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基于单片机的智能电子密码锁何娟1，2，康帅1，21：物理与机电工程系，遵义师范学院，遵义，5630022：物理与信息工程系，湖南人文科学技术学院，湖南娄底，417000关键词：单片机；红外遥感；遥控锁摘要：此智能电子密码锁锁系统设计以51单片机为控制核心。该系统不仅可以实现开锁，密码输入，输入错误报警,修改密码和其他一些基本的密码锁功能，还可以实现远程控制，可控制该系统的键盘及错误报警提示。该系统具有安全性高，灵活性好，使用范围广，抗干扰能力强，适用于家庭，酒店等场所。1引言随着社会科学技术的发展和人民生活水平的提高，如何实现家庭防盗显得尤为突出。由于传统机械锁结构较为简单经常会发生许多被撬事件。由于电子密码锁的保密性高，使用灵活性好和安全系数高等因素，电子密码锁受被广大用户所使用，红外遥控电子密码锁是一种新型的现代安全型管理系统，它结合了计算机自动识别技术和现代安全措施，它涉及电子，机械，光学，计算机技术，通信技术和其他新的技术。它是解决重要部门入口和出口问题以实现有效的安全管理的有效措施，并适用于各种场合，如银行，酒店，客房，军械库，办公，智能校园，工厂和家庭等场所。红外遥控具有很多优点，不仅可以对多路复用的信息实施控制，及提高信号的抗干扰远程控制功能和降低故障率，而且功耗小。红外线不会泄漏在外，不会产生信号串扰。拥有反应速度快，传输效率高、工作稳定、可靠的特点。在高电压，辐射，有毒气体，粉尘和其他情况下，红外遥控器的使用不仅安全可靠，还可以有效隔离电气干扰。因此，红外遥控器是其中的一个最广泛的通信手段和远程控制方案[1-2]。2系统设计2.1设计方案和功能由于单片机的I/O端口有数字电路和简单的控制功能，我们可以选择51单片机作为密码锁控制装置的主控制核心，它可以连接不同的I/O端口。并可控制密码锁的显示电路及键盘。由于单片机具有串行接口的发送和接收，所以可以通过串口发送端口和接收端口形成红外发射和接收电路，也可以利用其他的I/O端口发送数据。便可完成硬件电路的设计，通过Keil软件编写程序。通过下载[3-5]系统，单片机可在适当的时间完成控制。远程智能电子密码锁具有以下功能：（1）键盘和显示器是电子密码锁的组成部分。利用键盘输入密码，显示装置是用来判断按键被按下时密码输入是否正确。当输入正确密码时，电子密码锁便会被打开。实现了电子密码锁锁定功能。（2）远程控制器的设计。红外线作为传输介质，发送端采用红外遥控编码和用户输入密码传输。同时，接收端连接红外接收装置和接收到的红外解码并设置密码。如果密码正确，电子密码锁可以打开。这是电子密码锁的红外线远程控制的实现解锁功能。（3）显示代码过程。当按下按键时，该显示设备（数码管段码）被点亮。因此，为了避免外界知道用户按下的密码，可以有效保护用户的密码。（4）当用户密码被其他用户所看到，用户可修改密码。修改密码的关键是修改前需输入正确的密码。修改密码功能启动后输入正确的密码，从而有效地保护用户密码。2.2总体设计方案由于密码锁要实现开锁功能，密码锁的内部必须有按键。密码锁可输入0～9的数字，这个设计是智能电子密码锁。密码锁也应该有一些按键功能，如键删除，按键确定和修改密码的按键，所以密码锁会有一些钥匙。因此，系统密码输入选用4×4矩阵键盘共有16个按键，它只需要使用到8个I/O端口。代码显示部分，采用数码管显示，数码管显示有动态显示和静态显示。在本系统设计中，我们使用动态扫描的方法。基于视觉暂留，只要每个数字扫描管时间足够短，我们可以在人类的眼睛允许范围内观察到数码管是同时亮的。仿真模拟解锁部分，如果选取发光二极管作为解锁标识，可以简单的表示，但没有图像。因此，我们可以使用继电器，这是因为在闭合继电器时会发出“滴答”声，对应着相应的锁被打开。同样的电子密码锁报警部分可以选择单片机的I/O口与蜂鸣器相连接，当输入的密码错误时，蜂鸣器发出报警。本系统可实现远程解锁功能，也需要设计遥控电路。遥控器也需要按键输入，但它不同于输入密码的按键，有0～9数字键在遥控器上，除了确定的按键删除键，共有12个按键。因此，我们可以把每一个I/O端口连接到每一个按键上，它可以构成一个独立式键盘，并通过发光二极管显示相应按键。当4个按钮被按下，发光二极管都亮了起来。由于红外线波长很长，为了发送遥控信号，红外作为一个远程控制信号的传输介质。红外发射接收可以使用普通单片机I/O端口的发送和接收。红外信号通过使用软件的调试方法进行调试，因此可从设计方案上去除硬件电路并节约成本，但它也可以利用硬件电路调试。完成了硬件电路设计，利用软件编程Keil完成软件部分的调试。然后，给出了按键的各设定功能，控制各子电路的工作和对密码锁的操作，以完成智能电子密码锁的设计。密码锁的设计框图及远程控制框图如图1和图2所示。图1密码锁设计框图图2远程控制设计框图2.3电路模块设计该系统包括电源输入模块，显示模块，单片机最小系统，密码开锁电路和报警电路，红外发射和接收电路，综上述模块电路，可得出电子密码锁的原理图如图3所示，遥控器的原理图如图4所示。图3电子密码锁的原理图图4遥控器的原理图3软件设计软件设计是控制系统的核心，它具有足够的灵活性，可以根据系统要求作适当的变化。在一定的硬件结构的情况下，不同的功能可以通过改变软件实现。单片机的智能化功能可通过软件编程来控制。在这个系统中，软件结构采用模块化设计方法，功能编写由遥控器和接收器来完成调试。所有模块调试成功，每个模块相连，构成一个单芯片的软件系统。这种设计有助于优化代码，设计简便，易于调试和维护。C语言是一种结构化的高级语言，它具有更好的优势，可读性，容易移植，这是一种广泛使用的计算机语言。因此我们使用C语言程序设计。4结论单片机AT89S52作为本系统的核心部分。我们使用红外通信技术，串口通信技术，在系统中利用单片机的定时器和中断，我们编写软件算法可以实现密码锁某些的功能，如：故障报警，密码修改和红外遥控开锁等功能，实验结果和理论基本上是一致的。