智能密码锁的设计 - 图文(8)

陕西理工学院毕业论文

附录B 中文翻译

电子数字密码锁

[摘要]目前，带有报警功能的键盘电子锁正在逐渐取代传统机械锁，它克服了传统机械锁保密性

和可靠性差的缺点。键盘电子锁在技术和性能方面都取得了巨大的进步。本文介绍了一种基于芯片AT89S51开发的远程遥控电子锁。这种锁有两个输入设备，一个是安装在锁上的4*3的矩阵键盘，另一个是同样带有4*3的矩阵键盘的远程控制器。我们可以使用其中的任何一个开锁和修改我们设置的密码。在本次设计中，我采用红外线作为传输中介，因为红外线有着很强的抗干扰能力，能够稳定的传输信息。

[关键词]-单片机 电子锁 红外遥控 LCD1602. 一 、简介

该设计是基于单片机，使用4*3的矩阵键盘和红外远程控制器作为输入，LCD1602可以显示当你操作步骤时的一些信息。该设计也可以实现密码修改和报警。当要求重设密码时，必须确保输入的密码是正确的，否则会发出声音来提醒你密码是错误的。在此次设计中，我设定密码为6位，就像银行ATM机上的密码一样。如果你想开锁的话就必须输入正确的密码。

二、设计框架

该设计包括六个模块：主控制器模块，LCD1602模块，4*3键盘模块，红外遥控模块，报警模块，模拟开锁模块。

主控制器模块：一个低功耗，高性能CMOS的8位单片机。它使用的是ATMEL公司高密度，非易失性存储技术，与标准指令系统兼容的51单片机。一个8位通用中央处理单元和ISP Flash存储单元集成在这个芯片上。

LCD模块：LCD1602是一个字符液晶显示模块，是一种用来显示字母，数字，符号等等的点阵LCD。考虑到经济和实际因素，采用LCD1602足以满足字符显示上的要求。

4*3键盘模块：由于单片机的I/O口是有限的，所以用矩阵键盘实现电路。这样，我们可以在键盘上设计足够多的按钮而不用占用单片机过多的端口。 红外遥控模块：该设计采用一种通用电视机遥控设备作为输入设备，该设备可以提供一个 广泛的红外编码格式，所以我们使用 编码脉冲宽度调制的格式。 报警模块：该设计中，使用蜂鸣器报警。单片机通过P3.2口输出一个驱动的音频扬声器方波脉冲。

图1 该设计的框架

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解锁指令：在本设计中，我选择使用LED 灯光来模拟开锁情况。当我们输入密码后，LED灯亮代表锁打开。

矩阵键盘设计

矩阵键盘工作原理：竖直线通过电阻接+5V电源，当没有按下按键时，竖直线都处于高电平，否则将和按下按键所在的水平线处于同样的状态。开始，水平线处于低电平。当我们检查竖直线的状态有变化时，说明有按键被按下，此时我们记下P2.4口到P2.6口的状态，然后我们依次使P2.0口至P2.3口为高电平，同时检查P2.4口至P2.6口变化情况，当有变化，我们记下此时P2.0口至P2.3口的状态。这样，我们能知道哪个按键被按下，因为我们已经记下了P2.0口至P2.6口的状态。不同的键有不同编码格式，键盘处理情况如下：首先确定是否有按键按下，然后确定哪个键被按下，再通过程序获得键码信息。

红外遥控设计

1）LC7461简介

目前，有很多芯片用来传输红外线，根据编码格式被分为两个主要类别：PWM和PPM。这里我们选择了比较容易调制的，PWM系列的LC7461芯片。当红外遥控按钮被按下时，它会发送包含编码格式信息的信号。该信号有如下特征：PWM脉宽0.56ms，间隔0.56ms，以1.12ms为一个周期，代表二进制“0”。PWM脉宽0.56ms，间隔1.68ms，以2.24ms为一个周期，代表二进制“1”。上面所提到的“0”和“1”由42位二进制码组成，包含在二次发射的38kHz的调制频率中，用来提高效率并降低功耗，然后通过红外二极管发射出去。 2） 红外接收器

红外接收器是包含接收，放大和整形一些列功能的集成元件，无需任何外部元件，与需要用TTL电平的所有工作兼容，它适合各种红外线遥控和红外信号传输。红外接收器通过中断方式将解调过的信号传送给单片机AT89S51。注意：当没有红外信号时，输出端是高电平，所以我们接收到的信号和之前发送出去的信号是相反的。 3）红外信号的解码

