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电子密码锁单片机的密码锁系统



随着锡纸开锁全套工具科学技术的进步和社会经济的发展,电子密码锁取代传统的机械锁已成为一种必然的趋势。以往基于单片机的密码锁系统,直接将编好的密码程序存储在片内EPROM中,但不易实现密码的修改;如要完成修改密码功能,多采用片外串行E2PROM实现。本文研究并设计的一种基于单片机的红外遥控电子密码锁,不但具有普通密码锁智能控制上锁、开锁、报警等特点,而且在不扩展E2PROM的情况下,可以实现8位密码任意修改的功能,节省了硬件资源,减小了系统体积,这是本设计的一个创新点。另外还增加了遥控开锁的特点。所以该系统不但成本低、保密性强,更适用于那些正常人体不宜接近的特殊场合,比如高辐射区、高传染区等。

 

 
1、系统总体设计
 
系统主要由红外发射模块和本机处理接收模块两部分构成,系统总体设计框图。发射模块和本机处理接收模块的核心分别采用AT89C2051和AT89S52单片机。红外信号的收发通过串口进行通信,两部分的串口工作方式及通信波特率的设置相同。
 
AT89C2051单片机是AT89C51的一种精简版本,只有20个引脚,体积小;具有2.7~6 V的宽电压工作范围;具备低功耗空闲和掉电模式。该单片机满足本系统低电压供电、低功耗、方便随身携带的要求。
 
在本机处理接收模块中,采用了AT89S52单片机,该单片机有3个定时器。设置密码和按键开锁时,均设计了按键间隔超过3s自动复位的功能,分别采用定时器T0和T1定时实现;定时器T2设置串口通信波特率。
 
2、红外发射模块的设计
 
红外发射模块仅仅是一手持遥控器,由AT89C2051单片机及键盘电路、按键K及红外发光二极管组成。
 
发射模块设置的密码必须与本机接收模块相同(设置密码方法见2.2.1节),所设密码保存在RAM存储器的31H~38H单元。在待机状态下,系统工作在空闲方式,当按键K按下时,系统上电工作,依次发送密码信号。这样做的优点是,密码不但能跟随主机任意改动,而且遥控开锁时,仅按一键就可完成开锁,方便了用户。


 
 
3、本机处理接收电路的设计
 
本机处理接收电路的控制核心是AT89S52单片机。外接键盘电路、红外接收电路、开锁电路、报警电路和按键指示电路等。
 
①红外接收电路的设计:
 
红外接收电路中使用一体化红外接收头TLl838接收红外信号。TLl838集红外接收和放大于一体,不需任何外接元件,就能完成从红外接收到输出与TTL电平兼容的所有工作,而体积和普通的塑封三极管大小一样。TL1838的输出波形如图4所示。当接收到频带内的红外信号时,TLl838会输出低电平,否则数据高电平,从而将“时断时续”的红外信号解调成原来的连续方波信号。
 
②报警电路的设计:
 
报警电路采用了蜂鸣器发声模拟报警,蜂鸣器接在CPU的引脚P2.1上,通过NPN型三极管做电流放大,通过单片机控制蜂鸣器的频率及蜂鸣时间。当输入错误的密码进行开锁时,由P2.1口输出高电平使得NPN型三极管9014导通,蜂鸣器两端加电,由蜂鸣器发出3 s的报警声,当连续三次出现密码错误时,系统将长时间报警,有效起到了防盗作用。
 
③电源电路的设计:
 
电源部分使用LM7805芯片进行稳压后提供单片机5 V的电压,其电路如图5所示。主要采用家用交流电,同时采用9 V电池作为备用电源。这样做的优点是,即使断电也不至于无法开锁。
 
④其他外围电路的设计:
 
由于AT89S52单片机有4个并行输入输出口,硬件资源比较充足,键盘电路采用了相对简单的独立式按键;电路中用一继电器控制一绿色发光二极管代替具体的锁,当密码正确时,开锁5 s,然后自动上锁;P2.O口接一红色发光二极管,用其亮与灭来提醒用户按键是否按下。这样既巧妙地提醒了用户又有效地保护了密码。