关于单片机电子安全密码锁的设计论述

2015-05-15李俊仕

电子测试 2015年8期

李俊仕

（包头职业技术学院学院,内蒙古包头, 014030）

当前，密码锁、激光锁、电子锁等安全锁层出不穷,这些锁在传统钥匙的基础之上,利用光束、声波、磁场等方式对门进行开和关,这样不仅能够提高锁的安全性,而且还为人们的生命财产安全提供了重要的保障条件。单片机能够将中央处理器、随机存取器、只读存储器、输入输出端口等多种计算机功能部件有效地集合在一起,因此其具有体积小、便捷性好的特点。

1 单片机电子安全密码锁的设计思路

1.1 单片机电子安全密码锁的总设计思路

如图一所示，为单片机电子安全密码锁的总设计结构。从中不难看出，单片机电子安全密码锁主要包括，密码输入设备、数码管和LED灯显、单片机的时钟电路、单片密码锁以及开锁机构等五个部分。

1.2 单片机开锁的设计思路

如图二所示，为单片机开锁机构的设计思路。通过对其设计思路图示的分析不难发现开锁机构设计的基本原理，首先就是要把单片机融合到开锁的执行过程中；然后再将电磁锁以及驱动电路两者结合起来，进而实现开锁目的。而其开锁的顺序则为，当密码锁使用者在一定时间内和规定的输入次数中，输入正确的密码时，单片机就会发出开门的信号给电路驱动，这时电路驱动电磁锁，实现开门目的。

1.3 单片机电子安全密码锁系统的密码设定

当前，在市面上通用的单片机电子安全密码锁的密码设定统一采用的都是摩斯密码。相较于其他密码而言，摩斯密码设计更加简单且易操作，在日常生活中使用时其也仅仅只需一个按钮便可完成密码的输入或更改。如图三所示为摩斯密码的字符对照表。

从图中可以知道“滴”的时间间隔为1T,“哒”的时间间隔为3T,短促的电信号“.”为DI,按钮不动长时间保持的“—”为DA,字母与字母之间的时间间隔为3T,字与字之间的间隔时间为5T,“嘀嗒”之间的间隔时间为1T。

2 单片机电子安全密码锁的软件设计

2.1 单片机电子安全密码锁的软件设计流程

单片机电子密码安全锁的主要工作流程完全是依照其液晶屏上显示步骤进行的，其中即可选择密码修改，也可选择开锁。若选择的功能为密码修改，那么首先就要将24c02中的密码和通过键盘输入的密码进行对比，如果对比正确，则说明密码修改成功。此外，修改后的新密码会自动保存在20c42中，以便下次修改密码时的对比；若密码错误，在液晶屏上就会出现相关的提示。对开锁来说，若在键盘上输入的密码，再同24c02中的密码进行对比正确后，其LED灯便会发亮，进而实现开锁功能；若在经过对比后，密码是错的，则液晶屏也会出现相应地提示信息，或报警。

通过图四的流程图不难看出，单片机电子安全密码锁的程序通常由主程序和中断服务子程序构成。其中主程序的主要工作是对键盘的数值进行读取、判断密码是否正确以及控制液晶屏的显示功能；而中断子程序的主要工作内容是，密码服务、开锁、报警处理、上锁等。而在对单片机单子密码锁的系统进行初始化时，首先要正确的判断出键盘上是否存在正确的密码输入，若存在便可直接根据液晶屏上面的信息提示，按步骤进行操作，进而完成密码的修改或开锁；若键盘上不存在密码输入，则需返回到最初的页面，并从头开始进行操作。

2.2 单片机电子安全密码锁的程序调试

2.2.1 软件调试

在本文中所介绍的单片机电子安全密码锁的程序是基于C语言的基础上编制而成的，而编译的软件采用的是kei uvision2。如果在对C语言进行编译时，编译没有产生错误并且通过，便会产生以下几类文件，一是，基于单片机的电子安全密码锁的设计；二是，lnp与基于单片机电子安全密码锁的设计；三是，uv2和单片机电子安全密码锁的设计；四是，M51与单片机电子安全密码锁设计；五是，hex和单片机电子安全密码锁设计。在这几类文件中，只有第一类和第五类是所需的文件。

2.2.2 利用专门的仿真软件对基于单片机的电子安全密码锁设计进行仿真

图一单片机电子安全密码锁的总设计结构图

图二单片机开锁机构的设计思路

图三摩斯密码的字符对照表

将基于单片机的电子安全密码锁的设计、hex文件放在AT89C51中进行调试,调试的功能主要包括有，电子安全密码锁的开锁功能。根据液晶屏的显示在键盘上按下“1”的按钮,这是屏幕上便会出现input password的提示,然后输入正确的六位数密码,并按确定进行开锁。如果密码正确,屏幕上便会显示correct,并且发光二级管会发亮；如果不正确,屏幕上则会显示crror,电子安全密码锁的开锁功能便不会得到实现。

2.2.3 硬件调试

在对单片机电子安全锁的硬件进行调试时，首先应当根据硬件设计的原理图纸搭建起一个正确的硬件电路，在搭建完成后，还要对整个电路的线路进行仔细地检查，并在保证线路连接合理、正确的情况下，对其硬件功能进行调试；其次，在正式调试阶段，需利用示波器来检测单片机的ALE管脚，若检测时其输出的是2MHz的方波，那么便证明此单片机电子安全密码锁的硬件设计是符合相关要求的，也能正常运作。