一種抗干擾性電子密碼鎖的設(shè)計(jì)

一種抗干擾性電子密碼鎖的設(shè)計(jì)

在日常生活和工作中，房屋和部門的安全防御、文件和文件、會(huì)計(jì)賬簿、個(gè)人數(shù)據(jù)的保護(hù)等安全對(duì)策變得尤為突出。傳統(tǒng)的機(jī)械鎖其構(gòu)造的簡單,被撬的事件屢見不鮮,且人們常需攜帶多把鑰匙,使用極不方便。為滿足人們對(duì)鎖的使用要求,增加其安全性,用密碼代替鑰匙的密碼鎖應(yīng)運(yùn)而生。電子密碼鎖是一種通過密碼輸入來控制電路或是芯片工作,從而控制機(jī)械開關(guān)的閉合,完成開鎖、閉鎖任務(wù)的電子產(chǎn)品。應(yīng)用較廣的電子密碼鎖是以芯片為核心,通過編程來實(shí)現(xiàn)的。密碼鎖因具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等優(yōu)點(diǎn),受到了廣大用戶的青睞。1電子密碼鎖的功能模塊以AT89C51單片機(jī)為主控制單元,鍵盤為主要輸入單元,結(jié)合開鎖裝置、報(bào)警器和顯示器完成整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。配以相應(yīng)硬件電路,完成密碼的設(shè)置、存貯、識(shí)別和顯示、驅(qū)動(dòng)電磁執(zhí)行器并檢測(cè)其驅(qū)動(dòng)電流值、接收傳感器送來的報(bào)警信號(hào)、發(fā)送數(shù)據(jù)等功能。電子密碼鎖系統(tǒng)的基本功能如下:密碼通過鍵盤輸入,若密碼正確,則將鎖打開;密碼輸入錯(cuò)誤,蜂鳴器將報(bào)警提示;用戶可以自由設(shè)定密碼。系統(tǒng)的運(yùn)行過程如下:假設(shè)初始狀態(tài)為閉鎖,此時(shí)整個(gè)系統(tǒng)只等待按鍵輸入,數(shù)碼管也不顯示。每按下一個(gè)數(shù)據(jù)鍵(即每輸入一個(gè)密碼),數(shù)碼管相應(yīng)的顯示一個(gè)“-”標(biāo)志,當(dāng)密碼全部輸入完成后,需按下確認(rèn)鍵“#”,此時(shí)系統(tǒng)判斷密碼是否正確,正確則開鎖(仿真中以繼電器動(dòng)作導(dǎo)致發(fā)光二級(jí)管點(diǎn)亮為標(biāo)志),錯(cuò)誤則報(bào)警,此后數(shù)碼管熄滅繼續(xù)等待按鍵;若按下密碼重置鍵“*”,則需先輸入原密碼,正確后請(qǐng)輸入新密碼,輸入密碼過程中,數(shù)碼管顯示如上“-”。2密碼鎖的實(shí)現(xiàn)硬件系統(tǒng)由單片機(jī)最小化系統(tǒng)模塊、矩陣鍵盤輸入模塊、LED顯示模塊、報(bào)警模塊、開鎖模塊組成。利用單片機(jī)豐富的I/O端口,及其控制的準(zhǔn)確性,實(shí)現(xiàn)基本的密碼鎖功能。系統(tǒng)的總體硬件設(shè)計(jì)如圖1所示。2.1簡化羽毛系統(tǒng)以AT89C51單片機(jī)為主控,包含晶振、上電自動(dòng)復(fù)位等基本工作電路。2.2生成網(wǎng)絡(luò)地車密碼鎖按鍵數(shù)量較多,為了減少I/O口的占用,采用3*4矩陣鍵盤,與AT89C51的P1口相連,提供按鍵輸入。1-9鍵為數(shù)字鍵,輸入密碼用;*號(hào)鍵為重設(shè)密碼鍵,設(shè)定新密碼用;#號(hào)鍵為確認(rèn)鍵,確認(rèn)密碼輸入完畢用。2.3選信號(hào)為低電平時(shí)使用了四個(gè)共陰極數(shù)碼管,使用動(dòng)態(tài)顯示方式控制數(shù)碼管。