电子产品制造工艺课程论文

电子密码锁设计

一、功能介绍

密码锁主要有以下几个功能；

1．在没有任何按键时候，显示一句问候语，HI！Good Moring,到了下午又变为HI! Good Afternoon

2.按下任何键的时候，提醒你”Please Input code”

3．此时可以输入预设的密码”123456”如果输入错误时，扬声器发出两声

警告，灯闪烁，显示”Input again 2” 提醒用户还有两次输入机会如果再次输入密码又不对，重复上次的显示，并提醒用户还只有一次机会，当第三次输入又错误时，扬示器会发30秒的报警声，同时灯闪烁，显示乱码

如图3.2.3b不所示，30秒后会自动恢复欢迎

4.,如果输入6个密码正确时，扬声器会发一声提醒，同时会显示，“――――OK―――”之后自动显示“Change time or mm”

5.此时可以选择更改密码，当第一次输后会显示“Input again”当再次输入后，如果两次输入相同，则会出现，“ Code ok”发出一声，如果两次输入不相同

会显示”Code fail”发出两声警告。

无论两次输入正确否，系统后自动进入欢迎介面。

二、原理

1、原理框图

采用一种是用以AT89S51为核心的单片机控制方案。利用单片机灵活的编程

设计和丰富的IO端口，及其控制的准确性，不但能实现基本的密码锁功能，还能添加调电存储、声光提示液晶显示电路甚至添加遥控控制功能。其原理如图

2、开锁机构

通过单片机送给开锁执行机构，电路驱动电磁锁吸合，从而达到开锁的目的。其原理如下图所示。

密码锁开锁机构示意图

电路驱动和开锁两级组成。由D5、R1、T10组成驱动电路，其中T10可以选择普通的小功率三极管如9014、9018都可以满足要求。D5作为开锁的提

示；由D6、C24、T11组成。其中D6、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。T11可选用中功率的三极管如8050，电磁锁的选用要视情况而定，但是吸合力要足够且由一定的余量。其实际电路如图所示

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；灭，表示没有开锁。如图1

图1密码锁开锁机构电路图

3、按键电路设计

由于设计要求需要使用矩阵键盘，所以本设计就采用行列式键盘，同时也能减少键盘与单片机接口时所占用的I/O线的数目，在按键比较多的时候，通常采用这样方法。其原理如下图 2

图2 4*4键盘原理图

每一条水平（行线）与垂直线（列线）的交叉处不相通，而是通过一个按键来连通，利用这种行列式矩阵结构只需要N条行线和M条列线，即可组成具有N×M个按键的键盘。

在这种行列式矩阵键盘非键盘编码的单片机系统中，键盘处理程序首先执行等待按键并确认有无按键按下的程序段。

当确认有按键按下后，下一步就要识别哪一个按键按下。对键的识别通常有两种方法：一种是常用的逐行扫描查询法；另一种是速度较快的线反转法。首先辨别键盘中有无键按下，有单片机I/O口向键盘送全扫描字，然后读入行线状态来判断。方法是：向行线输出全扫描字00H，把全部列线置为低电平，然后将列线的电平状态读入累加器A中。如果有按键按下，总会有一根行线电平被拉至低电平从而使行线不全为1。

判断键盘中哪一个键被按下使通过将列线逐列置低电平后，检查行输入状态来实现的。方法是：依次给列线送低电平，然后查所有行线状态，如果全为1，则所按下的键不在此列；如果不全为1，则所按下的键必在此列，而且是在与零电平行线相交的交点上的那个键。

4、显示电路设计

1. 本设计用LCD显示屏显示，如下图3所示：7-14脚接AT89S52有P00-P07 ，R16接一电位器来调节1602液晶屏的亮度。要使液晶屏显示，需要各驱动程序（这里省略）。

图3 1602显示电路

2．灯提醒显示，如图下图4所示：当AT89S52输出高电平时灯即亮，否则灯灭。

图4 LED 灯指示

3.扬声器提醒显示，如下图5所示：高电平即向，这里确切的说应该是喇叭，而不是扬声器。

图5 扬声器电路

5、时间电路设计及程序流程图如下所示。

使用本芯片而不用软件实现时间显示主要因为这个时间芯片时间准确，只要在图中5脚加一个电池，就有记忆时间的功能，省去多次调节时间问题。当需要显示时间时，只要从此芯片中读取时间就可以，调节时间亦只要反时间存进去就可以了，非常方便。电路和流程图6如下。

图6 DS1302电路和流程

6、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。电源

如下图7所示。

图7 市电供电电路

三、制作

1、整体原理图

2、PCB图

3、制板过程

用打印机在热转印纸上打印电路图形将带有图形的热转印纸覆在覆铜板上，用一定量的三氯化铁腐蚀液腐蚀出图形，用台钻手工钻孔，用砂纸将线路表面少许打磨。

4、焊接：按照图纸插装元件，先焊接电阻、电容、按键等小器件，再焊接二极管三极管还有显示屏等。焊点机械强度要足够，焊点表面要光滑。

四、流程图

密码输入流程图

密码输入流程图密码修改设计流程图

密码修改流程图

五、总结

本次电子产品制作中，在原理和画图方面花费了较大精力，由于各方面原因虽没制出成品，但是在过程当中还是学到点东西的。首先是对原理图的各个部分的理解，通过老师同学的帮助，在弄懂的基础上又对上学期的模电知识有一定的了解。在画图过程中遇到许多问题，以前只会简单的画一个原理图罢了并且生成PCB会出现很多错误。此次画一次不行再画一次，不断请同学帮忙，从画图和同学们的帮助中学会了画原件、画封装、调整元件布局、手工布线等。虽说硬件和软件没有制作成功，但是过程还是值得享受的！