基于單片機(jī)的帶音樂(lè)電子密碼鎖設(shè)計(jì)

基于單片機(jī)的帶音樂(lè)電子密碼鎖設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的帶音樂(lè)電子密碼鎖設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的帶音樂(lè)電子密碼鎖設(shè)計(jì)全文共6頁(yè)，當(dāng)前為第1頁(yè)?！菊侩S著科技水平的發(fā)展和社會(huì)生活水平的提高，人們對(duì)日常生活中安全保險(xiǎn)器件的要求越來(lái)越高，電子安全密碼鎖是基于這一要求的密碼器件。目前使用的密碼鎖種類繁多，如指紋密碼鎖，紅外密碼鎖，GPS密碼鎖等，各具特色。我們?cè)O(shè)計(jì)的是一款利用AT89C51單片機(jī)及一些芯片實(shí)現(xiàn)電子密碼鎖功能具有報(bào)警功能的密碼鎖，簡(jiǎn)單易行，成本低，適用于家庭，賓館，辦公室等場(chǎng)所。

【關(guān)鍵詞】單片機(jī)；1602；24c02

0.引言

隨著科技水平的發(fā)展和社會(huì)生活水平的提高，人們對(duì)日常生活中安全保險(xiǎn)器件的要求越來(lái)越高，電子安全密碼鎖是基于這一要求的密碼器件。目前使用的密碼鎖種類繁多，如指紋密碼鎖，紅外密碼鎖，GPS密碼鎖等，各具特色。我們?cè)O(shè)計(jì)的是一款具有報(bào)警功能的密碼鎖，簡(jiǎn)單易行，成本低，適用于家庭，賓館，辦公室等場(chǎng)所。此密碼鎖具有輸入密碼，輸入正確提示，輸入錯(cuò)誤指示，密碼顯示，密碼出錯(cuò)報(bào)警，控制開鎖的功能。具體功能如下：

密碼輸入：用戶通過(guò)矩陣鍵盤輸入密碼后，系統(tǒng)自動(dòng)閉鎖。使用確定按鍵結(jié)束密碼輸入。

提示報(bào)警：系統(tǒng)使用不同的聲音作為用戶不同操作的提示。音樂(lè)表示密碼輸入正確，滴滴聲表示密碼輸入錯(cuò)誤。

液晶屏顯示：使用1602作為顯示屏，并有提示的功能。

電子鎖控制：當(dāng)用戶密碼輸入正確，則顯示rightopen，若密碼輸入錯(cuò)誤，則系統(tǒng)閉鎖，通過(guò)掉電復(fù)位。

1.設(shè)計(jì)思路及流程

密碼所要完成用戶密碼輸入，顯示和控制報(bào)警的功能，因此可分為鍵盤模塊，顯示模塊，報(bào)警模塊，電子鎖控制模塊、電源模塊和單片機(jī)模塊。

各模塊設(shè)計(jì)思路如下：

用戶通過(guò)鍵盤模塊輸入密碼和其他功能，密碼設(shè)置為16位，功能鍵有一個(gè)，為確定鍵，使用單片機(jī)4X4的行列矩陣鍵盤。

系統(tǒng)使用1602作為顯示屏。

報(bào)警模塊用來(lái)產(chǎn)生報(bào)警或提示聲音，有蜂鳴器和定時(shí)中斷構(gòu)成。

電子鎖控制模塊用于控制開鎖或閉鎖，當(dāng)二極管滅時(shí)，系統(tǒng)正常，當(dāng)二極管閃爍時(shí)，系統(tǒng)密碼輸入錯(cuò)誤3次。

單片機(jī)模塊采用AT89C52，用于接收鍵盤輸入，控制顯示，報(bào)警，電子鎖等模塊。

2.硬件電路設(shè)計(jì)

