CN202347950U

CN202347950U - 基于单片机的电子密码锁

Info

Publication number: CN202347950U
Application number: CN201120526774XU
Authority: CN
Inventors: 李英梅; 黄玉妍; 邵晶波; 王建华; 夏伟宁
Original assignee: Harbin Normal University
Current assignee: Harbin Normal University
Priority date: 2011-12-15
Filing date: 2011-12-15
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2021-12-15

Abstract

基于单片机的电子密码锁，涉及一种电子密码锁。它是为了解决现有的采用数字电路控制的电子密码锁的控制准确性差，以及功能扩展能力低的问题。它的矩阵键盘控制电路的键盘信号输出端与单片机的键盘信号输入端连接；单片机的键盘锁定信号输出端与键盘锁定控制电路的键盘锁定信号输入端连接；单片机的键盘开锁信号输出端与键盘开锁控制电路的键盘开锁信号输入端连接。本实施方式适用于需要进行安全防范的场合。

Description

基于单片机的电子密码锁

技术领域

本实用新型涉及一种电子密码锁。

背景技术

随着科学技术的不断发展，人们对日常生活中的安全保险器件的要求越来越高。为满足人们对锁的使用要求，增加其安全性，用密码代替钥匙的密码锁应运而生，密码锁具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等优点。在安全技术防范领域，具有防盗报警功能的电子密码锁逐渐代替传统的机械式密码锁，克服了机械式密码锁密码量少、安全性能差的缺点，使密码锁无论在技术上还是在性能上都大幅提高。

目前，大多数电子智能锁(指纹识别、IC卡辨认)是针对特定的指纹和有效卡，只能适用于保密要求的箱、柜、门等。而且指纹识识别器若在公共场所使用存在容易机械损坏，IC卡还存在容易丢失、损坏等特点。加上其成本较高，一定程度上限制了这类产品的普及和推广。鉴于目前的技术水平与市场的接收程度，电子密码锁是这类电子防盗产品的主流。

目前，电子密码锁主要是采用数字电路控制，其原理框图如图1所示。采用数字密码锁电路的优点是设计简单，用以74LS112双JK触发器构成的数字逻辑电路作为密码锁的核心控制，共设了9个用户输入键，其中只有4个是有效的密码按键，其它的都是干扰按键，若按下干扰键，键盘输入电路自动清零，原先输入的密码无效，需要重新输入；如果用户输入密码的时间超过40秒(一般情况下，用户不会超过40秒，若用户觉得不便，还可以修改)电路将报警80秒，若电路连续报警三次，电路将锁定键盘5分钟，防止他人的非法操作。电路由两大部分组成：密码锁电路和备用电源(UPS)，其中设置UPS电源是为了防止因为停电造成的密码锁电路失效。但是这种电子密码锁的控制准确性较差，功能扩展能力较低。

实用新型内容

本实用新型是为了解决现有的采用数字电路控制的电子密码锁的控制准确性差，以及功能扩展能力低的问题，从而提供一种基于单片机的电子密码锁。

基于单片机的电子密码锁，它包括单片机、矩阵键盘控制电路、键盘锁定控制电路和键盘开锁控制电路；所述矩阵键盘控制电路的键盘信号输出端与单片机的键盘信号输入端连接；单片机的键盘锁定信号输出端与键盘锁定控制电路的键盘锁定信号输入端连接；单片机的键盘开锁信号输出端与键盘开锁控制电路的键盘开锁信号输入端连接。

它还包括延时报警控制电路，所述延时报警控制电路的报警信号输出端与单片机的报警信号输入端连接。

掉电存储电路，所述掉电存储电路存储信号输入端与单片机的存储信号输出端连接。掉电存储电路是型号为AT24C02的存储电路。

它还包括串口显示电路，所述串口显示电路的显示信号输入端与单片机的显示信号输出端连接。

它还包括指示电路，所述指示电路的指示信号输入端与单片机的指示信号输出端连接。

矩阵键盘控制电路为4×4矩阵键盘电路。

单片机是型号为AT89C51的单片机。

有益效果：本实用新型采用单片机实现电子密码锁的电路控制，控制准确性高，功能扩展能力强。

附图说明

图1是现有采用数字电路控制的电子密码锁的原理示意图；图2是本实用新型的原理示意图；图3是具体实施方式七中4×4矩阵键盘的电路连接示意图；图4是具体实施方式一中键盘扫描流程示意图；图5是具体实施方式五的LED显示流程示意图；图6是具体实施方式二的密码比较和报警流程示意图。

