电子密码锁系统硬件设计

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1、电子密码锁系统硬件设计　　摘要在电子密码锁的设计中，其硬件电子电路的设计至关重要，关系到电子密码锁使用寿命的长短和功能的实现。本文基于单片机的基础上，在protel软件中对电子密码锁的键盘输入模块、密码存储模块、显示模块和其他模块的电路图进行了设计。　　【关键词】电子密码锁单片机电子电路　　1前言　　为了满足人们对锁的使用要求，增加其安全性，用密码代替钥匙的密码锁应运而生。电子密码锁用密码代替钥匙，不但省去了佩戴钥匙的烦恼，也从根本上解决了普通门锁安全性差的问题。本文基于单片机的基础上，在protel软件中对数字电

2、子密码锁进行硬件电路图的设计，从而克服了旧式电子密码锁电路断后所设置密码丢失的缺点。　　2电子密码锁设计方案　　2.1系统的工作原理　　本文设计的数字电子密码锁的实现是基于单片机的。在protel软件中进行硬件电路图的设计，然后编译程序。　　本文设计的数字电子密码锁系统主要由：　　（1）数据处理及控制模块。　　（2）键盘输入模块。　　（3）密码储存模块。　　（4）显示模块。　　（5）复位电路。　　（6）蜂鸣器。　　（7）振荡器。　　（8）开锁电路等组成。　　（5）、（6）、（7）、（8）可以归结为附属模块。其组成原

3、理如图1。首先，用户通过键盘输入模块输入密码，所输入的密码被传送到数据处理模块经过单片机处理后，与密码存储模块中的秘密比较，判断密码是否正确，同时显示模块会为用户显示简单的提示信心。经过单片机判断，如果密码正确，则开锁，否则不开锁，并警告用户密码输入错误。　　2.2系统方案选择　　2.2.1键盘输入模块方案的选择　　在单片机系统中，常用的键盘输入有两种模式，独立式键盘结构和行列式键盘结构。本设计也采用这两种方式作为备选方案。　　（1）独立式键盘。独立式按键式是指直接用I/O口线构成的单个按键电路。每个独立式按键单独

4、占有一根I/O口线，每根I/O口线上的按键工作状态不会影响其他I/O口线的工作状态。通常独立式键盘的按键输入都采用低电平有效。上拉电阻保证了按键断开，I/O口线有确定的高电平。当I/O口内部有上拉?阻时，外电路可以不配置上拉电阻。虽然独立式按键具有软件结构简单、电路配置灵活等优点，但是由于其每个按键都需要独立使用I/O口线，当按键数量过多时，会存在I/O口线所需过多的现象。　　（2）行列式键盘。行列式键盘又叫矩阵式键盘，用I/O口线组成行列结构，按键设置在行列交叉点上。在本次设计中，由于电子密码锁的键盘中，除了0～

5、9数字键外，还有输入、锁定、设置、清除四个键，按键数量较多，故采用行列式键盘作为电子密码锁键盘输入模块。　　2.2.2显示模块方案的选择　　显示模块有两种选择，一种是采用LCD，一种是采用LED。　　以上两种方式中，LCD造价较高，性价比较于LED较低，因而采用LED作为显示模块。　　3主要元器件介绍　　3.1主控芯片AT89S52　　AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器AT89S52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32位I/O口线，看

6、门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。8位微控制器8K字节在系统可编程FlashAT89S52。　　3.2八位数据锁存器742LS273　　74LS373是八位高速寄存器，内部由8个D锁存器构成。　　

7、3.3EEPROM数据存储器AT24C02　　AT24C02是一个2K位串行CMOSEEPROM，内部含有256个8位字节，CATALYST公司的先进CMOS技术实质上减少了器件的功耗。AT24C02有一个16字节页写缓冲器。该器件通过IC总线接口进行操作，有一个专门写保护功能。　　4系统硬件各部分电路设计　　4.1键盘输入模块　　本次键盘才用行列式键盘，把单个键盘组成4x4格式的键盘，行列分别相连　　通过检测每条“行”线和“列”线上的电平变化，可判断出用户输入的为何种信息，电路图如图2。　　单片机通过控制P1口的

8、高低电平，然后根据检测到的结果进行判断。如图所示，刚开始四条行线上全置为高电平，四条列线全置为低电平，但某一按键被按下时，行列线交叉，行线上的搞电平遍为低电平，单片机通过检测即可判断哪个按键被按下。　　4.2密码存储模块　　本次设计要求密码永久保存，且断电数据不丢失，在加上数据量小，只有6位密码，因而采用EEPROM中的24C02芯片，由于EEPROM是电可