周道杰 章浩 陳嘉健

摘要：隨著科技的發(fā)展，防盜系統(tǒng)的安全性、方便性就變得至關(guān)重要。本文設(shè)計了一種基于51單片機的電子密碼鎖系統(tǒng)，采用AT89C51為主控芯片，主要由單片機最小系統(tǒng)、顯示模塊、矩陣鍵盤模塊、發(fā)聲模塊和驅(qū)動電路模塊五部分組成，設(shè)計實現(xiàn)了用戶可通過矩陣按鍵鍵盤進行密碼輸入，通過液晶屏上顯示操作信息、按鍵發(fā)聲反饋、對輸入密碼清零等一系列基本功能。具有操作簡單、穩(wěn)定和可拓展性強的特點。

關(guān)鍵詞：單片機;AT89C51;顯示模塊;矩陣鍵盤;密碼清零

1引言

安全問題是現(xiàn)代社會各界普遍關(guān)注的焦點之一。在現(xiàn)實生活中，很多場合都用到了電子密碼鎖，比如說門禁系統(tǒng)，銀行賬戶管理，保險箱等等地方都要用到電子密碼鎖。隨著單片機的迅速發(fā)展，其應用領(lǐng)域越來越廣，51系列單片機由于具有可靠性好，以及擴展控制功能強等優(yōu)點，成為國內(nèi)目前應用最廣泛的一種8位單片機之一，所以將其應用到保密和安全方面是必然的，基于單片機的電子密碼鎖的研究在保護財產(chǎn)和人身安全方面可以給人們帶來更多更好的選擇。

2系統(tǒng)總體設(shè)計方案

2.1系統(tǒng)的功能介紹

用單片機做主機運算器，可系統(tǒng)復位，4*4鍵盤設(shè)置0～9數(shù)字鍵、“開門”鍵、“關(guān)門”鍵、輸入密碼清除鍵和確定鍵。LCD在系統(tǒng)上電和待機狀態(tài)顯示W(wǎng)elcome，按下“開門”鍵時顯示inputpasswd，且根據(jù)按下的按鍵不同和輸入密碼的正確與否LCD給出相應的提示信息。當繼電器在打開5秒內(nèi)無響應時，會自動閉合。本次設(shè)計設(shè)置初始密碼為1234。

2.2系統(tǒng)的整體框圖

本設(shè)計采用4*4的矩陣鍵盤作為輸入，AT89C51單片機作為主機，LCD1602作為顯示器，晶體管地放大電流驅(qū)動的蜂鳴器作為發(fā)聲裝置，LED和繼電器驅(qū)動電路作為系統(tǒng)響應結(jié)果。根據(jù)系統(tǒng)擬達到的總體功能，將其劃分為以下五個功能模塊：運算主機模塊、顯示模塊、矩陣鍵盤模塊、發(fā)聲模塊和驅(qū)動電路模塊。系統(tǒng)整體框圖如圖1所示。

3系統(tǒng)硬件設(shè)計

3.11602LCD顯示電路

LCD1602液晶顯示器是一種字符點陣式LCD顯示器模塊。它不僅能夠顯示阿拉伯數(shù)字，而且還能夠顯示特殊的符號，以及英文字母（即英文語句提示信息），因此其用途比較靈活，應用比較廣泛。單片機AT89C51從鍵盤接收得到的數(shù)據(jù)運算程序后，結(jié)果傳送給LCD1602數(shù)據(jù)端并在液晶屏上顯示出。

3.2矩陣鍵盤電路

矩陣式鍵盤又叫行列式鍵盤。用I/O接口線組成行、列結(jié)構(gòu)，鍵位設(shè)置在行、列的交點上。本設(shè)計如圖7所示，4*4的行、列結(jié)構(gòu)可組成16個鍵盤，比一個鍵位用一根I/O口線的獨立式鍵盤少了一半的I/O接口線。而且鍵位越多，情況越明顯。因此，在按鍵比較多時，往往采用矩陣式鍵盤。

3.3驅(qū)動電路

電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點（常開觸點）吸合。

4系統(tǒng)軟件設(shè)計

通過上述原理，繪制主程序和子程序流程圖，利用Keil軟件，對單片機進行編程，設(shè)計程序流程圖如下圖2所示：

5.設(shè)計結(jié)果及分析

通過仿真測試顯示，基本實現(xiàn)設(shè)計要求，且較為穩(wěn)定，和預期結(jié)果基本一致。

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