基于單片機(jī)控制的電子密碼鎖單片機(jī)有原理圖

一、引言隨著人們生活水平的提高，如何實現(xiàn)家庭防盜這一問題也變的尤其的突出，傳統(tǒng)的機(jī)械鎖由于其構(gòu)造的簡單，被撬的事件屢見不鮮，電子鎖由于其保密性高，使用靈活性好，安全系數(shù)高，受到了廣大用戶的親呢。設(shè)計本課題時構(gòu)思了兩種方案：一種是用以AT89s51為核心的單片機(jī)控制方案；另一種是用以74LS112雙JK觸發(fā)器構(gòu)成的數(shù)字邏輯電路控制方案?？紤]到數(shù)字電路方案原理過于簡單，而且不能滿足現(xiàn)在的安全需求，所以本文采用前一種方案。二、方案論證與比較方案一：采用數(shù)字電路控制。其原理方框圖如圖1－1所示。圖2－1數(shù)字密碼鎖電路方案采用數(shù)字密碼鎖電路的好處就是設(shè)計簡單。用以74LS112雙JK觸發(fā)器構(gòu)成的數(shù)字邏輯電路作為密碼鎖的核心控制，共設(shè)了9個用戶輸入鍵，其中只有4個是有效的密碼按鍵，其它的都是干擾按鍵，若按下干擾鍵，鍵盤輸入電路自動清零，原先輸入的密碼無效，需要重新輸入；如果用戶輸入密碼的時間超過40秒（一般情況下，用戶不會超過40秒，若用戶覺得不便，還可以修改）電路將報警80秒，若電路連續(xù)報警三次，電路將鎖定鍵盤5分鐘，防止他人的非法操作。電路由兩大部分組成：密碼鎖電路和備用電源(UPS)，其中設(shè)置UPS電源是為了防止因為停電造成的密碼鎖電路失效，使用戶免遭麻煩。密碼鎖電路包含：鍵盤輸入、密碼修改、密碼檢測、開鎖電路、執(zhí)行電路、報警電路、鍵盤輸入次數(shù)鎖定電路。方案二：采用一種是用以AT89S51為核心的單片機(jī)控制方案。利用單片機(jī)靈活的編程設(shè)計和豐富的IO端口，及其控制的準(zhǔn)確性，不但能實現(xiàn)基本的密碼鎖功能，還能添加調(diào)電存儲、聲光提示甚至添加遙控控制功能。其原理如圖1－2所示。通過比較以上兩種方案，單片機(jī)方案有較大的活動空間，不但能實現(xiàn)所要求的功能而且能在很大的程度上擴(kuò)展功能，而且還可以方便的對系統(tǒng)進(jìn)行升級，所以我們采用后一種方案。三、電路的功能單元設(shè)計1．開鎖機(jī)構(gòu)通過單片機(jī)送給開鎖執(zhí)行機(jī)構(gòu)，電路驅(qū)動電磁鎖吸合，從而達(dá)到開鎖的目的。其原理如圖2－1所示。奉圖3鳴－1騾密碼麻鎖開芝鎖機(jī)繡構(gòu)示獵意圖凳當(dāng)用聰戶輸規(guī)入的哥密碼忙正確另而且革是在私規(guī)定渾的時師間（頑普通宿用戶竿要求貞在1外2s包內(nèi)輸街入正烤確的鮮密碼鵲，管窮理員緊要求明在5番s輸性入正瓣確的躁密碼驚）輸物入的雪話，努單片聾機(jī)便嚷輸出驚開門和信號潑，送愛到開蟲鎖驅(qū)慢動電原路，冷然后箭驅(qū)動查電磁虧鎖，王達(dá)到歪開門敏的目戀的。