一種簡(jiǎn)單的基于51單片機(jī)的電子密碼鎖設(shè)計(jì)

1 單片機(jī)電子密碼鎖的背景和設(shè)計(jì)特點(diǎn)

在高科技迅速發(fā)展的今天，人們已經(jīng)發(fā)明了密碼鎖、電子鎖和激光鎖等多種形式。這些鎖在傳統(tǒng)鑰匙的基礎(chǔ)上，利用磁場(chǎng)、聲波和光束等多種方式來控制鎖的開啟和關(guān)閉，從而有效地增強(qiáng)了鎖的安全性，保護(hù)了人們的生命財(cái)產(chǎn)和安全，有效地防止盜賊的光顧。

單片機(jī)又稱為單片微電腦或者單片微型計(jì)算機(jī)，它有效的集合了中央處理器、只讀存儲(chǔ)器、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器和輸入輸出端口等計(jì)算機(jī)功能部件。計(jì)算機(jī)體積龐大，不易攜帶，導(dǎo)致單片機(jī)的應(yīng)運(yùn)而生，電子密碼鎖就是在單片機(jī)的外部接上簡(jiǎn)單的電路，人為的寫入程序來完成其核心部分，這樣不僅能夠縮小鎖的體積還能夠降低成本，保持精度，并且能夠有效的升級(jí)和改善電子密碼鎖。

2 單片機(jī)密碼鎖的系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 單片機(jī)密碼鎖系統(tǒng)的總設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖

2.2 單片機(jī)開鎖機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

單片機(jī)開鎖機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)是將單片機(jī)送入開鎖執(zhí)行的機(jī)構(gòu)，促使電路驅(qū)動(dòng)和電磁鎖吸合，進(jìn)而開鎖。本文設(shè)計(jì)的電子鎖通過P3.0 來接入三極管進(jìn)而驅(qū)動(dòng)繼電器來打開電磁閥線圈進(jìn)而實(shí)現(xiàn)開門和關(guān)門。

根據(jù)上面的圖形可知，當(dāng)用戶在規(guī)定的時(shí)間和輸入次數(shù)內(nèi)輸入的密碼正確時(shí)，單片密碼鎖便輸出開門的信號(hào)，將信號(hào)傳送到驅(qū)動(dòng)開鎖的電路，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)電磁鎖，實(shí)現(xiàn)開門。

2.3 單片機(jī)密碼鎖系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)

本文設(shè)計(jì)的電子鎖的密碼鎖選用了簡(jiǎn)單容易操作并且不為眾人所熟悉的摩期碼當(dāng)做電路的密碼輸入，該鍵盤的硬件設(shè)備只要用一個(gè)按鍵就可以實(shí)現(xiàn)此密碼鎖密碼的輸入和改變。摩斯密碼的命名來源是來自上世紀(jì)中期美國(guó)一位名叫摩爾斯的發(fā)明家，他發(fā)明了在電報(bào)傳輸使用中所運(yùn)用的編碼，因此摩斯密碼有時(shí)也稱作為摩爾斯密碼，它是由一個(gè)輸入按鍵在輸入時(shí)按住時(shí)間間隔的長(zhǎng)短來決定的：其中短促的電信號(hào)“.”讀作“DI”,而長(zhǎng)時(shí)間保持按鍵不動(dòng)的“-”讀作“DA”,具體而言，“滴”的間隔時(shí)間為1T,“嗒”的間隔時(shí)間為3T,“嘀嗒”的間隔時(shí)間為1T ;字母之間的間隔時(shí)間為3T,字與字之間的間隔時(shí)間為5T,下面具體列出各個(gè)字符和摩斯密碼的對(duì)照表。

2.4 電路焊接

首先電路焊接所需要的工具，如下圖所示

本電子密碼鎖的系統(tǒng)電路的主芯片是AT89C51, 其中包括時(shí)鐘脈沖、電阻、電解電容以及由一個(gè)按鍵構(gòu)成的復(fù)位電路，還有一個(gè)由八段數(shù)碼管組成的密碼顯示器以及一個(gè)蜂鳴器和五個(gè)LED燈管，一個(gè)NPN 三極管和一個(gè)繼電器，結(jié)合上面所述的驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成了此電子密碼鎖的系統(tǒng)電路。

3 單片電子密碼鎖的軟件設(shè)計(jì)

