1、 电子设计与实践-课程设计 周口师范学院 1 基于单片机控制的电子密码锁基于单片机控制的电子密码锁 摘要：摘要：本系统由单片机系统、矩阵键盘、LED 显示和报警系统组成。系统能完成开锁、超时报 警、超次锁定、管理员解密、修改用户密码基本的密码锁的功能。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：关键词：AT89S51，AT24C02, 电子密码锁，矩阵键盘 一一、电路的功能单元设计、电路的功能单元设计 1 1开锁机构开锁机构 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 31
2、 所示。 图 31 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 22 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
3、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。 T10 T11 D5 GND R1 3.3K 电磁锁 C24 VC C 来 自 微控 制 器 信 号 D6 单片机微控单片机微控 制器制器 开锁驱动电路开锁驱动电路 电 磁 锁 电 磁 锁 密码正密码正 确？确？ Y 返回返回 N 电子设计与实践-课程设计 周口师范学院 2 图 32 密码锁开锁机构电路图 2按键电路设计按键电路设计 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
4、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 33 所示。 图 33 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 NM 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
5、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。 按键的操作面板如图图 23 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 34 按键操作面板示意图 89s51 D0 D1 D2 D3
6、D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 5.1K X 4 5.1K X 4 VCC C0 1 E 6 9 F4 4 8 F3 3 7 F2 2 6 F1 LLL 电子设计与实践-课程设计 周口师范学院 3 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 况下显示红色，当键盘动作的时候，L1 灯开始闪动，当键盘处于锁定状态时，指示灯也显示红色。 L2 开门指示灯，当用户在规定的时间内正确的输入了密码，此灯
