基于at89c51单片机的电子密码锁的设计

基于at89c51单片机的电子密码锁的设计内容摘要：

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 所示。 由 D R T10 组成驱动电路，其中 T10 可以选择普通的小功率三极管。 D5 作为开锁的提示 ， 由 D C2 T11 组成。 其中 D 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。 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； 没亮而且报警 ，表示 密码错误或输入有误。 图 开锁装置图 单片机控制系统 AT89C51 报警 输入密码 校正密码 灯亮开锁 正确 错误 12 显示电路设计 电子密码锁中需要显示的信息比较少，一般密码设计为 6 位。 本设计采用的是 8位数码显示管，前面用 6 位是用来存储密码的，后面两位是来识别是否按下 Enter 键，具体连接方式如图 所示。 图 显示电路连接图 AT24C02 掉电存储单元的设计 掉电存储单元的作用是在电源断开的时候，存储当前设定的单价信息。 AT24C02 是 ATMEL 公司的 2KB 字节的电可擦除存储芯片，采用两线串行的总线和单片机通讯，电压最低可以到 ，额定电流为 1mA，静态电流 10Ua()，芯片内的资料可以在断电的情况下保存 40 年以上，而且采用 8 脚的 DIP 封装，使用方便。 其电路如图 所示。 13 图 掉电存储电路原理图 图 中 R R10 是上拉电阻，其作用是减少 AT24C02 的静态功耗，由于AT24C02 的数据线和地址线是复用的，采用串口的方式传送数据，所以只用两根线SCL（移位脉冲）和 SDA（数据 /地址）与单片机传送数据。 电源电路设计 为了防止停电情况的发生，本电路后备了 UPS 电源，它包括市电供电电路，停电检测电路，电子开关切换电路，蓄电池充电电路和蓄电池组成。 市电 供 电路图如图 所示。 图 电源电路原理图 220V 市电通过变压器降压成 12V 的交流电 ,再经过整流桥整流 ,7805 稳压到5V 送往电由 R8， R9， R6， R7 及 IC14 构成电压比较器，正常情况下， V+V IC14输出高电平，继电器的常闭触点和市电相连；当市电断开， V+V IC14 输出高电平，由 T3， T4 构成的达林顿管使继电器 J 开启，将其常开触电将蓄电池和电路相连，实现市电和蓄电池供电的切换，保证电子密码锁的正常工作（视电池容量而定持续时间）。 其电路图如 图 所示： 14 R850KR940KR730KR620KT39018R 10T49014123I C 1 4741继电器蓄电池供电5V 直流电源 A1蓄电池 A25V 直流电源 A1蓄电池 A2VCC常闭常开 图 蓄电池电路 原理图 T1， T2 构成的蓄电池自动充电电路，它在电池充满后自动停止充电，其中 D1亮为正在充电， D2 为工作指示。 由 R4， R5， T1 构成电压检测电路，蓄电池电压低，则 T1， T2 导通，实现对其充电；充满后， T1， T2 截止，停止充电，同时 D1熄灭，电路中 C4 的作用是滤除干扰信号。 其电路图如图 所示： 图 蓄电池自动充电原理图 15 总体原理图 图 总体电路原理图 16 第 4 章 软件设计 程序设计 程序设计 (Programming)是指设计、编制、调试程序的 方法和过程。 它是目标明确的智力活动。 在进行微机控制系统设计时，除了系统硬件设计外，大量的工作就是如何根据每个生产对象的实际需要设计应用程序。 因此，软件设计在微机控制系统设计中占重要地位。 对于本系统，软件也占有重要的地位。 在单片机控制系统中，大体上可分为数据处理、过程控制两个基本类型。 数据处理包括：数据的采集、数字滤波、标度变换等。 过程控制程序主要是使单片机按一定的方法进行计算，然后再输出，以便控制生产。 为了完成上述任务，在进行软件设计时，通常把整个过程分成若干个部分，每一部分叫做一个模块。 把一个程序分成 具有多个明确任务的程序模块，分别编制、调试后再把它们连接在一起形成一个完整的程序，这样的程序设计方法称为模块化程序设计。 所谓“模块”，实质上就是能完成一定功能，并相对独立的程序段，这种程序设计方法称为模块程序设计法。 模块程序设计法的主要优点是： (1)单个模块比起一个完整的程序易编写、调试 及修改。 (2)程序的易读性好。 (3)程序的修改可局部化。 (4)模块可以共存，一个模块可以被多个任务在不同条件下调用。 (5)模块程序允许设计者分割任务和利用已有程序，为设计者提供方便。 本系统软件采用模块化结构，由 主程序模块，键盘扫描及识别子程序，调电存储服务程序，显示子程序。 主程序设计 (1)主程序模块 主程序主要完成初始化、设置中断向量、检查有无按键按下、以及调用显示等等。 当初始化就会自动等待输入密码，若操作有误便会报警提示并对各位进行清零，等待密码的再次输入；若输入密码正确，在输完之后等待你按下 Enter 键，再判断密码是否正确，若错误便报警并再次将各位密码清零；若输入密码正确就会自动开锁并亮灯。 主程序的流程图如 图 所示。 17 图 主程序流 程图 在系统的程序设计中， 主控模块只负责根据消息调用相应模块的处理函数，具体如何处理这些消息由各功能模块中的对应 程序 决定。 