智能密码锁系统总体设计和主要芯片介绍
基于STM32的指纹密码锁控制系统

二、设计思路及原理
基于STM32单片机的指纹密码锁控制系统主要包括指纹识别、密码加密、电 路控制等功能模块。该系统的设计思路如下:
1、指纹识别:采用指纹识别芯片对输入的指纹进行识别,将指纹特征值与 已存储的指纹特征值进行比对,以实现指纹开锁功能。
2、密码加密:采用加密算法对用户输入的密码进行加密处理,防止密码被 非法获取和利用。
随着人们对安全意识的不断提高,指纹锁作为一种高科技的锁具,越来越受 到人们的青睐。本次演示将介绍一种基于STM32的指纹锁控制系统的设计与实现 方法。
一、引言
指纹锁控制系统利用指纹识别技术来实现锁具的开启和关闭。与传统的机械 锁相比,指纹锁具有更高的安全性和便利性。它通过采集并比对指纹信息来验证 用户的身份,从而控制锁具的开关。该控制系统适用于家庭、办公室、仓库等需 要进行安全控制的场所。
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3、电路控制:使用STM32单片机作为控制核心,通过对电路的控制实现指纹 识别和密码解锁等功能。
三、硬件设计
基于STM32的指纹密码锁控制系统硬件部分主要包括STM32单片机、指纹识别 芯片、显示屏、键盘、电源等部分。
1、STM32单片机:作为控制系统的核心,STM32单片机负责整个系统的协调 与控制。它接收用户的指纹信息和密码输入,并控制指纹识别芯片和密码加密模 块等进行相应的处理。
2、对手指湿润或干燥的敏感度:虽然指纹识别模块对干湿手指有较好的适 应性,但在极端情况下可能会出现识别不准确的情况。
六、结论
综上所述,基于STM32单片机的门禁指纹密码锁系统在安全性和实用性方面 具有显著优势。通过双重认证方式和智能管理,该系统为家庭和办公场所等重要 场所提供了高度安全和便捷的门禁控制方案。然而,考虑到成本和应用范围等限 制,未来还需要进一步研究和改进,以加强系统的稳定性和降低成本,推动门禁 指纹密码锁系统的更广泛应用。
单片机电子密码锁设计

单片机电子密码锁设计一、设计背景随着科技的不断发展,传统的机械锁已经不能满足人们对于安全性和便捷性的需求。
电子密码锁具有保密性好、操作方便等优点,逐渐取代了传统机械锁。
单片机作为一种集成度高、功能强大的微控制器,为电子密码锁的设计提供了良好的硬件基础。
二、系统总体设计本电子密码锁系统主要由单片机控制模块、键盘输入模块、显示模块、存储模块和开锁控制模块等部分组成。
单片机控制模块是整个系统的核心,负责处理输入信息、控制各个模块的工作以及进行密码的验证和存储。
键盘输入模块用于用户输入密码,通常采用 4×4 矩阵键盘,可实现数字 0 9 以及确认、取消等功能按键的输入。
显示模块用于显示系统的相关信息,如输入的密码、提示信息等。
常见的显示方式有液晶显示屏(LCD)和数码管显示。
存储模块用于存储设置的密码,以便系统在断电后仍能保存密码信息。
EEPROM 存储器具有掉电不丢失数据的特点,适合用于密码存储。
开锁控制模块在密码验证通过后,控制电磁锁或电机等执行机构完成开锁动作。
三、硬件设计1、单片机选型选择一款合适的单片机是系统设计的关键。
常用的单片机有 51 系列、STM32 系列等。
51 系列单片机价格低廉、开发简单,适合本设计的需求。
2、键盘接口电路采用行列式扫描的方式实现 4×4 矩阵键盘的接口电路。
通过单片机的 I/O 口依次扫描行线和列线,判断按键的按下状态。
3、显示电路如果选择液晶显示屏(LCD),则需要通过单片机的并行接口或串行接口与 LCD 控制器进行通信,实现字符和图形的显示。
数码管显示则相对简单,通过单片机控制数码管的段选和位选信号即可。
4、存储电路EEPROM 存储器通过 I2C 总线与单片机连接,单片机通过发送特定的指令和数据来实现对 EEPROM 的读写操作。
