼多次錯(cuò)誤時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)；

（4）實(shí)用的靈活性好，不像機(jī)械鎖需佩戴鑰匙才能開(kāi)鎖；

（5）電子密碼鎖的操作簡(jiǎn)單，有友好的顯示操作界面。

1 系統(tǒng)方案組成和模塊電路選擇

將系統(tǒng)劃分為MCU控制、鍵盤(pán)電路、顯示電路、報(bào)警電路、電源電路等模塊電路組成。

（1）系統(tǒng)主控模塊。采用AT89S52單片機(jī)組成控制電路。AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52在眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。

（2）顯示電路。顯示電路采用工業(yè)字符型液晶LCD1602來(lái)實(shí)現(xiàn)。LCD1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器（CGROM)已經(jīng)存儲(chǔ)了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫(xiě)、常用的符號(hào)、和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，能夠同時(shí)顯示16x02即32個(gè)字符。且1602還能識(shí)別ASCII碼，試驗(yàn)可以用ASCII碼直接賦值，在單片機(jī)編程中還可以用字符型常量或變量賦值。

（3）鍵盤(pán)電路。采用矩陣式按鍵，矩陣式按鍵能采用按鍵掃描的方式可以減少單片機(jī)I/O口的資源，因?yàn)橐斎氲拿艽a的組合較多，且還要幾個(gè)功能鍵，所以本系統(tǒng)要求的按鍵比較多，采用此方式適合。

（4）電源電路。采用7805三端穩(wěn)壓器電源。固定式三端穩(wěn)壓電源(7805)是由輸出腳Vo,輸入腳Vi和接地腳GND組成,它的穩(wěn)壓值為+5V,輸入端接電容可以進(jìn)一步的濾波,輸出端也要接電容可以改善負(fù)載的瞬間影響,此電路的穩(wěn)定性也比較好，同時(shí)可以直接從整流后接取輸入電源，對(duì)整個(gè)電路影響不大，為模塊穩(wěn)定工作，提供可靠的電源。

（5）報(bào)警電路。采用揚(yáng)聲器輸出的頻率進(jìn)行報(bào)警，它的主要特點(diǎn)是可以根據(jù)不同的頻率輸出不同的音樂(lè)，靈活性較大，且新穎性也蠻高，在本系統(tǒng)中要求具有報(bào)警功能，而且在輸入密碼正確的情況下可以模擬輸出門(mén)開(kāi)的聲音。

2 系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)

圖1 系統(tǒng)電路原理圖

系統(tǒng)硬件電路。由MCU控制電路、電源電路、鍵盤(pán)矩陣電路、報(bào)警電路、開(kāi)鎖模擬電路等組成，通過(guò)軟件設(shè)計(jì)的電路原理圖如圖1 所示。

系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)：

（1）系統(tǒng)軟件總流程圖。本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)由主程序、初始化程序、LCD顯示程序、鍵盤(pán)掃描程序、鍵功能程序、密碼設(shè)置程序、延時(shí)程序等組成。其程序設(shè)計(jì)流程圖如圖2 所示。

（2）按鍵功能程序流程圖。按鍵功能程序的依據(jù)主要是根據(jù)讀取按鍵所獲得的鍵值，通過(guò)鍵值返回到按鍵功能程序上，執(zhí)行相應(yīng)的程序函數(shù)。采用矩陣式的按鍵布局方式，由于系統(tǒng)中所設(shè)置的密碼都為數(shù)字型，所以矩陣式按鍵布局遠(yuǎn)遠(yuǎn)足于按鍵的需要。按鍵功能的程序主要有密碼的輸入按鍵，模擬開(kāi)鎖的按鍵、清除按鍵、設(shè)置按鍵、密碼修改按鍵、確認(rèn)按鍵等。其程序設(shè)計(jì)流程圖如圖3 所示。

圖2 系統(tǒng)軟件的總流程圖

圖3 鍵功能的程序流程圖

3 結(jié)語(yǔ)

電子密碼鎖利用AT89S52單片機(jī)軟、硬件資源，從而使系統(tǒng)具有很高的可靠性和安全性。通過(guò)電子制作和軟件調(diào)試，成功實(shí)現(xiàn)了1602液晶顯示、密碼開(kāi)鎖、密碼設(shè)置、防止多次試探、報(bào)警等功能。同時(shí)，采用C語(yǔ)言編寫(xiě)程序，具有很強(qiáng)的移植性，為系統(tǒng)增減和修改功能帶來(lái)了方便。

[1]葉啟明.單片機(jī)制作的新型安全密碼鎖[J].北京：家庭電子，2005..（10）.

[2]朱永金,成友才.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)(C語(yǔ)言).北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2007，（7）.

[3]李洋主編.現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)與創(chuàng)新[M].北京：中國(guó)力量出版社，2007，（7）.