3.1 單片電子鎖的系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)整體思路

單片電子鎖的應(yīng)用系統(tǒng)如果要完美的完成各項(xiàng)功能，首先必須要有比較完整的硬件當(dāng)做保證，其次要得到與之想適應(yīng)的設(shè)計(jì)比較合理的軟件進(jìn)行支持。這是因?yàn)樵谛畔⒓夹g(shù)飛速發(fā)展的今天，軟件編程逐漸代替了許多過去用硬件完成的工作，對(duì)于一些需要很復(fù)雜的硬件電路完成的工作，如果選用軟件編程則會(huì)簡(jiǎn)單了許多。針對(duì)上述情況，充分采取和利用豐富的軟件和硬件資源，采用與C51 系列單片機(jī)相適應(yīng)的51 匯編語(yǔ)言與結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)方法進(jìn)行相應(yīng)的軟件編程。

3.2 單片機(jī)電子密碼鎖系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)流程圖

4 單片電子密碼鎖的程序調(diào)試

本文的單片式密碼鎖的調(diào)試程序需要運(yùn)用到KEILC51 以及和其配套的下載燒錄軟件，KEILC51 是美國(guó)KEIL 公司生產(chǎn)的能夠兼容單片機(jī)C 語(yǔ)言的軟件開發(fā)系統(tǒng)，具有匯編語(yǔ)言無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，具體表現(xiàn)在功能結(jié)構(gòu)和可讀性與可維護(hù)性上面，并且容易被人們學(xué)習(xí)和使用。KEILC51 軟件擁有非常豐富的庫(kù)函數(shù)和功能比較強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，整個(gè)系統(tǒng)都采用全WINDOWS 操作界面，和其它軟件不同的是，KEILC51 軟件只要看一下經(jīng)過編譯之后生產(chǎn)的匯編代碼，就可以領(lǐng)會(huì)到KEILC51 比較高的目標(biāo)代碼效率和緊湊容易理解的匯編代碼，這是其比較明顯的優(yōu)勢(shì)。

KEILC51 工具包能夠獨(dú)立的完成編輯。翻譯。連接、調(diào)試和仿真等一系列的開發(fā)流程，其中UVISION 和ISHELL 分別是KEILC51對(duì)WINDOWS 與DOS 的集成開發(fā)環(huán)境。這樣就使得開發(fā)人員可以通過KEILC51 集成開發(fā)環(huán)境自身或者采用別的編輯器來編輯C語(yǔ)言或者匯編源的文件，最后再分別由KEILC51 和KEILA51 的編譯器來編譯已經(jīng)生產(chǎn)的目標(biāo)文件。這種目標(biāo)文件不僅可以再由LIB51 來創(chuàng)建生成庫(kù)的文件，還可以和庫(kù)文件結(jié)合起來通過連接L51 來具體的定位，最后生成絕對(duì)目標(biāo)的文件-ABS.開發(fā)人員將ABS 文件從OH51 文件轉(zhuǎn)變成為HEX 文件，從而能夠使調(diào)試器DSCOPE51 或者TSCOPE51 的使用進(jìn)行一系列的源代碼級(jí)別的調(diào)試，當(dāng)然也可以用仿真器對(duì)目標(biāo)板進(jìn)行直接的調(diào)試，最終寫入程序存貯器中。

具體的調(diào)試方法是，首先打開KEILC51 主程序，新建一個(gè)工程，之后將程序?qū)戇M(jìn)新建的文本框內(nèi)，再保存之后檢測(cè)一下是否有語(yǔ)法錯(cuò)誤，當(dāng)反復(fù)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)沒有錯(cuò)誤之后再進(jìn)行匯編，此時(shí)生成的51 單片機(jī)能夠執(zhí)行HEX 文件，最后用與KEILC51 開發(fā)板相匹配的燒錄軟件將HEX 寫進(jìn)單片機(jī)里。

5 結(jié)束語(yǔ)

科技進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展是當(dāng)今時(shí)代的主題，人們生活水平的提高必然要求其對(duì)鎖這一日常必需品的品質(zhì)和防盜性能的要求的越發(fā)嚴(yán)格。傳統(tǒng)的機(jī)械鎖由于構(gòu)造簡(jiǎn)單，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人們的需求，只有在現(xiàn)實(shí)實(shí)際運(yùn)用中加強(qiáng)基于單片機(jī)電子密碼鎖的檢測(cè)和運(yùn)用，才能夠推動(dòng)其的進(jìn)一步使用和推廣。電子鎖是信息化時(shí)代的產(chǎn)物，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷更新和發(fā)展，日后的電子鎖一定更加人性化，更加方便和安全。