5、开锁控制电路使用继电器或三极管驱动电磁锁或电机,单片机输出高电平或低电平来控制开锁电路的通断。
四、软件设计1、主程序流程系统上电后,首先进行初始化操作,包括单片机内部资源的初始化、显示模块的初始化、存储模块的初始化等。
基于GSM与单片机智能电子密码锁的硬件设计浅析

三、单片机
单片机是整个系统的核心,负责处理所有输入信号,包括密码输入和GSM模 块的输入。通过对输入信号的分析和处理,单片机可以判断密码是否正确,从而 控制锁的状态或者报警。常见的单片机如STM32、AT89C51等。
四、密码输入和显示模块
密码输入模块允许用户输入密码,并通过单片机的I/O口将输入信号传递给 单片机。显示模块可以实时显示当前密码锁的状态,以及密码输入的错误次数。 常用的输入设备有键盘或者触摸屏,显示设备可以有LED灯或者LCD显示屏。
在硬件设计中,需要考虑以下要点: 1、可靠性:选用可靠的元器件,确保锁具的稳定性和耐用性。
2、安全性:采用防拆、防静电 等措施,提高锁具的安全性。
3、效率:合理设计电路和模块结构,提高系统的响应速度和运行效率。
系统整合
将软件设计和硬件设计整合在一起,形成完整的智能电子密码锁系统。在系 统整合中,需要考虑以下要点:
软件设计
软件设计是智能电子密码锁的关键之一,主要包括程序架构和算法设计。程 序架构分为前台和后台两个部分,前台主要负责密码输入和验证,后台主要负责 系统控制和管理工作。算法设计主要包括密码加密、验证和开锁算法等。
在软件设计中,需要考虑以下要点: 1、密码安全性:采用加密算法对密码进行加密存储,防止密码泄露。
2、办公用锁:广泛应用于各种办公室门禁系统,提高办公室的安全性和管 理效率。
3、嵌入式系统:可以嵌入到各种智能设备中,如智能门、智能家居等,实 现智能化安全管理。
然而,随着智能电子密码锁的广泛应用,也需要一些潜在问题,例如:密码 泄露、恶意攻击和非法破解等。因此,在未来的发展中,需要不断提高密码锁的 安全性和可靠性,同时结合新兴技术,如、物联网等,实现更加智能化和高效化 的安全管理。
密码锁-课程设计

《单片机原理与应用》课程设计报告基于单片机的密码锁的设计院系:专业(班级):姓名:学号:指导教师:职称:完成日期:《单片机原理与应用》课程设计任务书院(系):专业:指导教师:目录1 课题设计 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 课题设计目标 (1)2系统方案论证 (2)2.1 主控部分的选择 (2)2.2 密码输入方式的选择 (2)3 系统总体设计和主要芯片介绍 (3)3.1 系统总体设计 (3)3.2 主要芯片介绍 (3)4 系统硬件构成 (10)4.1 系统整体电路图 (10)4.2 单片机最小系统原理图 (10)4.3 电源输入部分 (11)4.4 键盘输入部分 (12)4.5 密码存储部分 (12)4.6 显示部分 (13)4.7 报警部分 (14)5软件的设计与实现 (14)5.1 设计原理 (15)5.2 主程序流程图 (15)6 结论 (16)[参考文献] (17)7 附录 (18)1课题设计随着人们生活水平的提高和安全意识的加强,对安全的要求也就越来越高。
锁自古以来就是把守护门的铁将军,人们对它要求甚高,既要安全可靠的防盗,又要使用方便,这也是制锁者长期以来研制的主题。
随着电子技术的发展,各类电子产品应运而生,电子密码锁就是其中之一。
1.1 课题背景由于电子锁的密钥量(密码量)极大,可以与机械锁配合使用,并且可以避免因钥匙被仿制而留下安全隐患。
电子锁只需记住一组密码,无需携带金属钥匙,免除了人们携带金属钥匙的烦恼,而被越来越多的人所欣赏。
电子锁的种类繁多,例如数码锁,指纹锁,磁卡锁,IC卡锁,生物锁等。
但较实用的还是按键式电子密码锁。