億其實字際電陜路如要圖2宴－2條所示叼。摟電路笛驅(qū)動統(tǒng)和開摧鎖兩鈔級組條成。閣由D骨5、袍R1琴、T恨10咱組成斜驅(qū)動啞電路員，其蘇中T踐10菠可以愉選擇崖普通約的小束功率菠三極殼管如蔽90領(lǐng)14踏、9崖01給8都糟可以羨滿足牙要求帥。D笨5作漿為開殖鎖的你提示糧；由屈D6犬、C索24桑、T修11物組成瞇。其摟中D律6、寒C2況4是用為了秋消除潛電磁框鎖可囑能產(chǎn)浴生的沿反向敘高電猴壓以銹及可撇能產(chǎn)改生的民電磁偽干擾血。T厭11園可選利用中蒼功率玩的三首極管攔如8牢05賓0，肅電磁諒鎖的幕選用旅要視防情況倉而定假，但座是吸估合力舒要足悉夠且丟由一箱定的飲余量莖。掉在本池次設(shè)滅計中擁，基擊于節(jié)怎省材致料的鞭原則傷，暫恨時用屯發(fā)光犯二極貓管代宇替電跪磁鎖盼，發(fā)你光管娛亮，咱表示藍(lán)開鎖董；滅鋸，表盞示沒測有開待鎖。軌眉罩滴籃2．害按鍵才電路來設(shè)計鵲由于茅設(shè)計賭要求色使用溜矩陣兇鍵盤巡，所蜓以本副設(shè)計番就采搖用行恰列式好鍵盤所，同柳時也決能減布少鍵以盤與判單片播機(jī)接租口時沖所占灑用的篩I/敢O線兄的數(shù)益目，之在按炎鍵比付較多引的時躬候，撕通常唇采用掩這樣救方法證。其姻原理泛如圖糞2－役3所歪示。恨圖3以－3酷行默列式駐鍵盤融原理今電路趕圖慈每一夢條水袍平（計行線哨）與富垂直凈線（住列線犯）的拿交叉紙?zhí)幉幌嗤ǔ?，而揀是通陽過一久個按荷鍵來羊連通晃，利鋒用這喚種行忽列式束矩陣趁結(jié)構(gòu)河只需魚要N局條行還線和奴M條咽列線芹，即祖可組擔(dān)成具緩有N蜓×M芝個按守鍵的哈鍵盤緊。采在這鴨種行求列式誠矩陣鍋鍵盤響非鍵疑盤編劉碼的粱單片怪機(jī)系演統(tǒng)中別，鍵武盤處橋理程收序首紀(jì)先執(zhí)效行等衣待按盈鍵并印確認(rèn)萌有無梢按鍵陷按下俘的程鼠序段槽。布當(dāng)確徹認(rèn)有臨按鍵當(dāng)按下學(xué)后，綠下一鑰步就年要識湯別哪溜一個曲按鍵撞按下急。對始鍵的它識別傭通常獻(xiàn)有兩續(xù)種方立法：抽一種簽是常脈用的饑逐行弊掃描涉查詢秋法；宣另一饑種是肯速度硬較快咸的線富反轉(zhuǎn)騙法。群對照愉圖2蘋－3容所示們的4漲4鍵漢盤，沈說明備線反樂轉(zhuǎn)個亂工作富原理紋。亞羊首畏先辨計別鍵懶盤中爬有無挺鍵按覽下，下有單罩片機(jī)先I/丸O口置向鍵適盤送儀全掃紫描字洲，然繪后讀漆入行赴線狀濱態(tài)來達(dá)判斷奉。方陰法是營：向竭行線胸輸出奪全掃冶描字書00筒H，弟把全隸部列援線置虧為低顛電平臨，然讀后將粥列線螞的電損平狀春態(tài)讀滑入累草加器胞A中且。如惹果有租按鍵收按下鴨，總絨會有械一根粱行線雹電平肌被拉樸至低偉電平撕從而停使行善線不藍(lán)全為也1。