基于单片机的密码锁设计

1引言

1.1 设计背景与意义

随着社会的不断发展，技术也在不断地改革创新，单片机也是这样，由最开始的体型硕大，功能简单，成本高等到现在的体型越来越小巧，功能强大，成本也低。单片机的应用在我们的生活当中也随处可见，比如电视机里集成了很多的芯片和元器件，洗衣机也是，外面有很多按键，这些都是由单片机控制着，你按哪个键，洗衣机就能运作它相应的操作，各个模块有条不絮的分工运行，但是又是组合到一起听从单片机的指令来运作的。单片机就相当于我们人类的大脑一样，控制着其它各个模块的运转。单片机在我们的生活中扮演者不可或缺的角色。本设计利的目的是用单片机和一些电子元器件结合实现我们需要的功能，来提高我们的实际动手能力和更好的了解它们的工作原理。

本设计是基于单片机的密码锁，众所周知，以前的铁锁构造笨拙简单，安全性能低，常常让别有用心的不法分子用一根细小的铁丝就开锁了，给人民带来不少的苦恼与麻烦。而且，平时携带或者保管钥匙也不方便。故而，无论从哪方面来看，设计出一种直接在门上输入密码的密码锁就显得十分的重要了，它主要是通过单片机来控制的，然后通过显示屏来传达密码锁的状态，非常的安全可靠，也意味着人类结束了几千年来的用钥匙去开锁的划时代进步。

1.2 技术的发展历史与现状

尤其是近些年来科学技术的不断飙升，密码锁经历了由复杂到简单、大型到小型、笨拙再到智能的发展历史。随着技术的上升，很多微处理器的出现，越来越精密的高端密码锁也出现了。比如以前的密码锁很大，占用空间也大，也会导致更高的成本，现在很多的酒店都是使用刷开来解锁的，高档小区大多使用指纹解锁。而单片机的功能月越来越多，不像8051，即使没电了，密码锁中的数据照样保存下来。

也就像这所说的一样，由于锁的不断改革更新，它的识别方式也有很多，直接用钥匙陪伴了人们几千年，最早的改变就是通过按键来解锁，然后用遥控器来进行的红外控制解锁，再到现在普遍通用的IC卡来解锁以及用指纹来解锁。由于指纹解锁的工作 原理是这系统里有成千上万个感应元件，能够精确的记录我们手指的纹路然后反馈给系统中，和原先系统里导入的指纹作对比来判断是否是该人的指纹。而红外遥控密码锁的原理就是系统内部的芯片接受遥控器发出的红外信号来进行解码，从而来判断密码是否正确。按键式的密码锁就是矩阵键盘，输入密码后，系统把检测到的按键返回给主程序来判断按下的键是多少，输入完后，系统会把改密码和原始密码比较，进而来判断输入密码是否正确。

当然，显示方面也越来越先进了，最开始用指示灯；然后是数码管来显示，到现在的普遍用液晶显示屏来表达信息的状态。

以上分析了近些年来各种密码锁的原理和优缺点，现在我们今天就来设计一个由51单片机系统的矩阵按键密码锁，然后用液晶显示器来显示密码锁的开关状态和其它信息。

1.3设计内容及要求

本设计以单片机作为密码锁的核心，通过单片机检测到的按键返还给主程序来判断按下的值是多少，然后由液晶显示屏来显示密码锁的开关状态。

2系统方案论证与选择

2.1系统方案总体设计

本设计研究的是输入按键式的电子密码锁，他的外部系统由矩阵键盘，液晶显示器，报警电路等部分组成。整个系统使用STC89C51单片机作为核心控制器，使用矩阵键盘进行密码的输入以及好多其他的附加功构成的基本电路。使用液晶显示器来表达密码锁的此刻的状态。整个系统使用keil软件进行程序的开发，程序使用C语言进行编写。

作用原理就是：用矩阵键盘数字0~9和字母a~f来输入代表当前所设定的密码。如果输入密码正确，屏幕会出现”password is ture”等英文信息指示，如果输入密码错误则屏幕出现”passwordis error”错误信息指示。当然了，如果要是密码输入错误，同时报警器会发生响铃。

2.2系统总体框图

该密码锁的核心部分就是STC89C51，使用Keil软件来编写程序，然后导入到单片机内运行，使用液晶显示器来表达密码锁此时的状态，整个过程使用Proteus软件仿真，这样多次试验成功后可以直接在实验室利用元器件焊接而成，避免一次次的修改。单片机的其中8个引脚控制16位的按键，一旦检测到有按键按下时，系统会检测单片机引脚的电平返还给系统从而判断输入的值是多少。

系统总体设计框图如图2.1：

file:///C:/Users/DELL/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.jpg

图2.1  系统框图