密码锁控制系统的策划

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作者：黄利平 单位：珠海市高级技工学校

利用AT89LS52的内部定时器，使其工作在计数器模式MODE1下，改变计数值THO及TL0以产生不同频率，再将该频率信号自单片机系统的外部中断0(INT0)输出至功率放大器（本电路采用LM386）驱动喇叭，用这种方法即可产生各种音乐，其电路如图2所示。矩阵键盘的设计由于设计要求使用矩阵键盘中的行列式键盘，该设计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。其具体电路如图3所示。在行列式键盘中，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。液晶显示电路的设计该模块的显示电路是为了给使用者以提示而设置的。考虑到现代密码锁的显示需求，另一方面为了节约单片机的接口资源，本系统采用液晶显示的方式，只使用单片机的10个管脚就可以完成单片机的显示功能，显示电路的电路原理图如图4所示。

掉电存储电路的设计掉电存储电路的作用是在电源断开的时候，存储当前设定的开锁信息。本系统采用AT28C16芯片达到掉电存储的功能，AT28C16芯片可执行电擦除、可编程、有记忆的并行EEPROM存储芯片，它采用两线并行的总线和单片机通讯，芯片内的资料可以在断电的情况下保存。在利用+5V电压清除EEPROM时，通常不需要设置单独的清除操作，而是在写入的过程中自动清除即可。其具体电路如图5所示，AT28C16芯片的8位数据端口、控制端口OEWE（CE接地）分别与单片机的P0口、读写数据控制信号RD、WR相连，从而构成掉电保护存储电路。每当设定一次开锁信息时，系统就自动调用存储程序，将开锁信息保存在芯片内；当系统重新上电的时候，自动调用读存储器程序，将存储器内的开锁信息，读到缓存单元中，供主程序使用。密码锁的电源电路设计本系统使用了两种供电方式，一种是使用9V的电池供电；还有一种是使用9V稳压电源供电。第一种方法是把9V的电压经过半波整流，7805稳压到5V送往电子切换电路。第二种方法是把220V市电通过变压器降压成9V的直流电，再经过半波整流，7805稳压到5V送往电子切换电路，其具体电路图如图6所示。

智能密码锁控制系统的软件设计主要分为以下几个模块。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。2.键盘扫描及识别子程序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。3.掉电存储服务程序在程序一开始就把存储在AT28C16中的数据读到RAM中，然后与输入的密码相比较。当修改密码的时候，需要把修改后的密码先保存到AT28C16中，在需要时，再从中提取。4.显示子程序由于是液晶显示数据，所以先对液晶进行初始化，然后再将相应的数据通过数据线传送给液晶，使其显示相应的数据和字符。在每执行一个功能，都有相应的字符显示在液晶上，密码在规定的时间内输入错误次数超过3次，则锁定显示子程序的状态。

系统调试过程分为三大部分：硬件调试，软件调试，软件和硬件联调。电路先按模块逐个调试，各模块调试成功后再进行联调。软件程序则先在最小系统板调试，通过后再进行软、硬件联调。1.硬件调试（1）在简单的复位电路中，干扰易串入复位端，在大多数情况下不会造成单片机的错误复位，但会引起内部某些寄存器的错误复位，所以我们采用在RESET引脚上接上一个去耦电容。为了操作上的方便，我们采用了开机复位和按钮复位两种复位方式。（2）为了节省89C52的引脚，我们把74LS373和28C16的片选端都直接接地了，还在提示灯控制电路部分采用了74HC393（二--四译码器）。（3）为了使音乐更和谐、悦耳，我们采用两个喇叭和其他一些辅助元件构成。2.软件调试本系统的软件系统采用汇编语言编写，调试也是分模块进行，各个模块程序调试好后，通过调用子程序的方法，进行整体程序的合并，这样程序结构明了，出错概率较小。3.软、硬件联调将软件与硬件电路连接好，然后把程序写入单片机，先调试控制系统的各个模块电路，确认成功后，再进行整体调试，按照智能密码锁使用时的具体操作步骤执行。正常运行时，智能密码锁控制系统效果图如图7所示。

随着科技的进步，锁具已经发展到了磁性锁、电子锁、激光锁、声控锁等等。在传统钥匙的基础上，加了不同磁场，不同声音，不同声波，不同光束光波，不同图像（如指纹、眼底视网膜等）来控制锁的开启。从而大大提高了锁的安全性。但盗贼的偷盗手段同样也变得高明，在今后我们仍需要利用新技术、新方法研制更加安全可靠的锁具，才能让不法之徒无从下手，人民的财产安全才能有更大的保障。