撕判斷賤鍵盤水中哪劍一個倒鍵被張按下跌使通僚過將救列線憤逐列紙置低歉電平妨后，清檢查裙行輸拿入狀午態(tài)來脈實現(xiàn)友的。顯方法長是：域依次拐給列蹲線送俊低電個平，過然后得查所病有行橡線狀吹態(tài)，萍如果稅全為巴1，辣則所西按下泥的鍵解不在胖此列鑼；如絹果不樸全為弟1，宮則所壓按下測的鍵副必在成此列駁，而貧且是裕在與懶零電勸平行揀線相倆交的罪交點值上的挖那個放鍵。命按鍵跨的操寄作面論板如溝圖圖椒2－搖3所露示。肆共計紅數(shù)字丘鍵1唉0個坑，功死能鍵車6個職。鍵千盤上哥還有淡3個腰指示減燈和乖一個劍蜂鳴掛器。躁圖3兔－4痛按蜘鍵操唯作面告板示怖意圖式10燕個數(shù)姿字鍵熄用來盞輸入批密碼樂，另筋外6濱個功挎能鍵隊分別防是：堪CL亭R、源EN捎、F舅1、慚F2冒、F接3、叛F4喘。其林中C自LR映鍵的聞功能敬是當(dāng)宵輸入費密碼識錯誤向的時軟候，察清除廟前面何已經(jīng)昂輸入齒的數(shù)聲據(jù)，蘆重新攀輸入愚。E抽N鍵姻的功破能是謠確認(rèn)獅輸入相的密陷碼。松F1蔑是管澡理模脊式切眼換鍵壟，當(dāng)煮用戶質(zhì)不小其心三睡次輸價入密遇碼都形沒有懂正確匠，鍵相盤被互鎖定慎，這累個時殼候就講可以麗啟動鐘管理雷模式腫，使交用管瓦理員詞的密次碼來請開門水。F席2是押用來蹈進(jìn)入臟修改掠密碼窯的狀收態(tài)。帳F3遞用來倘關(guān)閉薦顯示轎器，愧一來瓜可以筍節(jié)省負(fù)電量辟，另值外也廊可以利防止罩不法團(tuán)分子散偷窺宵密碼毅。F暈4用鹿來作滑電鈴蝶。呆上面憲的3碧個指恭示燈跑L1刑、L束2、捆L3達(dá)是用觀來指券示操群作的畜狀態(tài)世：L痰1鎖水定及修輸入磨指示擇狀態(tài)出燈，脂正常宏的情淡況下正顯示宰紅色漁，當(dāng)依鍵盤貿(mào)動作粒的時曬候，四L1菠燈開碧始閃王動，帆當(dāng)鍵闖盤處彼于鎖仿定狀道態(tài)時射，指志示燈壽也顯媽示紅畝色。絲L2辛開門帆指示堆燈，幟當(dāng)用旁戶在津規(guī)定瞎的時班間內(nèi)艷正確鹿的輸變?nèi)肓讼っ艽a懷，此清燈轉(zhuǎn)臟變?yōu)楂F綠色柳，表蔥示開構(gòu)門，雖否則疫不顯江示。晴L3寄是管每理員捧狀態(tài)內(nèi)指示辣燈，新當(dāng)按難下F販1后掏，指是示燈國自動淺點亮貨。分面板級上還乒有一史個蜂趟鳴器每，其凍中一殺個功研能是愁用來牢指示大操作的的按葉鍵是沉否在碼成功扇的按攝下；證另外出一個恐功能璃是當(dāng)潔用戶鳳輸入傾密碼爐錯誤努的次瑞數(shù)超濱過了滴3次碌，鳴睡笛以浮示報犁警。尼3．柄顯示柄電路慕設(shè)計鍵本系櫻統(tǒng)設(shè)唇計的企顯示露電路細(xì)是為朱了給危使用豆者以找提示譜而設(shè)敏置的列。考攏慮到噸為了違節(jié)約討單片斷機(jī)的慌口資浮源，容本系想統(tǒng)的拌顯示韻采用洽串行柏顯示勿的方損式，廊只使趴用單壁片機(jī)荷的兩濤個串構(gòu)行口自，就帳可以素完成聚單片趟機(jī)的猴顯示圾功能爆，顯芽示電展路的非電路沃原理連圖如維圖2仍－5存所示綁。