其4個(gè)位選信號(hào)與P2.0-P2.3相連,當(dāng)其中某位為低電平時(shí)表示選中該位;8段段選信號(hào)與P0口相連,當(dāng)其中某段為高電平時(shí)導(dǎo)通該段。由于AT89C51的P0口的驅(qū)動(dòng)能力較弱,不足以驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管點(diǎn)亮,故在此又引入上拉電阻以驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管。2.4電流驅(qū)動(dòng)蜂鳴器的選型報(bào)警模塊由蜂鳴器、PNP三極管和單片機(jī)組成。選擇一只壓電式蜂鳴器,壓電式蜂鳴器工作時(shí)約需要100mA驅(qū)動(dòng)電流。為提高驅(qū)動(dòng)能力,選用三極管來放大電流驅(qū)動(dòng)蜂鳴器。當(dāng)89C51的P3.0口輸出為低電平時(shí),三極管導(dǎo)通,蜂鳴器產(chǎn)生蜂鳴音,89C51輸出為高電平時(shí),蜂鳴器不發(fā)聲。2.5pnp支出電路,將用戶打造成“自動(dòng)開關(guān)”的電路裝置,原理如下以繼電器的來實(shí)現(xiàn)鎖的開閉。它具有控制系統(tǒng)(又稱輸入回路)和被控制系統(tǒng)(又稱輸出回路)之間的互動(dòng)關(guān)系。它實(shí)際上是用小電流去控制大電流運(yùn)作的一種“自動(dòng)開關(guān)”。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。為提高驅(qū)動(dòng)能力,添加了PNP三極管以放大電流,當(dāng)P3.1口為低電平時(shí),三極管導(dǎo)通,此時(shí)繼電器動(dòng)作(鎖開),。二極管具有續(xù)流作用以保護(hù)器件安全。3主機(jī)的控制模塊系統(tǒng)軟件由報(bào)警子程序、數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示子程序、按下確認(rèn)鍵后執(zhí)行功能子程序、矩陣鍵盤掃描子程序、中斷服務(wù)函數(shù)等模塊化組成。本設(shè)計(jì)用到單片機(jī)AT89c51內(nèi)部中斷0,當(dāng)用戶沒有在限定30秒輸入密碼,這時(shí)向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求,進(jìn)行報(bào)警。系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)流程如圖2所示。4主控芯片t29c51基于AT89C51電子密碼鎖具有軟硬件設(shè)計(jì)簡單,易于開發(fā),成本較低,安全可靠,操作方便等特點(diǎn)。在設(shè)計(jì)之初認(rèn)真探討分析了幾種方案的優(yōu)缺點(diǎn),正是由于單片機(jī)的眾多優(yōu)良特性的吸引,最終從經(jīng)濟(jì)實(shí)用的角度出發(fā),采用單片機(jī)AT89C51作為主控芯片,結(jié)合外圍的鍵盤輸入、顯示、報(bào)警、開鎖等電路,用C語言編寫主控芯片的控制程序,設(shè)計(jì)了一款可以多次更改密碼具有報(bào)警功能的電子密碼鎖。由于考慮到體積、成本等因素,沒有添加語音播報(bào)、時(shí)鐘等功能,可根據(jù)用戶需求,進(jìn)行添加。為了防止通信線路的人為破壞和電磁執(zhí)行器因某種原因造成流過電磁線圈的電流過大而燒毀線圈,加入電流監(jiān)視技術(shù)模塊。采用MAXIM公司的電流/電壓轉(zhuǎn)換芯片MAX471。該芯片能將被測(cè)電流I轉(zhuǎn)化成對(duì)