1.2 课题设计目标本设计采用AT89S51单片机为主控芯片,通过软件程序组成电子密码锁系统,能够实现:1.正确输入密码前提下,开锁提示;2.错误输入密码情况下,蜂鸣器报警;3.密码可以根据用户需要更改;4.断电存储功能;5. 完成实际实物的焊接;2系统方案论证系统从主控部分和密码输入方式两方面进行论证2.1 主控部分的选择方案一:采用数字电路控制用以74LS112双JK触发器构成的数字逻辑电路作为密码锁的核心控制,将密码保存在JK触发器中,与输入密码通过比较器比较,判断结果是否相符合。
指纹锁芯片

指纹锁芯片指纹锁芯片是一种新型的智能安防产品,广泛应用于家庭、办公场所以及商业场所。
其主要原理是通过采集和识别用户的指纹特征,实现开锁和关闭锁的功能。
指纹锁芯片由多个核心部件组成,包括指纹传感器、处理器、存储器、算法库等。
下面将从原理、应用和优势三个方面详细介绍指纹锁芯片。
指纹锁芯片的原理主要是通过指纹传感器采集用户的指纹特征,并将其转化为电信号。
指纹传感器具有高灵敏度和高准确性的特点,能够精确地采集指纹特征。
采集到的电信号将被发送到处理器进行处理,处理器中包含了指纹识别算法库。
该算法库会与存储器中的指纹库中的指纹特征进行比对,以确定是否匹配。
当指纹特征与指纹库中的某个指纹特征匹配时,锁芯片将发送开锁信号,完成开锁的功能。
如果不匹配,则锁芯片会保持锁定状态。
指纹锁芯片具有广泛的应用领域。
首先,在家庭中可以应用于门锁、保险箱等设备。
通过使用指纹锁芯片,可以方便快捷地开启和关闭门锁,不需要携带钥匙或记忆密码,提高了家庭安全性和便利性。
其次,在办公场所和商业场所中,指纹锁芯片可以用于保护文件柜、保险柜等重要设备。
只有授权的人员才能够开启这些设备,提升了机密资料的安全性。
此外,指纹锁芯片还可以应用于电梯、停车场等公共场所,以增加进出的便利性和安全性。
指纹锁芯片相比传统的锁芯具有许多优势。
首先,指纹锁芯片具有高安全性。
每个人的指纹特征是唯一的,因此通过指纹进行身份认证可以有效防止他人冒用。
同时,由于指纹特征无法被遗忘、丢失或仿制,所以安全性更高。
其次,指纹锁芯片具有高便利性。
用户只需要将手指按在指纹传感器上,就可以快速开启锁芯,不再需要携带钥匙或记忆密码。
另外,指纹锁芯片还可以记录多个指纹特征,方便多人使用。
最后,指纹锁芯片具有良好的扩展性。
通过与其他智能设备的连接,可以实现远程操控和监控,增加了系统的整合性和智能化程度。
总之,指纹锁芯片作为一种新型的智能安防产品,具有许多优势。
其原理是通过采集和识别用户的指纹特征实现开锁和关闭锁的功能。
物联网智能锁设计与开发

物联网智能锁设计与开发一、前言随着物联网技术的迅速发展,越来越多的智能家居产品被推出市场,其中智能锁是一个备受关注的领域。
传统锁具已经不能满足人们对安全、便捷、智能的需求,智能锁的出现填补了这一空白。
本文将介绍物联网智能锁的设计原理与开发技术,从硬件和软件两个方面对其进行阐述。
二、硬件部分1.主控芯片物联网智能锁的主控芯片是关键的部件之一,要求具备高性能、低功耗、易于编程等特点。
目前市面上常用的主控芯片有两种:一种是传统的ARM架构芯片,如STM32等;另一种是基于ESP8266、ESP32等Wi-Fi模块的芯片。
相比之下,基于Wi-Fi模块的芯片更具有优势,可以实现远程操控和智能联动等功能。
2.传感器物联网智能锁需要依靠多种传感器来感知环境和用户动作,其中最常用的是指纹传感器、密码键盘、电子钥匙和门磁传感器等。
这些传感器可以实现多种方式解锁,满足不同用户的使用需求。
3.电源管理物联网智能锁的电源管理也是不可忽视的因素。
为了保证长时间稳定运行,智能锁需要一套完整的电源管理系统,包括电池管理、电源备份、低功耗设置等。
三、软件部分1.驱动程序为了使智能锁能够正常工作,需要编写对应的驱动程序,负责控制芯片、传感器和电源管理等硬件模块。
驱动程序需要充分考虑如何提高代码的效率,避免因资源占用过高而导致的稳定性问题。
