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应用AT89C2051 单片机设计电子密码锁

浏览97次 时间:2015年1月09日 14:24

王府井 陈凯元 廊坊师范学院 065000

【文章摘要】

随着社会经济不断发展,我国科学技术日新月异,为社会生产生活带来了诸多便利,对我国经济增长具有非常大的意义。在科技的力量下,集成了自动控制、通信、计算机等先进技术的单片机控制系统飞速发展,并以灵活便捷、易扩展、控制性好等优势在交通、化工、建筑等行业广泛应用,大大降低了人们的工作强度,提高了生产和管理效率。近年来,人们生活质量逐渐提高,其安全防盗意识不断加强,与传统机械式钥匙开锁相比,现代化电子密码锁有效地避免了传统安全防盗的不足,大大提高了安全性和方便性。以AT89C2051 单片机为核心,设计电子密码锁,逐渐完善开锁系统、显示系统以及报警系统等,实现了键盘输入模块、声控模块以及显示模板的实用性功能,确保所设计的电子密码锁更加的科学合理、安全可靠。本文就基于AT89C2051 单片机,设计出一款现代化、科学化、智能化的电子密码锁,使其在办公、商业以及住宅等领域广泛推广与应用。

【关键词】

AT89C2051 ;单片机;电子密码锁

0 引言

单片机是一种集成电路芯片,利用超大规模集成电路技术将CPURAMROMI/O 接口以及定时器等集成到一块小硅片上,这块硅片可以构成完善的计算机系统,在工业生产以及日常生活中应用比较广泛,且取得的成效十分不错。以AT89C2051 单片机为核心,矩阵键盘、显示器以及密码存储等外围电路,通过C 语言编程能设计出一款安全可靠的电子密码锁,并有效地实现密码锁的各项模块的功能,从而提高防盗性能。在日常工作和生活中,无论是企业单位、商业办公,还是住宅,都会通过多种锁对钱财和档案进行加密防范。若使用传统锁,一旦钥匙丢失就会带来较大的麻烦。为有效地增强防盗性能,基于AT89C2051 单片机设计的电子密码锁是最佳的选择,不仅经济性高,且具有显示、报警等功能,能有效性地确保财产、资料以及业主的人身安全。

1 系统工作原理及功能概述

1.1 系统工作原理

在科学技术飞速发展的背景下,中小规模的单片机控制系统在工业生产和日常生活中实现了自动化、智能化、现代化控制与管理,为社会生产生活带来了便利。近年来,人们的防盗意识越来越强,传统的防盗装置已经无法满足人们的实际需求,必须设计出更加现代化的防盗装置,才能确保室内各类物品及人员安全。基于AT89C2051 单片机控制器的电子密码锁,通过红外线监视和控制,红外线接收器和发射器位于大门两侧,系统处于正常运行状态时,用户输入正确密码后,按确认键进入。按下确认键后,内置AT89C2051 单片机会自动检测输入密码

4 基准源的输出曲线013

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和原本设置密码,若两者相符会发出控制信号,大门自动打开;一旦两者不相符,会提示密码输入错误,请重新输入,若在三次之内无法输入正确密码,将会自动启动报警装置。若出现非正常进门情况,红外线正常运作,信号被门挡住,会触发报警装置。以AT89C2051 单片机为基础的电子密码锁,有效地解决了盗窃分子躲过红外线进行盗窃的情况,在无法接收到信号的情况下,同样可以进行系统报警。

1.2 系统功能概述

1)密码设置。密码作为电子密码锁最重要的安全防护,密码数字位数的多少非常关键。密码位数太多,用户容易记错,太少安全系数较低。基于AT89C2051 单片机设计的电子密码锁,其密码一般为8 位, 从键盘上输入密码后,若密码正确,大门会自动打开。

2)密码修改。系统安装并设置好后,往往很多人不会更改原始密码,导致室内被盗窃,造成较大的经济损失。因此必须及时修改密码,且不可将自己的生日设置成密码,同时一段时间更换一个密码,避免因密码被破解所带来安全隐患。修改密码需要在锁被打开的情况下进行,确定密码修改后,即可进入新密码使用状态。