主程序 LED_BIT_1 EQU 30H LED_BIT_2 EQU 31H LED_BIT_3 EQU 32H LED_BIT_4 EQU 33H 开 始 初 始 化 等待密码的输入 有键按下。 操作有误。 各位清零并报警提示 继续输入密码 密码正确。 开锁并亮灯 N Y Y N Y N 18 LED_BIT_5 EQU 34H LED_BIT_6 EQU 35H LED_BIT_7 EQU 36H LED_BIT_8 EQU 37H。 以下 6 个字节存放初始密码 WORD_1 EQU 38H WORD_2 EQU 39H WORD_3 EQU 3AH WORD_4 EQU 3BH WORD_5 EQU 3CH WORD_6 EQU 3DH。 以下 6 个字节存放用户输入的 6 位密码 KEY_1 EQU 3EH KEY_2 EQU 3FH KEY_3 EQU 40H KEY_4 EQU 41H KEY_5 EQU 42H KEY_6 EQU 43H CNT_A EQU 44H CNT_B EQU 45H KEY_CNT EQU 46H。 已输出的密码位数 LINE EQU 47H。 按键行号 ROW EQU 48H。 按键列号 VAL EQU 49H。 键值 ORG 00H SJMP START ORG 0BH LJMP INT_T0 START:MOV CNT_A,00H。 程序初始化 MOV CNT_B,00H MOV KEY_CNT,00H 19 MOV LINE,00H MOV ROW,00H MOV VAL,00H SETB MOV LED_BIT_1,00H。 段码存储区清 0 MOV LED_BIT_2,00H MOV LED_BIT_3,00H MOV LED_BIT_4,00H MOV LED_BIT_5,00H MOV LED_BIT_6,00H MOV LED_BIT_7,79H MOV LED_BIT_8,73H MOV KEY_1,00H。 输入密码存储区清 0 MOV KEY_2,00H MOV KEY_3,00H MOV KEY_4,00H MOV KEY_5,00H MOV KEY_6,00H MOV WORD_1,6。 设置初始密码为 123456 MOV WORD_2,5 MOV WORD_3,4 MOV WORD_4,3 MOV WORD_5,2 MOV WORD_6,1 MOV TMOD,01H MOV TH0,(65536700)/256 MOV TL0,(65536700)MOD 256 MOV IE,82H A0:LCALL DISP 键盘扫描及识别子程 序设计 20 键盘采用查询的方式，放在主程序中，当没有按键按下的时候，单片机循环主程序，一旦有按键按下，便转向相应的子程序处理，处理结束再返回。 其程序流程如图 所示。 图 键盘扫描及识别子程序流程图 LSCAN:MOV P3,0F0H。 扫描行码 L1: JNB ,L2 LCALL DLY_S JNB ,L2 MOV LINE,00H LJMP RSCAN L2: JNB ,L3 LCALL DLY_S JNB ,L3 MOV LINE,01H LJMP RSCAN L3: JNB ,L4 LCALL DLY_S JNB ,L4 中 断 保护现场 报警器提示 清中断 结束 21 MOV LINE,02H LJMP RSCAN L4: JNB ,A0 LCALL DLY_S JNB ,A0 MOV LINE,03H RSCAN:MOV P3,0FH。 扫 描列码 C1: JNB ,C2 MOV ROW,00H LJMP CALCU C2: JNB ,C3 MOV ROW,01H LJMP CALCU C3: JNB ,C1 MOV ROW,02H CALCU:MOV A,LINE。 计算键值 MOV B,03H MUL AB ADD A,ROW MOV VAL,A CJNE A,0AH,J1。 是否为 CLR键 MOV R1,KEY_CNT CJNE R1,00H,J2 LCALL ALARM_1 LJMP START J2:LCALL SHIFTR DEC KEY_CNT W00:LCALL DISP。 等待按键抬起 MOV A,P3 CJNE A,0FH,W01 LJMP A0 22 W01:MOV A,P3 CJNE A,0F0H,W02 LJMP A0 W02:SJMP W00 J1: MOV A,VAL CJNE A,0BH,J3。 判断是否为 ENTER键 MOV R1,KEY_CNT CJNE R1,06H,J4 MOV A,WORD_1。 比较密码 CJNE A,3EH,J5 MOV A,WORD_2 CJNE A,3FH,J5 MOV A,WORD_3 CJNE A,40H,J5 MOV A,WORD_4 CJNE A,41H,J5 MOV A,WORD_5 CJNE A,42H,J5 MOV A,WORD_6 CJNE A,43H,J5 CLR LCALL DLY_L LJMP FINI J5: LCALL ALARM_2 LJMP START J4: LCALL ALARM_1 LJMP START J3: INC KEY_CNT。 按下数字键 MOV A,KEY_CNT CJNE A,07H,K1 LCALL ALARM_1 23 W10:LCALL DISP。 等待按键抬起 MOV A,P3 CJNE A,0FH,W11 LJ。