基于單片機(jī)的帶音樂(lè)電子密碼鎖設(shè)計(jì)全文共6頁(yè)，當(dāng)前為第2頁(yè)。

2.1鍵盤電路

由于本設(shè)計(jì)所用到的按鍵數(shù)量較多而不適合用獨(dú)立按鍵式鍵盤。采用的是矩陣式按鍵鍵盤，它由行線和列線組成，也稱行列式鍵盤，按鍵位于行列的交叉點(diǎn)上，密碼鎖的密碼由鍵盤輸入完成，與獨(dú)立式按鍵鍵盤相比，要節(jié)省很多I/O口。本設(shè)計(jì)中使用的這個(gè)4X4鍵盤不但能完成密碼的輸入還能作特別功能鍵使用，比如清空顯示功能等。鍵盤的每個(gè)按鍵功能在程序設(shè)計(jì)中設(shè)置。本次設(shè)計(jì)的電源由USB接口外接電源提供。

2.2顯示電路

本次設(shè)計(jì)的顯示電路由1602實(shí)現(xiàn)，1602型LCD顯示模塊具有體積小，功耗低，顯示內(nèi)容豐富等特點(diǎn)。1602型LCD可以顯示2行16個(gè)字符，有8位數(shù)據(jù)總線D0-D7和RS，R/W，EN三個(gè)控制端口，工作電壓為5V，并且具有字符對(duì)比度調(diào)節(jié)和背光功能。

2.3報(bào)警電路

報(bào)警電路主要由PNP三極管和蜂鳴器構(gòu)成LSI是一個(gè)5V的壓電蜂鳴器，當(dāng)對(duì)其1、2號(hào)引腳施加5V電壓時(shí)，便會(huì)鳴叫。由圖3.4可知，當(dāng)輸出為低電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，蜂鳴器響；輸出高電平時(shí)，三極管截止，蜂鳴器停止鳴叫。通過(guò)控制輸入信號(hào)端輸出低電平的時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)控制蜂鳴器長(zhǎng)叫或短叫。

基于單片機(jī)的帶音樂(lè)電子密碼鎖設(shè)計(jì)全文共6頁(yè)，當(dāng)前為第3頁(yè)。

2.4電子鎖控制電路

電子鎖控制電路主要由繼電器、三極管、發(fā)光二極管組成。電子鎖控制電路組成。

繼電器線圈的一個(gè)接線端接VCC，另一端接NPN三極管的集電極。三極管的基極通過(guò)電阻接單片機(jī)的引腳。當(dāng)輸出高電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，繼電器線圈得電，觸電閉合，發(fā)光二極管發(fā)光，相當(dāng)于電子鎖閉鎖；當(dāng)輸出為低電平時(shí)，三極管截止，繼電器線圈失電，觸電釋放，發(fā)光二極管熄滅，相當(dāng)于電子鎖閉鎖。

2.5單片機(jī)電路

單片機(jī)電路主要由單片機(jī)、振蕩電路和復(fù)位電路組成。

AT89C52的P0口用于輸出顯示器段碼。P1.1口用于控制蜂鳴器鳴叫，P1.0、P1.1口用于控制EEPROM的存儲(chǔ)設(shè)置，P2口用于控制行列矩陣鍵盤，P1.3口用于控制蜂鳴器的鳴叫。

2.6EEPROM存儲(chǔ)器電路

串行EEPROM是基于I2C-BUS的存儲(chǔ)器件，遵循二線制協(xié)議，由于其具有接口方便，體積小，數(shù)據(jù)掉電不丟失等特點(diǎn)，在儀器儀表及工業(yè)自動(dòng)化控制中得到大量的應(yīng)用。隨著世界上各公司對(duì)該器件的開發(fā)，市場(chǎng)上推出了許多牌號(hào)的24C02器件，甚至還有一些冒牌的24C02器件，這樣就使批量生產(chǎn)的單片機(jī)控制系統(tǒng)的質(zhì)量出現(xiàn)時(shí)好時(shí)壞的問(wèn)題。筆者基于單片機(jī)的帶音樂(lè)電子密碼鎖設(shè)計(jì)全文共6頁(yè)，當(dāng)前為第4頁(yè)。經(jīng)過(guò)大量的設(shè)計(jì)實(shí)踐和試驗(yàn)摸索找出了24C02在應(yīng)用中之所以出現(xiàn)數(shù)據(jù)被沖掉的原因，并總結(jié)了一套保護(hù)24C02數(shù)據(jù)安全的軟硬件設(shè)計(jì)方法。

