基于單片機的密碼鎖設計

1引言

1.1 設計背景與意義

隨著社會的不斷發展，技術也在不斷地改革創新，單片機也是這樣，由最開始的體型碩大，功能簡單，成本高等到現在的體型越來越小巧，功能強大，成本也低。單片機的應用在我們的生活當中也隨處可見，比如電視機里集成了很多的芯片和元器件，洗衣機也是，外面有很多按鍵，這些都是由單片機控制著，你按哪個鍵，洗衣機就能運作它相應的操作，各個模塊有條不絮的分工運行，但是又是組合到一起聽從單片機的指令來運作的。單片機就相當于我們人類的大腦一樣，控制著其它各個模塊的運轉。單片機在我們的生活中扮演者不可或缺的角色。本設計利的目的是用單片機和一些電子元器件結合實現我們需要的功能，來提高我們的實際動手能力和更好的了解它們的工作原理。

本設計是基于單片機的密碼鎖，眾所周知，以前的鐵鎖構造笨拙簡單，安全性能低，常常讓別有用心的不法分子用一根細小的鐵絲就開鎖了，給人民帶來不少的苦惱與麻煩。而且，平時攜帶或者保管鑰匙也不方便。故而，無論從哪方面來看，設計出一種直接在門上輸入密碼的密碼鎖就顯得十分的重要了，它主要是通過單片機來控制的，然后通過顯示屏來傳達密碼鎖的狀態，非常的安全可靠，也意味著人類結束了幾千年來的用鑰匙去開鎖的劃時代進步。

1.2 技術的發展歷史與現狀

尤其是近些年來科學技術的不斷飆升，密碼鎖經歷了由復雜到簡單、大型到小型、笨拙再到智能的發展歷史。隨著技術的上升，很多微處理器的出現，越來越精密的高端密碼鎖也出現了。比如以前的密碼鎖很大，占用空間也大，也會導致更高的成本，現在很多的酒店都是使用刷開來解鎖的，高檔小區大多使用指紋解鎖。而單片機的功能月越來越多，不像8051，即使沒電了，密碼鎖中的數據照樣保存下來。

也就像這所說的一樣，由于鎖的不斷改革更新，它的識別方式也有很多，直接用鑰匙陪伴了人們幾千年，最早的改變就是通過按鍵來解鎖，然后用遙控器來進行的紅外控制解鎖，再到現在普遍通用的IC卡來解鎖以及用指紋來解鎖。由于指紋解鎖的工作 原理是這系統里有成千上萬個感應元件，能夠精確的記錄我們手指的紋路然后反饋給系統中，和原先系統里導入的指紋作對比來判斷是否是該人的指紋。而紅外遙控密碼鎖的原理就是系統內部的芯片接受遙控器發出的紅外信號來進行解碼，從而來判斷密碼是否正確。按鍵式的密碼鎖就是矩陣鍵盤，輸入密碼后，系統把檢測到的按鍵返回給主程序來判斷按下的鍵是多少，輸入完后，系統會把改密碼和原始密碼比較，進而來判斷輸入密碼是否正確。

當然，顯示方面也越來越先進了，最開始用指示燈；然后是數碼管來顯示，到現在的普遍用液晶顯示屏來表達信息的狀態。

以上分析了近些年來各種密碼鎖的原理和優缺點，現在我們今天就來設計一個由51單片機系統的矩陣按鍵密碼鎖，然后用液晶顯示器來顯示密碼鎖的開關狀態和其它信息。

1.3設計內容及要求

本設計以單片機作為密碼鎖的核心，通過單片機檢測到的按鍵返還給主程序來判斷按下的值是多少，然后由液晶顯示屏來顯示密碼鎖的開關狀態。

2系統方案論證與選擇

2.1系統方案總體設計

本設計研究的是輸入按鍵式的電子密碼鎖，他的外部系統由矩陣鍵盤，液晶顯示器，報警電路等部分組成。整個系統使用STC89C51單片機作為核心控制器，使用矩陣鍵盤進行密碼的輸入以及好多其他的附加功構成的基本電路。使用液晶顯示器來表達密碼鎖的此刻的狀態。整個系統使用keil軟件進行程序的開發，程序使用C語言進行編寫。

作用原理就是：用矩陣鍵盤數字0~9和字母a~f來輸入代表當前所設定的密碼。如果輸入密碼正確，屏幕會出現”password is ture”等英文信息指示，如果輸入密碼錯誤則屏幕出現”passwordis error”錯誤信息指示。當然了，如果要是密碼輸入錯誤，同時報警器會發生響鈴。

2.2系統總體框圖

該密碼鎖的核心部分就是STC89C51，使用Keil軟件來編寫程序，然后導入到單片機內運行，使用液晶顯示器來表達密碼鎖此時的狀態，整個過程使用Proteus軟件仿真，這樣多次試驗成功后可以直接在實驗室利用元器件焊接而成，避免一次次的修改。單片機的其中8個引腳控制16位的按鍵，一旦檢測到有按鍵按下時，系統會檢測單片機引腳的電平返還給系統從而判斷輸入的值是多少。

系統總體設計框圖如圖2.1：

file:///C:/Users/DELL/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.jpg

圖2.1  系統框圖