基于单片机的带音乐电子密码锁设计

基于单片机的带音乐电子密码锁设计基于单片机的带音乐电子密码锁设计基于单片机的带音乐电子密码锁设计全文共6页，当前为第1页。【摘要】随着科技水平的发展和社会生活水平的提高，人们对日常生活中安全保险器件的要求越来越高，电子安全密码锁是基于这一要求的密码器件。目前使用的密码锁种类繁多，如指纹密码锁，红外密码锁，GPS密码锁等，各具特色。我们设计的是一款利用AT89C51单片机及一些芯片实现电子密码锁功能具有报警功能的密码锁，简单易行，成本低，适用于家庭，宾馆，办公室等场所。

【关键词】单片机；1602；24c02

0.引言

随着科技水平的发展和社会生活水平的提高，人们对日常生活中安全保险器件的要求越来越高，电子安全密码锁是基于这一要求的密码器件。目前使用的密码锁种类繁多，如指纹密码锁，红外密码锁，GPS密码锁等，各具特色。我们设计的是一款具有报警功能的密码锁，简单易行，成本低，适用于家庭，宾馆，办公室等场所。此密码锁具有输入密码，输入正确提示，输入错误指示，密码显示，密码出错报警，控制开锁的功能。具体功能如下：

密码输入：用户通过矩阵键盘输入密码后，系统自动闭锁。使用确定按键结束密码输入。

提示报警：系统使用不同的声音作为用户不同操作的提示。音乐表示密码输入正确，滴滴声表示密码输入错误。

液晶屏显示：使用1602作为显示屏，并有提示的功能。

电子锁控制：当用户密码输入正确，则显示rightopen，若密码输入错误，则系统闭锁，通过掉电复位。

1.设计思路及流程

密码所要完成用户密码输入，显示和控制报警的功能，因此可分为键盘模块，显示模块，报警模块，电子锁控制模块、电源模块和单片机模块。

各模块设计思路如下：

用户通过键盘模块输入密码和其他功能，密码设置为16位，功能键有一个，为确定键，使用单片机4X4的行列矩阵键盘。

系统使用1602作为显示屏。

报警模块用来产生报警或提示声音，有蜂鸣器和定时中断构成。

电子锁控制模块用于控制开锁或闭锁，当二极管灭时，系统正常，当二极管闪烁时，系统密码输入错误3次。

单片机模块采用AT89C52，用于接收键盘输入，控制显示，报警，电子锁等模块。

2.硬件电路设计

基于单片机的带音乐电子密码锁设计全文共6页，当前为第2页。

2.1键盘电路

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，它由行线和列线组成，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4X4键盘不但能完成密码的输入还能作特别功能键使用，比如清空显示功能等。键盘的每个按键功能在程序设计中设置。本次设计的电源由USB接口外接电源提供。

2.2显示电路

本次设计的显示电路由1602实现，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。

2.3报警电路

报警电路主要由PNP三极管和蜂鸣器构成LSI是一个5V的压电蜂鸣器，当对其1、2号引脚施加5V电压时，便会鸣叫。由图3.4可知，当输出为低电平时，三极管导通，蜂鸣器响；输出高电平时，三极管截止，蜂鸣器停止鸣叫。通过控制输入信号端输出低电平的时间长短来控制蜂鸣器长叫或短叫。

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2.4电子锁控制电路

电子锁控制电路主要由继电器、三极管、发光二极管组成。电子锁控制电路组成。

继电器线圈的一个接线端接VCC，另一端接NPN三极管的集电极。三极管的基极通过电阻接单片机的引脚。当输出高电平时，三极管导通，继电器线圈得电，触电闭合，发光二极管发光，相当于电子锁闭锁；当输出为低电平时，三极管截止，继电器线圈失电，触电释放，发光二极管熄灭，相当于电子锁闭锁。

2.5单片机电路

单片机电路主要由单片机、振荡电路和复位电路组成。

AT89C52的P0口用于输出显示器段码。P1.1口用于控制蜂鸣器鸣叫，P1.0、P1.1口用于控制EEPROM的存储设置，P2口用于控制行列矩阵键盘，P1.3口用于控制蜂鸣器的鸣叫。

2.6EEPROM存储器电路

串行EEPROM是基于I2C-BUS的存储器件，遵循二线制协议，由于其具有接口方便，体积小，数据掉电不丢失等特点，在仪器仪表及工业自动化控制中得到大量的应用。随着世界上各公司对该器件的开发，市场上推出了许多牌号的24C02器件，甚至还有一些冒牌的24C02器件，这样就使批量生产的单片机控制系统的质量出现时好时坏的问题。笔者基于单片机的带音乐电子密码锁设计全文共6页，当前为第4页。经过大量的设计实践和试验摸索找出了24C02在应用中之所以出现数据被冲掉的原因，并总结了一套保护24C02数据安全的软硬件设计方法。

3.软件设计

软件设计主要是对键盘进行扫描，根据按键控制报警电路、电子锁电路，并将结果显示。因此，整个软件分为按键子程序、显示子程序、报警子程序及主程序。

按键子程序针对硬件电路中的按键电路，扫描键盘返回用户按键值。

显示子程序针对硬件电路中的显示电路，实现数据的显示。

报警子程序针对硬件电路中的报警电路，控制蜂鸣器鸣叫。

主程序通过调用各个子程序，实现系统功能。

4.实验结果演示

电子密码锁的使用方法：

打开电源后，液晶显示屏上的第一行会显示“welcometouse！”，第二行会显示“pleaseinputpassword”，按任意键继续后，液晶屏的第一行会显示“0-inputpassword”，第二行会显示“1-changepassword”，因此有两种情况，如下：

（1）当输入为“0”时，液晶屏的第一行会显示“please基于单片机的带音乐电子密码锁设计全文共6页，当前为第5页。inputpassword”，第二行显示为空，等待键入密码值，若输入密码正确（初始密码为234567），则会有《世上只有妈妈好》的音乐流出，若输入密码不正确，前两次液晶屏会显示“wrong！retry”，还会有短促的滴滴声作为提醒，输入密码错误三次时，除了液晶屏会显示“wrong！retry”，还会有较长的滴滴声，并且系统会闭锁，只能通过断电来停止。

当输入为“1”时，液晶屏的第一行会显示“inputoldpassword”，第二行显示为空，等待键入密码值，若输入正确，则第一行会显示“inputnewpassword”，第二行同样为空，等待键入新的密码值，若输入密码错误，则会会有如同（1）的情况。

5.结束语

本设计知识一个简单的电子密码锁，很多功能还可以完善。系统可以增加密码修改功能，这样可以动态的修改密码；可以增加通信功能，当报警发生时，可以传送到监控中心，以便及时处理。

【参考文献】

[1]刘坤等.51单片机C语言应用开发技术大全[M].北京：人民邮电出版社，2008.

[2]郭天祥.新概念51单片机C语言教程[M].北京：电子工业出版社，2009.

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