2.算法设计物联网智能锁的核心功能是加密和解密,因此算法设计是非常重要的部分。
一般采用成熟的对称和非对称加密算法,如AES、RSA等。
此外,也需要考虑防攻击手段,如物理攻击、电子攻击等。
3.应用程序智能锁的应用程序需要满足操作简单、实时响应等指标。
在应用程序中,需要实现用户管理、授权管理、开锁记录管理等功能。
这些功能需要经过UI设计和测试验证,确保用户能够方便地操作智能锁。
四、总结物联网智能锁的开发需要充分考虑硬件和软件两个方面,对于单片机、嵌入式系统等相关技术的掌握都是必要的。
随着IoT技术的不断发展,智能锁也将更加智能化、便捷化。
智能锁的工作原理

智能锁的工作原理智能锁的工作原理详解智能锁作为一种新兴的智能家居产品,以其方便、安全、智能化的特点受到越来越多消费者的青睐。
本文将详细介绍智能锁的工作原理,从硬件和软件两个方面进行解析。
一、硬件部分1. 外壳设计:智能锁的外壳采用高强度合金材料制成,具有防水、防火、防撬等功能,保证锁具的安全性和耐用性。
2. 电源系统:智能锁通常采用可充电锂电池供电,电池容量较大,可以提供长时间的使用。
同时,智能锁还配备了低电量报警功能,当电量低于一定程度时会发出警报,提醒用户及时更换电池。
3. 通信模块:智能锁内置了蓝牙、Wi-Fi、Zigbee等通信模块,可以与手机、电脑等设备进行无线连接,实现远程控制和数据传输。
4. 传感器:智能锁内置了多种传感器,如指纹识别传感器、密码键盘、声音传感器等,用于识别用户身份和操作指令。
5. 控制芯片:智能锁的核心是一颗高性能的控制芯片,负责处理各种数据和指令,实现锁的解锁、上锁、报警等功能。
二、软件部分1. 用户管理系统:智能锁配备了用户管理系统,用户可以通过手机APP或电脑软件进行用户注册、删除、权限设置等操作,实现对锁的管理和控制。
2. 身份识别:智能锁支持多种身份识别方式,如指纹识别、密码识别、声音识别等。
用户可以根据自己的需求选择合适的识别方式进行开锁操作。
3. 远程控制:通过手机APP或电脑软件,用户可以实现对智能锁的远程控制,包括开锁、上锁、查询锁状态等操作。
这样用户无论身处何地,都可以方便地控制家门的开关。
4. 数据加密:为了保证数据的安全性,智能锁采用了多种加密算法,包括对传输数据的加密和存储数据的加密,防止数据被恶意攻击者窃取或篡改。
5. 报警系统:智能锁配备了多种报警功能,如非法开锁报警、低电量报警、防撬报警等。
当发生异常情况时,智能锁会自动触发报警,同时通过手机短信或APP推送提醒用户。
总结:智能锁的工作原理主要是通过硬件和软件的配合实现的。
硬件部分包括外壳设计、电源系统、通信模块、传感器和控制芯片等,这些硬件组成了智能锁的基础功能。
智能密码锁系统总体设计和主要芯片介绍

第三章系统总体设计和主要芯片介绍系统总体设计本设计主要由单片机、矩阵键盘、液晶显示器和密码存储等部分组成。
其中矩阵键盘用于输入数字密码和进行各种功能的实现。
由用户通过连接单片机的矩阵键盘输入密码,后经过单片机对用户输入的密码与自己保存的密码进行对比,从而判断密码是否正确,然后控制引脚的高低电平传到开锁电路或者报警电路控制开锁还是报警,实际使用时只要将单片机的负载由继电器换成电子密码锁的电磁铁吸合线圈即可。
系统整体框图如图3-1所示。
图3-1 系统结构框图各模块功能如下:1.键盘输入模块:分为密码输入按键与几个功能按键,用于完成密码锁输入功能。
2.显示模块:用于完成对系统状态显示及操作提示功能。
3.复位电路:完成系统的复位。
4.报警电路:用于完成输错密码时候的警报功能。
5.密码存储模块:用于完成掉电存储功能,使修改的密码断电后仍能保存。
6.开锁电路:应用继电器及发光二极管模拟开锁,完成开锁及开锁提示。