当我们接收到一个包含同步开始的9ms低电平和4.5ms高电平的信号时，这提示我们准备解码。解码关键是如确定“0”和“1”。根据信号的组成，“0”和“1”都定义为0.56ms低电平开始，唯一的区别是它们高电平的宽度不一样。“0”是0.56ms，“1”是1.68ms。所以我们延迟0.9ms比较当前电平，以识别该信号。流程图如下 ：

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图4 解码流程图

4）红外遥控器的工作过程

红外发射/接收控制电路使用单片机AT89S51来实现，该电路非常简单，采用可选择的输出控制方法并且非常实用。该系统具体的工作过程如下：

发射：首先，把来自串行传输口P3.1的数据传送回P1.1口进行内部调制，再从P1.2口发送出去，然后通过红外线发光二级管发射出去，发射距离为10米左右。

接收：红外接收头与发射器配合使用，发射数据至串行端口3.0，然后系统确认发射的数据是否与获得的数据一致，是则开锁，不是则不开锁。

主电路设计

根据分析的设计,单片机电子密码锁电路如上图所示。P0口连接LCD1602的8位数据总线，同时P0口被连接到共阳的8位端口数码管，P0.1口选通LED端口指示灯。P2口访问矩阵键盘电路，P2.5，P2.6和P2.7口分别接LCD1602的RS,RW,E端口。蜂鸣器报警信号由P3.2口输出。

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图5 主电路的设计

三、结果

根据该设计，操作结果如下图所示： 图6 解锁画面

当我们想重设密码时，首先，系统会检查我们所输密码是否确。如果密码正确，我们可以进行下一步，否则系统会发出警告。 图7 修改密码画面 图8 重设密码画面

图6、7、8显示画面

四、小结

在本文中，一个红外遥控电子密码锁被设计和采用了，它的主要技术指标有：锁的成功开启，密码

存储，用户密码的有效保护，输入密码错误能否自动报警，机器键盘的解锁，遥控解锁和一些其它的功能。因为在这个锁的系统中使用了红外遥控功能，所以有许多优点：红外发射器使用的是发光二极管，该红外发射器易操作并且便宜；当信号被传输时，使用数字信号编码调制以提高抗干扰能力；误操作少，低功耗，除此之外还包括其它的优点，比如红外传输响应快，传输效率高，操作性能稳定可靠。基于上

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述这些优点，这种锁可以被广泛应用于民用门和仓库门。

在当今信息时代，在我看来该设计可以在我们的日常生活中发挥重要的作用，今后电子锁会取代传统的机械锁，尽管它有需要改善的方面，所以我还将进一步的研究来改善它的功能。

致谢

在此我们想感谢一些匿名的读者，感谢他们仔细的阅读以及他们提出的许多有益的建议和指正。该

课题也得到了国家十一五科技项目（2007BAK34- B04），中国国家自然科学基金（60704042）和厦门大学985信息项目创新工程（2004-2007)的大力支持。

原文来源：

[1]广飞，单片机C语言程序设计实例指南。 [M]。北京：北京航空航天大学出版社北京工业大学。 [2]周静， PROTEUS基于单芯片系统和电路设计与仿真。 [M]。北京：Aeron- autics航天大学出版社北京工业大学。

[3]韩之俊，单芯片设计应用 - 入门指南和设计实例。 [M]。机械工业出版社。 [4]傅夹菜，单片机技术在实践中。 [M]。化学工业出版社。 [5]彭伟，黄克，雷刀中，典型的单芯片系统设计实例。 [M]。北京：电子工业出版社。 2006：299-323。 [6]郑渊洁，原理及单片机的应用。 [M]。北京：中国机械工业出版社0.2005：45-51。 [7] C51编译器用户指南[M]。的Keil Elektronik公司有限公司。Keil软件中.Inc.2000。

[8] Atmcl公司，8位微控制器With4K字节的系统内可编程闪存。[M] .AtmeICorporation 0.2001。 [9] MCS-5L系列单芯片微型计算机用户的mnual的。[M] 0.1981

[10] Fenzl亨氏，Kliner阿洛伊斯。电子门锁系统：方便和安全。杂志文章。 1987年，22（4）：150-153。

[11]永雄潘，何莎，刘襄阳。电子线路CAD实用教材。 [M]。西安：西安电子科技大学出版社company.2001。

[12]乌尔拉赫曼，埃贾兹。简单的电子锁采用单晶体管电路。杂志文章。 2003，51（11）：67。

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