3)报警功能。系统报警模块包括两种,即远程报警和现场报警。远程报警是将电话和系统报警装置连接,一旦出现警报,系统会自动拨打系统内部设置的电话,及时通知主人。现场报警是通过扬声器将报警声扩大,以通知主人。

4)报警情况。系统在什么情况下会自动报警呢?一是三次以上输入密码错误,系统会自动报警;二是非正常进门状态下,比如撬锁、破门而入等,红外线探测在情况后,会自动报警,从而提高防盗性能,出现紧急情况能及时作出反应。

2 基于AT89C2051 单片机电子密码锁硬件设计

2.1 显示模块

系统显示主要由液晶显示器完成,系统加电后,锁被合上,这时显示器会显示The password is提示锁是被合上的,需要输入密码才能进入。开锁时,通过键盘上数字键0~9 输入密码,每按一下显示器都会显示*,最多输入8 位和显示8 *。密码输入完成后,按下确认键,系统内部单片机会校对输入密码的正确性,若密码正确,显示器会显示Wlecome ;若密码不正确,显示屏会显示Input error ,一旦密码输入错误三次,整个装置会发出声光报警现象。

2.2 键盘输入模块

键盘输入模块作为AT89C2051 单片机电子密码锁设计中关键的部分,主要形式为矩阵式键盘输入,由0~9 数字键、输入键、确认键、删除键、管理员模式选择键组成。这种行列式矩阵键盘的单片机系统,通过构建M 条列线和N 条行线,组成具有M×N 的键盘。若需要进入大门,首先按下输入键,输入8 位数密码,然后按下确认键,校对密码的正确性,密码输入错误3 次将自动报警;在输入密码时,发现前一位数字输入错误,可以按下删除键删除,然后继续输入正确密码。密码输入错误3 次会自动锁定,这时需要按下模式选择键输入正确的管理员密码,解除锁定后再次输入密码。

2.3 声音控制模块

声音控制模块的设计,主要目的是实现电子密码锁的开锁和自动报警功能。电子密码锁开锁原理是通过简单单路信号控制的蜂鸣器闹铃结构,通过AT89C2051 单片机向蜂鸣器发送低电平,用户输入正确密码后,驱动蜂鸣器响铃,并利用放大电路发出清脆的音乐铃声,蓝灯D1 亮,成功开锁。但是密码输入错误,通过声音模块发出警报声,一旦密码输入错误三次, 电子密码锁自动锁定,需要通过管理员模式才能解除,若管理员密码输入不正确,红灯D3 亮,报警声响起,通知主人遇到危险情况。

3 基于AT89C2051 单片机电子密码锁软件设计

电子密码锁系统软件采用C 语言编程写入,包括主程序和子程序。主程序主要对系统初始化、开锁、密码修改以及报警等功能的控制;子程序对显示器、密码保护和按键识别等功能进行控制,其流程图为图1 所示。

1 主程序工作流程图

基于AT89C2051 单片机电子锁程序软件设计,首先应系统初始化,开启密码锁功能后,利用矩阵法键盘扫描检查是否按下键盘按钮,通过数码管清楚地显示输入密码。从键盘输入8 位数密码后, AT89C2051 单片机校对输入密码和设置密码是否相符,若相符则锁会自动打开,若错误则要求重新输入,并记录输入错误次数,连续三次输入错误将锁定电子锁, 并发出报警声。在本系统中,软件结构采用模块化设计方式,包括主程序、键盘程序、密码修改及保护程序等,另外采用软件延时方式,P3.3 口线输出双频方波后, 实施对扬声器的控制,达到报警标准后, 扬声器会配合进行报警。AT89C2051 单片机中每个接口都由程序控制,在无人情况下,会自动完成一系列的操作,并打电话通知主人,实现远程报警,在安全性能上具有最大的保障。

4 总结

在强大的科技力量下,单片机以其灵活便捷、易扩展、控制性好等优势在社会生产生活中得到了广泛地应用。基于AT89C2051 单片机,采用C 语言编程,设计出一款经济性高、安全可靠的电子密码锁,打破了传统防盗装置的弊端,大大提高了防盗性能,从而为业主营造一个安全、舒适的生活和工作环境。

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