呢電路暑設(shè)定拴：當(dāng)掀程序慨檢測睛在5碗分鐘骨內(nèi)沒膝有按果鍵操唉作的葬時候毯，就專關(guān)閉秩顯示稼。這緞個功叫能使辨用程憑序來陳實現(xiàn)購的，柏一旦倚沒有詳按鍵絡(luò)動作堅就啟喜動一疾個定腐時器她，檢疏測在口5分昌鐘內(nèi)鋒沒有約按鍵穗動作點的時直候，嶺啟動態(tài)一個藥程序慣，關(guān)棋閉顯銀示，戰(zhàn)這樣刻可以號達(dá)到芝節(jié)省跨電能銷的目恐的。逝從單暈片機(jī)枝串口忌輸出旅的信恒號先挎送到覺左邊申的移爸位寄寬存器顆（7紋4H孕C1眨64藥）,另由于塞移位剃脈沖晴的作笨用，控使數(shù)壺?fù)?jù)向買右移誠，達(dá)示到顯礎(chǔ)示的鋼目的塑。移杯位寄耽存器屯74胖HC猜16薪4還閉兼作禿數(shù)碼斜管的鏡驅(qū)動累，插凳頭1艱（h節(jié)ea下de請r1負(fù)）接章電源銜，插乖頭2濱（h則ea遵de強(qiáng)r2時）接蘆數(shù)據(jù)誤和脈棵沖輸?shù)A出端支。電候路中男的三乳個整劈流管豈D1腫~D拘3的甩作用倉是降惰低數(shù)窗碼管明的工辰作電睬壓，貨增加水其使慧用壽李命。喝病左齊帆犁受降樹逮屑協(xié)錫萬圖傲3－周5筒顯示麻器原俘理圖六4．公AT國24告C異02佳掉電根存儲誠單元搞的設(shè)唱計鴿掉電附存儲疏單元攪的作問用是社在電義源斷塑開的媽時候招，存陜儲當(dāng)須前設(shè)鉆定的美單價朋信息辟。A隆T2蜓4C略02者是A刪TM蔽EL厭公司飾的2只KB林字節(jié)帶的電登可擦營除存彈儲芯爛片，盈采用步兩線朵串行肅的總葛線和睡單片幼機(jī)通齒訊，物電壓勇最低磚可以付到2儉.5免V，巷額定原電流資為1別mA舊，靜渣態(tài)電燒流1給0U設(shè)a(挺5.曲5V由)，悠芯片腿內(nèi)的洗資料朗可以捎在斷忠電的快情況饞下保副存4影0年如以上似，而疲且采戴用8破腳的薦DI岔P封餃裝，笛使用允方便抄。其出電路默如圖碌2－孕5所該示。模圖3盟－7搶掉啄電存痛儲電蔽路原罩理圖憐圖中狼R8席、R董10啄是上廳拉電鎮(zhèn)阻，誘其作軌用是非減少林AT繳24施C0排2的掩靜態(tài)匙功耗物，由士于A宅T2蠻4C神02駁的數(shù)則據(jù)線竹和地渴址線喇是復(fù)架用的買，采再用串康口的耗方式塑傳送兔數(shù)據(jù)熟，所咐以只晝用兩寬根線豆SC宅L（多移位知脈沖蜂）和制SD每A（字?jǐn)?shù)據(jù)炊/地貪址）東與單刑片機(jī)丈傳送醉數(shù)據(jù)龜。抄每當(dāng)電設(shè)定呆一次層單價寶，系端統(tǒng)就仰自動堪調(diào)用善存儲歲程序啟，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