基于AT89S51的多功能電子密碼鎖設(shè)計(jì)

當(dāng)前雖然許多智能鎖(如指紋辨別、IC卡識(shí)別)已相繼問(wèn)世，但這類產(chǎn)品是針對(duì)特定指紋或有效卡，只能適用于保密要求高且僅供個(gè)別人使用的箱、柜、房間等。另外，卡片式的IC卡易丟失和損壞，加上其成本較高，在一定程度上限制了這類產(chǎn)品的普及和推廣。
電子密碼鎖具有安全性能高、成本低、功耗低、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)使其作為防盜衛(wèi)士的角色越來(lái)越重要?，F(xiàn)有國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的電子密碼鎖有的是通過(guò)購(gòu)買一些產(chǎn)品模塊再開(kāi)發(fā)，不具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)；有的是自主研發(fā)的，但其功耗與成本都比較高，不具備廣泛的應(yīng)用價(jià)值。為了克服這些缺點(diǎn)，從經(jīng)濟(jì)實(shí)用角度出發(fā)，采用單片機(jī)AT89S5l與低功耗CMOS型E2PROM AT24C02作為主控器件與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器單元，設(shè)計(jì)一款可更改密碼，具有報(bào)警、實(shí)時(shí)監(jiān)控和遠(yuǎn)程管理功能的電子密碼鎖。該電子密碼鎖體積小，易于開(kāi)發(fā)、成本較低，安全性高，能將其存儲(chǔ)的現(xiàn)場(chǎng)歷史數(shù)據(jù)及時(shí)上報(bào)給上位機(jī)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)控，方便管理人員及時(shí)分析和處理數(shù)據(jù)。

1 電子密碼鎖的硬件設(shè)計(jì)
電子密碼鎖的硬件由核心處理模塊、電源管理模塊，執(zhí)行模塊和通信模塊組成，其電路結(jié)構(gòu)如圖l所示。

1．1 核心處理模塊
核心處理模塊是電子密碼鎖工作的核心，它不僅要對(duì)密碼鎖的信息進(jìn)行處理，還要負(fù)責(zé)調(diào)度各種程序穩(wěn)定的運(yùn)行并控制其他模塊，其模塊主要由單片機(jī)，鍵盤，存儲(chǔ)器，顯示電路組成。其中，單片機(jī)是核心處理模塊的核心部分，其主要任務(wù)是配合軟件來(lái)完成信息處理和記錄、控制調(diào)度其他部分正常工作、電器的控制、密碼校對(duì)和修改等工作。從電子密碼鎖功能的需要、性價(jià)比、程序的數(shù)據(jù)量和接口電路等多方面綜合考慮，本文選用ATMEL公司的AT89S51單片機(jī)作為控制器的核心。鍵盤電路的設(shè)計(jì)采用4×4行列鍵盤的形式，直接由AT89S51的Pl口的高、低字節(jié)構(gòu)成。

電路中選用AT24C02作為密碼和開(kāi)鎖信息的存儲(chǔ)器，該存儲(chǔ)器是一款具有I2C總線接口的串行EEFROM，由于AT89S51單片機(jī)沒(méi)有I2C總線接口，在電路上選用單片機(jī)的P2．2、P2．3分別與AT24C02的SCL和SDA線相連，軟件上實(shí)現(xiàn)模擬I2C總線接口。在該存儲(chǔ)器中還保存著用戶修改后的一級(jí)、二級(jí)權(quán)限密碼和最近20次開(kāi)鎖的具體時(shí)間，以及非法偷、套密碼的提示信息，用戶通過(guò)按鍵可方便的實(shí)現(xiàn)查閱。存儲(chǔ)器與單片機(jī)的連接如圖2所示。鑒于該系統(tǒng)在功能上要求實(shí)現(xiàn)密碼輸入提示、開(kāi)鎖信息的查閱、時(shí)間顯示等信息，并從低成本出發(fā)，故選用SMCl602A液晶顯示模塊作為顯示電路，其電路結(jié)構(gòu)如圖3所示。