具体实施方式

具体实施方式一、结合图2说明本具体实施方式，基于单片机的电子密码锁，它包括单片机1、矩阵键盘控制电路2、键盘锁定控制电路3和键盘开锁控制电路4；所述矩阵键盘控制电路2的键盘信号输出端与单片机1的键盘信号输入端连接；单片机1的键盘锁定信号输出端与键盘锁定控制电路3的键盘锁定信号输入端连接；单片机1的键盘开锁信号输出端与键盘开锁控制电路4的键盘开锁信号输入端连接。

本实施方式中的矩阵键盘控制电路2采用行列式键盘，该键盘能够减少键盘与单片机接口时所占用的I/O线的数目。其原理：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，N和M均为正整数；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。

反转法的工作原理为：首先辨别键盘中有无键按下，有单片机I/O口向键盘送全扫描字，然后读入行线状态来判断。具体方法是：向行线输出全扫描字00H，把全部列线置为低电平，然后将列线的电平状态读入累加器A中。如果有按键按下，总会有一根行线电平被拉至低电平从而使行线不全为1。判断键盘中哪一个键被按下使通过将列线逐列置低电平后，检查行输入状态来实现的。方法是：依次给列线送低电平，然后查所有行线状态，如果全为1，则所按下的键不在此列；如果不全为1，则所按下的键必在此列，而且是在与零电平行线相交的交点上的那个键。

具体的功能设计如表1：

表1：

按键	键名	功能说明
			1-9键	数字键	输入密码
*键	重设密码键	设定新密码
			D键	确定键	比较密码
#键	清除键	使显示器清零

本实施方式的键盘开锁控制电路4中采用发光二极管代替电磁锁，发光二极管亮，表示开锁；发光二极管灭，表示没有开锁。本实施方式中的键盘扫描流程如图4所示。

具体实施方式二、本具体实施方式与具体实施方式一所述的基于单片机的电子密码锁的区别在于，它还包括延时报警控制电路5，所述延时报警控制电路5的报警信号输出端与单片机1的报警信号输入端连接。

本实施方式中，延时报警控制电路5采用压电式蜂鸣器实现。密码比较和报警流程如图6所示。

具体实施方式三、本具体实施方式与具体实施方式一或二所述的基于单片机的电子密码锁的区别在于，它还包括掉电存储电路6，所述掉电存储电路6存储信号输入端与单片机1的存储信号输出端连接。

具体实施方式四、本具体实施方式与具体实施方式三所述的基于单片机的电子密码锁的区别在于，掉电存储电路6是型号为AT24C02的存储电路。

具体实施方式五、本具体实施方式与具体实施方式一、二、三或四所述的基于单片机的电子密码锁的区别在于，它还包括串口显示电路7，所述串口显示电路7的显示信号输入端与单片机1的显示信号输出端连接。

本实施方式中的串口显示电路7采用LED显示电路，它为了给使用者以提示而设置的。本系统的显示采用串行显示的方式，只使用单片机的一个串行口，利用74LS247驱动数码管发光显示数码和74LS138控制位选信号，就可以完成单片机的显示功能，实现流程如图5所示。

采用单片机的P0.0至P0.3端子连接74LS247的A，B，C，D四个端子，74LS247的输出端子接LED的七段显示；而P0.4至P0.6接74LS138的A，B，C三个输子，74LS138的输出口接LED的位显示。通过软件实现数字和位控制。用74LS247可以控制输出什么字型。74LS247的逻辑功能表如表2：

表2：

用74LS138控制位循环显示，其逻辑功能表如表3：

表3：

C	B	A	Y1	Y2	Y0	Y3	Y4	Y5	Y6	Y7
											0	0	0	0	1	1	1	1	1	1
0	0	1	1	0	1	1	1	1	1	1
											0	1	0	1	1	0	1	1	1	1	1
0	1	1	1	1	1	0	1	1	1	1
											1	0	0	1	1	1	1	0	1	1	1
1	0	1	1	1	1	1	1	0	1	1
											1	1	0	1	1	1	1	1	1	0	1
1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	0