主要芯片介绍AT89S52AT89S52单片机是一个低功耗,高性能CMOS 8位单片机,片内含8K Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造,兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构,芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元,功能强大的微型计算机的AT89S52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案[10]。
AT89S52具有以下标准功能: 8k字节Flash,256字节RAM,32 位I/O 口线,看门狗定时器,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。
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)第三章系统总体设计和主要芯片介绍系统总体设计本设计主要由单片机、矩阵键盘、液晶显示器和密码存储等部分组成。
其中矩阵键盘用于输入数字密码和进行各种功能的实现。
由用户通过连接单片机的矩阵键盘输入密码,后经过单片机对用户输入的密码与自己保存的密码进行对比,从而判断密码是否正确,然后控制引脚的高低电平传到开锁电路或者报警电路控制开锁还是报警,实际使用时只要将单片机的负载由继电器换成电子密码锁的电磁铁吸合线圈即可。
系统整体框图如图3-1所示。
图3-1 系统结构框图各模块功能如下:1.键盘输入模块:分为密码输入按键与几个功能按键,用于完成密码锁输入功能。
2.显示模块:用于完成对系统状态显示及操作提示功能。
3.复位电路:完成系统的复位。
4.报警电路:用于完成输错密码时候的警报功能。
5.密码存储模块:用于完成掉电存储功能,使修改的密码断电后仍能保存。
(6.开锁电路:应用继电器及发光二极管模拟开锁,完成开锁及开锁提示。
主要芯片介绍AT89S52AT89S52单片机是一个低功耗,高性能CMOS 8位单片机,片内含8K Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造,兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构,芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元,功能强大的微型计算机的AT89S52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案[10]。
AT89S52具有以下标准功能: 8k字节Flash,256字节RAM,32 位I/O 口线,看门狗定时器,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。
AT89S52的管脚分布如图3-2所示。
图3-2 AT89S52芯片管脚\P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8TTL门电流。
当P1口的管脚第一次写1时,被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的第八位。
P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4TTL 门电流。
P1口管脚写入1后,被内部上拉为高,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。
P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收,输出4个TTL门电流,当P2口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。
并因此作为输入时,P2口的管脚被外部拉低,将输出电流。
