基于AT89S52单片机的电子密码锁系统设计

2012-07-09张永格

时代农机 2012年1期

关键词：矩阵式密码锁流程图

张永格

（柳州铁道职业技术学院电子工程系，广西柳州 545007）

电子密码锁是一种通过输入来控制电路或芯片工作的，从而控制机械开关的闭合，完成开锁、闭锁任务的电子产品。通过编程来实现的电子密码锁，其性能和安全性远远超过了机械锁，其特点如下：

（1）保密性好，编程量多，远远大于弹簧锁，随机开锁的成功几率为零；

（2）密码可以修改，用户可以随时更改密码，防止密码被盗，同时也可以避免因人员的更换而使锁的密级下降；

（3）误码输入保护，当输入的密码多次错误时，报警系统自动启动；

（4）实用的灵活性好，不像机械锁需佩戴钥匙才能开锁；

（5）电子密码锁的操作简单，有友好的显示操作界面。

1 系统方案组成和模块电路选择

将系统划分为MCU控制、键盘电路、显示电路、报警电路、电源电路等模块电路组成。

（1）系统主控模块。采用AT89S52单片机组成控制电路。AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。

（2）显示电路。显示电路采用工业字符型液晶LCD1602来实现。LCD1602液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM)已经存储了160个不同的点阵字符图形，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，能够同时显示16x02即32个字符。且1602还能识别ASCII码，试验可以用ASCII码直接赋值，在单片机编程中还可以用字符型常量或变量赋值。

（3）键盘电路。采用矩阵式按键，矩阵式按键能采用按键扫描的方式可以减少单片机I/O口的资源，因为要输入的密码的组合较多，且还要几个功能键，所以本系统要求的按键比较多，采用此方式适合。

（4）电源电路。采用7805三端稳压器电源。固定式三端稳压电源(7805)是由输出脚Vo,输入脚Vi和接地脚GND组成,它的稳压值为+5V,输入端接电容可以进一步的滤波,输出端也要接电容可以改善负载的瞬间影响,此电路的稳定性也比较好，同时可以直接从整流后接取输入电源，对整个电路影响不大，为模块稳定工作，提供可靠的电源。

（5）报警电路。采用扬声器输出的频率进行报警，它的主要特点是可以根据不同的频率输出不同的音乐，灵活性较大，且新颖性也蛮高，在本系统中要求具有报警功能，而且在输入密码正确的情况下可以模拟输出门开的声音。

2 系统电路设计

图1 系统电路原理图

系统硬件电路。由MCU控制电路、电源电路、键盘矩阵电路、报警电路、开锁模拟电路等组成，通过软件设计的电路原理图如图1 所示。

系统的软件设计：

（1）系统软件总流程图。本系统软件设计由主程序、初始化程序、LCD显示程序、键盘扫描程序、键功能程序、密码设置程序、延时程序等组成。其程序设计流程图如图2 所示。

（2）按键功能程序流程图。按键功能程序的依据主要是根据读取按键所获得的键值，通过键值返回到按键功能程序上，执行相应的程序函数。采用矩阵式的按键布局方式，由于系统中所设置的密码都为数字型，所以矩阵式按键布局远远足于按键的需要。按键功能的程序主要有密码的输入按键，模拟开锁的按键、清除按键、设置按键、密码修改按键、确认按键等。其程序设计流程图如图3 所示。