具体实施方式六、本具体实施方式与具体实施方式五所述的基于单片机的电子密码锁的区别在于，它还包括指示电路8，所述指示电路8的指示信号输入端与单片机1的指示信号输出端连接。

具体实施方式七、结合图3说明本具体实施方式，本具体实施方式与具体实施方式一、二、四或六所述的基于单片机的电子密码锁的区别在于，矩阵键盘控制电路2为4×4矩阵键盘电路。

具体实施方式八、本具体实施方式与具体实施方式七所述的基于单片机的电子密码锁的区别在于，单片机1是型号为AT89C51的单片机。

本实施方式采用ATMEL公司的AT89C51实现基于单片机实现电子密码锁的设计，其主要功能有：

(1)密码通过键盘输入，若密码正确，则将锁打开。

(2)报警、锁定键盘功能。密码输入错误数码显示器会出现错误提示，若密码输入错误次数超过3次，蜂鸣器报警并且锁定键盘。

电子密码锁的设计主要由三部分组成：4×4矩阵键盘接口电路、密码锁的控制电路、输出八段显示电路。另外系统还有LED提示灯，报警蜂鸣器等。

密码锁设计的关键问题是实现密码的输入、清除、更改、开锁等功能：

1)密码输入功能：按下一个数字键，一个“-”就显示在最右边的数码管上，同时将先前输入的所有“-”向左移动一位。

2)密码清除功能：当按下清除键时，清除前面输入的所有值，并清除所有显示。

3)开锁功能：当按下开锁键，系统将输入与密码进行检查核对，如果正确锁打开，否则不打开。

具体功能实现如下：

输入密码用矩形键盘，包括数字键和功能键。

LED数码管显示输入密码，用74JS247驱动数码管发光显示数码，用74LS138控制各位显示器分时进行显示。

用发光二极管代替开锁的电路，发光表示开锁。

输入密码错误次数超过3次，系统报警。

打开电源后，显示器显示“000000”，设原始密码为“123456”，只要输入此密码便了开门。这样可预防停电后再来电时无密码可用。

按“C”键，清除显示器为“000000”。

欲重新设定密码，先输入密码“*”。

输入密码，再按“D”键。若密码与设定密码相同，则开门。否则显示器清为“000000”。本实施方式的控制准确性高，功能扩展能力强，与传统的数字电路密码锁相比，本实施方式不但能实现所要求的功能而且能在很大的程度上扩展功能，而且还可以方便的对系统进行升级。

Claims

1.基于单片机的电子密码锁，其特征是：它包括单片机(1)、矩阵键盘控制电路(2)、键盘锁定控制电路(3)和键盘开锁控制电路(4)；所述矩阵键盘控制电路(2)的键盘信号输出端与单片机(1)的键盘信号输入端连接；单片机(1)的键盘锁定信号输出端与键盘锁定控制电路(3)的键盘锁定信号输入端连接；单片机(1)的键盘开锁信号输出端与键盘开锁控制电路(4)的键盘开锁信号输入端连接。

2.根据权利要求1所述的基于单片机的电子密码锁，其特征在于它还包括延时报警控制电路(5)，所述延时报警控制电路(5)的报警信号输出端与单片机(1)的报警信号输入端连接。

3.根据权利要求1或2所述的基于单片机的电子密码锁，其特征在于它还包括掉电存储电路(6)，所述掉电存储电路(6)存储信号输入端与单片机(1)的存储信号输出端连接。

4.根据权利要求3所述的基于单片机的电子密码锁，其特征在于掉电存储电路(6)是型号为AT24C02的存储电路。

5.根据权利要求1、2或4所述的基于单片机的电子密码锁，其特征在于它还包括串口显示电路(7)，所述串口显示电路(7)的显示信号输入端与单片机(1)的显示信号输出端连接。

6.根据权利要求5所述的基于单片机的电子密码锁，其特征在于它还包括指示电路(8)，所述指示电路(8)的指示信号输入端与单片机(1)的指示信号输出端连接。

7.根据权利要求1、2、4或6所述的基于单片机的电子密码锁，其特征在于矩阵键盘控制电路(2)为4×4矩阵键盘电路。

8.根据权利要求7所述的基于单片机的电子密码锁，其特征在于单片机(1)是型号为AT89C51的单片机。