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基于AT89C51单片机的家用智能电子密码锁的设计方法

来源:科学技术创新 作者:叶钢
发布于:2021-07-14 共2055字
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  51单片机论文第四篇:基于AT89C51单片机的家用智能电子密码锁的设计方法

  摘要:随着科技的发展,防盗门锁系统的安全性、方便性就变得至关重要,而传统的机械锁已无法满足人类对安全性能的要求,本文设计了一种基于51单片机的电子密码锁系统,它主要由五个部分组成,分别为AT89C51单片机、显示模块、存储器、行列式键盘、声光报警模块。通过测试,该电子密码锁能够具有低功耗、安全性、方便性等特点。

  关键词:电子密码锁;单片机;存储器,

  1概述

  随着科学技术的发展,以及人们安全意识的加强,各种系列的防盗门系统广泛进入了大家的生活,因而防盗门锁系统的安全性、方便性就显得至关重要了。当前市场上的大部分防盗门系统都是采用机械钥匙开锁,而机械钥匙最大的缺点是其很容易被复制或盗用。本文介绍一种基于AT89C51单片机的家用智能电子密码锁的设计方法。

  2总体设计要求

  2.1该电子密码锁能够对人体检测,当无人时,系统自动息屏,当有人站在门口超过3秒钟后,则系统屏幕点亮,进入密码输入状态(密码为四位,初始值为1234)。

  2.2电子密码锁采用6位共阴数码管进行显示,其中左边2位显示内容为系统密码输入倒计时时间,右边4位为当前密码输入值。

  2.3当电子密码锁系统进入密码输入状态时,显示管显示30秒倒计时,若在30秒内密码输入正确,则绿灯亮,电磁阀工作,开门,系统不报警;若在30秒内密码输入错误,则红灯亮,蜂鸣器报警;若在倒计时结束时,没有输入密码,则红灯亮,蜂鸣器报警。

  2.4电子密码锁的密码输入模块采用4×3行列式键盘,其中10个按键为数字0~9,另外两个按键分别为“清除/密码修改”键和“确定”键。

  2.5在密码输入状态时,若按“清除”键,可将之前输入的密码清除后,可重新输入新密码。

  2.6在密码输入状态时,必须按下“确定”键表示密码输入完毕。

  2.7在正确输入密码开锁后,可按下“清除/密码修改”键进行系统密码修改,系统支持断电保存密码。

  3硬件电路设计

  图1给出了本系统的硬件电路的框图,单片机采用AT89C51,人体检测传感器采用红外对管,当有人遮挡时,红外接收管输出高电平,经过74LS04非门转为低电平触发单片机外部中断,密码存储模块采用AT24C02C,键盘采用4×3行列式键盘,显示采用74HC595驱动共阴数码管。

  系统的各模块连接具体如下:

  (1)单片机与显示模块的连接:AT89C51单片机的P2.0~P2.2分别与74HC595的SHCP(11脚)、STCP(12脚)、DS(14脚)相接,两片74HC595采用级联方式,一片控制数码管的位选,一片控制数码管的段选。

 

  图1 系统硬件框图  

  (2)单片机与键盘的连接:单片机的P1口接4×3行列式键盘,键盘主要包括0~9数字键、“清除/密码修改”键、“确认”键等。

  (3)单片机与EEPROM的连接:单片机的P2.6、P2.7口分别接AT24C02C的SCK(6脚)和SDA(5脚)。

  (4)单片机与传感器模块的连接:单片机的P3.2口接光电传感器的输入端,检测是否有人。

  (5)单片机与报警电路的连接:单片机的P3.3、P3.4、P3.7分别接声光报警器件。

  4程序设计

  电子密码锁系统的程序主要包括主程序、键盘扫描子程序、74HC595显示子程序、AT24C02读写子程序等。

  4.1主程序设计

  主程序的主要功能包括:系统初始化、判断门外是否有人、判断密码是否输入完毕、判断密码是否输入正确、判断30s倒计时时间是否结束、判断是否开门或报警等。其程序流程图如图2所示。

  4.2键盘扫描子程序设计

  键盘采用4×3行列式键盘,通过P1.0~P1.3连接键盘的4行,P1.4~P1.6连接键盘的3列,采用行扫描的方式,其流程图如图3所示,其主要包含以下功能:判断按键是否被按下、延时20ms、再次判断是否有键被按下、键值处理、判断按键是否已释放。

 

  图2 主程序流程图   

  4.3 74HC595显示子程序设计

  电子密码锁系统显示采用74HC595进行显示驱动,74HC595是一块串入并出移位芯片,它的显示子程序流程图如图4所示,主要包含的功能有:逐位移出位码、判断8位数据是否全部移除完毕等。

 

  图3 键盘扫描子程序流程图   

  

  图4 74HC595显示子程序流程图   

  4.4 AT24C02读写程序

  图5 AT24C02的引脚及与单片机的接口图 

  AT24C02是一种串行EEPROM器件,它的优点是体积小、功耗低、占用I/O口线少,性能价格比高。其引脚定义及与51单片机的连接如图5所示。

  AT24C02内含256Byte(2Kb),擦写次数大于10000次,写入速度小于10ms。在图5中,由于仅扩展一个器件,所以将A2、A1、A0这3条地址线接地,WP为写保护控制端,接地时允许写入。SDA为数据输入/输出线,SCL为串行时钟线,它采用I2C模式与单片机进行通信。

  结束语

  文中提出了一种基于AT89C51单片机的智能电子密码锁的设计思路,该系统具有操作方便、功耗低、安全性能高、价格低、密码能够断电保存等优点,因此有着非常广阔的应用前景。随着科技的发展和人们对安全性等方面的考虑,电子密码锁的发展会越来越符合人们的实际生活需求。

  参考文献

  [1]韩燕楚,余宏基于51单片机的电子密码锁设计与应用研究[J].漯河职业技术学院学报,2020(6).

  [2]黄田,杨婷婷,姜少维,李佳康,董莉霞基于单片机的电子密码锁设计[J]软件,2020(10).

  [3]黄滔基于AT89C51单片机的电子密码锁设计[J]电子制作,2014(18).

  [4]南江萍,郑凯,谢国坤等电子密码锁的设计[J]科技风,2019(8).

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作者单位:丽水职业技术学院机电工程学院
原文出处:叶钢.基于单片机的家用智能电子密码锁的设计[J].科学技术创新,2021(14):30-31.
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