这是由于内部上拉的缘故。
P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时,P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时,它利用内部上拉优势,当对外部八位地址数据存储器进行读写时,P2口输出其特殊功能寄存器的内容。
P3口作为AT89S52的一些特殊功能管脚备选功能,RXD(串行输入口)TXD(串行输出口)/INT0(外部中断0)/INT1(外部中断1)。
T0(记时器0外部输入)T1(记时器1外部输入)/WR(外部数据存储器写选通)/RD(外部数据存储器读选通)AT89S52主要特性如表3-1所示。
~存储芯片AT24C02AT24C02是美国Atmel公司的低功耗CMOS型E²PROM,内含256×8位存储空间,具有工作电压宽~ V)、擦写次数多(大于10000次)、写入速度快(小于10 ms)、抗干扰能力强、数据不易丢失、体积小等特点。
而且他是采用了I²C总线式进行数据读写的串行器件,占用很少的资源和I/O线,并且支持在线编程,进行数据实时的存取十分方便。
AT24C02中带有的片内地址寄存器。
每写入或读出一个数据字节后,该地址寄存器自动加1,以实现对下一个存储单元的读写。
所有字节均以单一操作方式读取。
为降低总的写入时间,一次操作可写入多达8个字节的数据。
I2C 总线是一种用于IC器件之间连接的二线制总线。
他通过SDA(串行数据线)及SCL(串行时钟线)两根线在连到总线上的器件之间传送信息,并根据地址识别每个器件。
AT24C02正是运用了I²C规程,使用主/从机双向通信,主机(通常为单片机)和从机(AT24C02)均可工作于接收器和发送器状态。
主机产生串行时钟信号(通过SCL引脚)并发出控制字,控制总线的传送方向,并产生开始和停止的条件。
无论是主机还是从机,接收到一个字节后必须发出一个确认信号ACK。
AT24C02的控制字由8位二进制数构成,在开始信号发出以后,主机便会发出控制字,以选择从机并控制总线传送的方向。
管脚描述:SCL 为串行时钟:串行时钟输入管脚用于产生器件所有数据发送或接收的时钟这是一个输入管脚。
SDL 为串行数据/地址:双向串行数据/地址管脚用于器件所有数据的发送或接收SDL,是一个开漏输出管脚可与其它开漏输出或集电极开路输出进行线或。
A0、A1、A2 为器件地址输入端:%当使用24C02 时最大可级联8个器件,如果只有一个24C02被总线寻址,这三个地址输入脚A0、A1、A2可悬空或连接到Vss。
WP为写保护:如果WP 管脚连接到Vcc 所有的内容都被写保护只能读当WP, 管脚连接到Vss 或悬空,允许器件进行正常的读/写操作[12]。
管脚图如图3-3所示。
图3-3 AT24C02引脚图LCD1602显示器现在的字符型液晶模块已经是单片机应用设计中最常用的信息显示器件了。
1602型LCD显示模块具有体积小,功耗低,显示内容丰富等特点。
1602型LCD可以显示2行16个字符,有8位数据总线D0~D7和RS,R/W,EN三个控制端口,工作电压为5V,并且具有字符对比度调节和背光功能。
接口信号说明:$1602型LCD的接口信号说明如表3-2所示。
第1脚VSS 电源地第9脚D2双向数据线第2脚VDD +5V电源!第10脚D3双向数据线主要技术参数:1602型LCD 的主要技术参数如表3-3所示。
表3-3 1602型LCD 的主要技术参数;基本操作程序:读状态:令RS=L ,RW=L , E=H 输出:D0~D7=状态字 读数据:令RS=H ,RW=H , E=H输出:无写指令:令RS=L ,RW=L ,D0~D7=指令码,E=高脉冲 输出:D0~D7=数据 写数据:令RS=H ,RW=L , D0~D7=数据, E=高脉冲 输出:无…第四章硬件设计本系统外围电路包括键盘输入部分、密码存储部分、复位部分、显示部分、报警部分、开锁部分组成,根据实际情况键盘输入部分选择4×4矩阵键盘,显示部分选择字符型液晶显示LCD1602,密码存储部分选用AT24C02芯片来完成。
