除上述基本的密码锁功能外，还具有调电存储、声光提示等功能，依据实际的情
况还可以添加遥控功能。本系统成本低廉，功能实用 关键词：AT89S51，AT24C02, 电子密码锁，矩阵键盘 一、 引言
随着人们生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一问题也变的尤其的突出，传统
的机械锁由于其构造的简单，被撬的事件屡见不鲜，电子锁由于其保密性高，使
用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的亲呢。 设计本课题时构思了两种方案：一种是用以AT89s51为核心的单片机控制方案；另一种是用以74LS112双JK触发器构成的数字逻辑电路控制方案。考虑到数字
电路方案原理过于简单，而且不能满足现在的安全需求，所以本文采用前一种方
案。
二、方案论证与比较
方案一：采用数字电路控制。其原理方框图如图1－1所示。 图2－1 数字密码锁电路方案
效的密码按键，其它的都是干扰按键，若按下干扰键，键盘输入电路自动清零，
原先输入的密码无效，需要重新输入；如果用户输入密码的时间超过40秒（一般情况下，用户不会超过40秒，若用户觉得不便，还可以修改）电路将报警80秒，若电路连续报警三次，电路将锁定键盘5分钟，防止他人的非法操作。 电路由两大部分组成：密码锁电路和备用电源(UPS)，其中设置UPS电源是为了防止因为停电造成的密码锁电路失效，使用户免遭麻烦。
密码锁电路包含：键盘输入、密码修改、密码检测、开锁电路、执行电路、报警
电路、键盘输入次数锁定电路。
方案二：采用一种是用以AT89S51为核心的单片机控制方案。利用单片机灵活的
编程设计和丰富的IO端口，及其控制的准确性，不但能实现基本的密码锁功能，
还能添加调电存储、声光提示甚至添加遥控控制功能。其原理如图1－2所示。 图2－2单片机控制方案
通过比较以上两种方案，单片机方案有较大的活动空间，不但能实现所要求
的功能而且能在很大的程度上扩展功能，而且还可以方便的对系统进行升级，所
以我们采用后一种方案。
三、电路的功能单元设计
1〃开锁机构
通过单片机送给开锁执行机构，电路驱动电磁锁吸合，从而达到开锁的目的。其
原理如图2－1所示。
图3－1密码锁开锁机构示意图
当用户输入的密码正确而且是在规定的时间（普通用户要求在12s内输入正确的密码，管理员要求在5s输入正确的密码）输入的话，单片机便输出开门信号，
送到开锁驱动电路，然后驱动电磁锁，达到开门的目的。其实际电路如图2－2所示。
电路驱动和开锁两级组成。由D5、R1、T10组成驱动电路，其中T10可以选择普通的小功率三极管如9014、9018都可以满足要求。D5作为开锁的提示；由D6、C24、T11组成。其中D6、C24是为了消除电磁锁可能产生的反向高电压以及可
能产生的电磁干扰。T11可选用中功率的三极管如8050，电磁锁的选用要视情况而定，但是吸合力要足够且由一定的余量。
在本次设计中，基于节省材料的原则，暂时用发光二极管代替电磁锁，发光管亮，
表示开锁；灭，表示没有开锁。
图3－2密码锁开锁机构电路图
2〃按键电路设计
由于设计要求使用矩阵键盘，所以本设计就采用行列式键盘，同时也能减少键盘
与单片机接口时所占用的I/O线的数目，在按键比较多的时候，通常采用这样方
法。其原理如图2－3所示。
图3－3 行列式键盘原理电路图
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。 密码修改对照图2－3所示的44键盘，说明线反转个工作原理。 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。
判断键盘中哪一个键被按下使通过将列线逐列置低电平后，检查行输入状态来实
现的。方法是：依次给列线送低电平，然后查所有行线状态，如果全为1，则所按下的键不在此列；如果不全为1，则所按下的键必在此列，而且是在与零电平
行线相交的交点上的那个键。1080
单片机控制的电子密码锁(电路图+流程图+原理图)
按键的操作面板如图图2－3所示。共计数字键10个，功能键6个。键盘上还有3个指示灯和一个蜂鸣器。
图3－4 按键操作面板示意图
10个数字键用来输入密码，另外6个功能键分别是：CLR、EN、F1、F2、F3、F4。其中CLR键的功能是当输入密码错误的时候，清除前面已经输入的数据，重新输
入。EN键的功能是确认输入的密码。F1是管理模式切换键，当用户不小心三次
输入密码都没有正确，键盘被锁定，这个时候就可以启动管理模式，使用管理员
的密码来开门。F2是用来进入修改密码的状态。F3用来关闭显示器，一来可以节省电量，另外也可以防止不法分子偷窥密码。F4用来作电铃。
上面的3个指示灯L1、L2、L3是用来指示操作的状态：L1锁定及输入指示状态灯，正常的情况下显示红，当键盘动作的时候，L1灯开始闪动，当键盘处于
锁定状态时，指示灯也显示红。L2开门指示灯，当用户在规定的时间内正确
发布评论