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基于单片机数字化密码电子锁的设计
【摘要】在日常的生活和工作中,住宅与部门的安全防范、单
位的文件档案等多以加锁的办法来解决,为满足人们对锁的使用要
求,增加其安全性,本设计使用at89c51实现一种基于单片机的电
子密码锁。
【关键词】单片机,数字化,密码电子锁
随着社会经济的不断发展,安全防盗已成为社会问题。如何制作
安全可靠,又要使用方便的各种防盗锁,是制锁者长期以来研制的
主题。在电子技术飞速发展的今天,具有防盗报警等功能的电子密
码锁代替弹子锁和密码量少、安全性差的机械式密码锁已是必然趋
势。电子密码锁具有机械锁无可比拟的优越性,它不但可以完成锁
本身的功能,还可以兼有多种功能,如记忆,识别,报警等,电子
密码锁以其安全性高,成本低,易操作等优点受到越来越多人的欢
迎。但是目前使用的电子密码锁大部分是基于串行rom芯片进行设
计的,其将密码以明文的形式直接存储于芯片中,很容易被不法分
子盗取,该方案成本较高且安全性得不到保证,本文从经济实用的
角度出发,设计了一种多功能电子密码锁,该密码锁将用户输入的
密码经tea算法加密后保存于单片机自身的eeprom中,从而大大
简化了系统结构,降低了成本,提高了系统的保密性和可靠性,具
有一定的推广价值。
一、设计思路
以at89c51为中心控制元件,用24c02作为密码存储元件,通过
1602液晶屏显示。根据屏幕提示,从键盘输入一组密码,cpu把该
密码和预先设置的密码比较,对则将锁打开(不同锁的控制方式不
一样,比如加电控制电磁铁抽回,从而打开),或者进行改密,改
密后利用24c02将改变了的密码保存,使掉电密码不丢失,并通过
led的亮来来显示锁的开、关。设计方法:输入密码用矩形键盘,
包括数字键和功能键,功能键包括退格键和确认键。液晶显示,但
是输出显示符号”*”。用发光二极管模拟锁的情况,锁关时发光二
极管来,打开时发光二极管亮。输入密码错误时报警。软件的设计
主要包括24c02密码的存、键盘键值的读取、液晶屏的显示、密码
判断程序和报警程序。
二、系统硬件设计
1、按键电路设计
每一条水平(行线)与垂直线(列线)的交叉处不相通,而是通过一
个按键来连通,利用这种行列式矩阵结构只需要n条行线和m条列
线,即可组成具有n×m个按键的键盘。在这种行列式矩阵键盘非
键盘编码的单片机系统中,键盘处理程序首先执行等待按键并确认
有无按键按下的程序段。当确认有按键按下后,下一步就要识别哪
一个按键按下。对键的识别通常有两种方法:一种是常用的逐行扫
描查询法;另一种是速度较快的线反转法。首先辨别键盘中有无键
按下,有单片机i/o口向键盘送全扫描字,然后读入行线状态来
判断。方法是:向行线输出全扫描字00h,把全部列线置为低电平,
然后将列线的电平状态读入累加器a中。如果有按键按下,总会有
一根行线电平被拉至低电平从而使行线不全为1。
2、lcd显示模块设计
lcd显示模块设计中采用常用的字符型液晶模块1602,它是用5*
7的点阵图形显示字符,最多可显示2行16个字。图3为1602液
晶模块与stc单片机的连接图。单片机p1口与1602液晶模块的数
据口连接传输数据,p3口分别控制rs,rw和使能端e。rs为寄存
器选择,高电平时选择数据寄存器,低电平时选择指令寄存器。rw
为读写信号线,高电平时进行读操作,低电平时进行写操作。e端
为使能端,当e端由高电平跳变成低电平时,液晶模块执行命令。
db0~db7为8位双向数据线。v0为液晶屏对比度调整端,接正电
源时对比度最弱,接地时最高,对比度过高时会产生“鬼影”,使
用时可以通过一个10kω的电位器调整。
3、存储电路设计
存储电路主要作用是存储密码,提供校验码以在密码判定的时候
作为密码安全性的一道屏障。
存储电路采用atmel公司推出的容量为512kb的串行电可擦除、
可编程存储芯片at24c512设计,传输方式为i2c总线。这样设计
的优点在其简单性和处理的高效性上。一般a0、a1、wp接
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