其原理图如图4-1所示。
图4-1 电路原理图键盘输入模块由于本设计所用到的按键数量较多而不适合用独立按键式键盘。
采用的是矩阵式按键键盘,它由行和列组成,也称行列式键盘,按键位于行列的交叉点上,密码锁的密码由键盘输入完成,与独立式按键键盘相比,要节省很多I/O口。
本设计中使用的这个4×4键盘不但能完成密码的输入还能作特别功能键使用。
键盘的每个按键功能在程序设计中设置。
它与单片机的连接如图4-2所示。
图4-2 键盘输入模块密码存储模块图4-3所示AT24C02的1、2、3脚是三条地址线,用于确定芯片的硬件地址。
在AT89S51试验开发板上它们都接地,第5脚和第8脚分别为正、负电源。
第8脚SDL为串行数据输入/输出,数据通过这条双向I²C总线串行传送,在AT89S52试验开发板上和单片机的连接。
第6脚SCL为串行时钟输入线,在AT89S52试验开发板上和单片机的连接。
SDL和SCL都需要和正电源间各接一个的电阻上拉。
第6脚接。
AT24C02中带有片内地址寄存器。
每写入或读出一个数据字节后,该地址寄存器自动加1,以实现对下一个存储单元的读写。
所有字节均以单一操作方式读取。
为降低总的写入时间,一次操作可写入多达8个字节的数据。
图4-3 密码存储电路复位部分单片机复位是使CPU和系统中的其他功能部件都处在一个确定的初始状态,并从这个状态开始工作。
该电路在最简单的复位电路下增加了手动复位按键,在接通电源瞬间,电容C1上的电压很小,复位下拉电阻上的电压接近电源电压,即RST 为高电平,在电容充电的过程中RST端电压逐渐下降,当RST端的电压小于某一数值后,CPU脱离复位状态,由于电容C1足够大,可以保证RST高电平有效时间大于24个振荡周期,CPU能够可靠复位。
增加手动复位按键是为了避免死机时无法可靠复位。
当复位按键按下后电容C1通过R5放电。
当电容C1放电结束后,RST端的电位由R5与R6分压比决定。
由于R5<<R6 因此RST为高电平,CPU处于复位状态,松手后,电容C1充电,RST端电位下降,CPU脱离复位状态。
R5的作用在于限制按键按下瞬间电容C1的放电电流,避免产生火花,以保护按键触电。
其电路如图4-4所示。
$图4-4 复位电路晶振部分AT89S52引脚XTAL1和XTAL2与晶体振荡器及电容C2、C3按图4-5所示方式连接。
晶振、电容C2/C3及片内与非门(作为反馈、放大元件)构成了电容三点式振荡器,振荡信号频率与晶振频率及电容C2、C3的容量有关,但主要由晶振频率决定,范围在0~33MHz之间,电容C2、C3取值范围在5~30pF之间。
根据实际情况,本设计中采用12MHZ作为系统的外部晶振。
电容取值为10pF。
其电路图如图4-5所示。
图4-5 晶振电路显示模块》显示部分由液晶显示器LCD1602取代普通的数码管完成。
开锁时,按下键盘上的开锁按键后,利用键盘上的数字键0-9输入密码,每按下一个数字键后在显示器上显示一个*,输入多少位就显示多少个*。
当密码输入完成时,按下确认键,如果输入的密码正确的话, LCD显示“DOOR OPEN”,单片机其中引脚会输出低电平,使三极管T2导通,电磁铁吸合,继电器开关跳转,电子密码锁被打开,如果密码不正确,LCD显示屏会显示“CODE WRONG”,输出的是高电平,电子密码锁不能打开。
通过LCD显示屏,可以清楚地判断出密码锁所处的状态。
电路图如图4-6所示。
图4-6 显示电路报警部分报警部分由陶瓷压电发声装置及外围电路组成,加电后不发声,当有键按下时,“叮”声,每按一下,发声一次,密码正确时,不发声直接开锁,当密码输入错误时,单片机的引脚为低电平,三极管T3导通蜂鸣器发出噪声报警。