3.軟件設(shè)計(jì)

軟件設(shè)計(jì)主要是對(duì)鍵盤進(jìn)行掃描，根據(jù)按鍵控制報(bào)警電路、電子鎖電路，并將結(jié)果顯示。因此，整個(gè)軟件分為按鍵子程序、顯示子程序、報(bào)警子程序及主程序。

按鍵子程序針對(duì)硬件電路中的按鍵電路，掃描鍵盤返回用戶按鍵值。

顯示子程序針對(duì)硬件電路中的顯示電路，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的顯示。

報(bào)警子程序針對(duì)硬件電路中的報(bào)警電路，控制蜂鳴器鳴叫。

主程序通過(guò)調(diào)用各個(gè)子程序，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。

4.實(shí)驗(yàn)結(jié)果演示

電子密碼鎖的使用方法：

打開電源后，液晶顯示屏上的第一行會(huì)顯示“welcometouse！”，第二行會(huì)顯示“pleaseinputpassword”，按任意鍵繼續(xù)后，液晶屏的第一行會(huì)顯示“0-inputpassword”，第二行會(huì)顯示“1-changepassword”，因此有兩種情況，如下：

（1）當(dāng)輸入為“0”時(shí)，液晶屏的第一行會(huì)顯示“please基于單片機(jī)的帶音樂(lè)電子密碼鎖設(shè)計(jì)全文共6頁(yè)，當(dāng)前為第5頁(yè)。inputpassword”，第二行顯示為空，等待鍵入密碼值，若輸入密碼正確（初始密碼為234567），則會(huì)有《世上只有媽媽好》的音樂(lè)流出，若輸入密碼不正確，前兩次液晶屏?xí)@示“wrong！retry”，還會(huì)有短促的滴滴聲作為提醒，輸入密碼錯(cuò)誤三次時(shí)，除了液晶屏?xí)@示“wrong！retry”，還會(huì)有較長(zhǎng)的滴滴聲，并且系統(tǒng)會(huì)閉鎖，只能通過(guò)斷電來(lái)停止。

當(dāng)輸入為“1”時(shí)，液晶屏的第一行會(huì)顯示“inputoldpassword”，第二行顯示為空，等待鍵入密碼值，若輸入正確，則第一行會(huì)顯示“inputnewpassword”，第二行同樣為空，等待鍵入新的密碼值，若輸入密碼錯(cuò)誤，則會(huì)會(huì)有如同（1）的情況。

5.結(jié)束語(yǔ)

本設(shè)計(jì)知識(shí)一個(gè)簡(jiǎn)單的電子密碼鎖，很多功能還可以完善。系統(tǒng)可以增加密碼修改功能，這樣可以動(dòng)態(tài)的修改密碼；可以增加通信功能，當(dāng)報(bào)警發(fā)生時(shí)，可以傳送到監(jiān)控中心，以便及時(shí)處理。

【參考文獻(xiàn)】

[1]劉坤等.51單片機(jī)C語(yǔ)言應(yīng)用開發(fā)技術(shù)大全[M].北京：人民郵電出版社，2008.

[2]郭天祥.新概念51單片機(jī)C語(yǔ)言教程[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.

基于單片機(jī)的帶音樂(lè)電子密碼鎖設(shè)計(jì)全文共6頁(yè)，當(dāng)前為第6頁(yè)。

基于單片機(jī)的帶音樂(lè)電