摘要：設計了一種以單片機AT89C51為核心的電子密碼鎖，從硬件和軟件兩方面詳細介紹了電子密碼鎖的設計方法，Proteus軟件仿真結果表明，該電子密碼鎖的設計達到了預期的目標，具有密碼正確開鎖、錯誤報警以及密碼重置等功能。

　　引言

　　在日常生活和工作中，住宅與部門的安全防范、單位的文件檔案、財務報表以及一些個人資料的保存多以加鎖的辦法來解決。目前門鎖主要采用彈子鎖，其鑰匙容易丟失;保險箱主要用機械密碼鎖，其結構較為復雜，制造精度要求高，成本高，且易出現故障，人們常需攜帶多把鑰匙，使用極不方便，且鑰匙丟失后安全性即大打折扣。針對這些鎖具的缺陷，用密碼代替鑰匙的密碼鎖應運而生。電子密碼鎖的設計方案有多種，可以采用數字電路或單片機控制方案。前者是基于硬件平臺，電路升級時需要更換元器件，麻煩且增加成本。以單片機為核心的設計方案，可以利用靈活的編程設計升級相關功能，擴大應用面，降低成本。文中以單片機AT89C51為核心設計了一種可多次更改設置密碼，并在密碼輸入錯誤次數超過3次時能自動報警并鎖定鍵盤的電子密碼鎖。

　　總體設計

　　設計需求

　　設置6位密碼，密碼通過鍵盤輸入，若密碼正確，則將鎖打開，密碼可由用戶自己修改設定，鎖打開后才能修改密碼。修改密碼之前必須再次輸入密碼，在輸入新密碼時需要二次確認，以防止誤操作。

　　具有報警和鍵盤鎖定功能。密碼輸入錯誤時數碼顯示器會出現錯誤提示，若密碼輸入錯誤次數超過3次，蜂鳴器報警并且鎖定鍵盤。

　　設計原理

　　用戶通過連接單片機的矩陣鍵盤輸入密碼，單片機將用戶輸入的密碼與預先保存的密碼進行對比，從而判斷密碼是否正確。單片機相關引腳產生高低電平傳到開鎖電路或者報警電路控制開鎖或者報警。

　　硬件設計

　　根據設計需求，硬件設計主要包括以下幾個模塊：鍵盤輸入模塊、數碼管顯示模塊、報警模塊、密碼存儲模塊、電源模塊等。相應的硬件設計原理框圖如圖1所示。

　　鍵盤輸入模塊

　　本設計中共設置了16個按鍵，包括數字鍵0～9，以及功能鍵確認、清除等。在鍵盤中按鍵數量較多時，為了減少I/O口的占用，通常將按鍵排列成矩陣形式。本設計中采用了4*3的矩陣鍵盤，如圖2所示。

　　在矩陣式鍵盤中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過一個按鍵加以連接。這樣，AT89C51一個端口(如P3口)就可以構成4*4=16個按鍵，與直接將P3端口接單個按鍵相比，鍵盤數目多出了一倍，而且線數越多，區別越明顯，比如再多加一條線就可以構成20鍵的鍵盤，而直接用端口線則只能多出一鍵(9鍵)。由此可見，在需要的鍵數比較多時，采用矩陣法來做鍵盤是合理的。

　　數碼管顯示模塊

　　顯示模塊采用常見的七段數碼管實現。數碼管的八個段碼輸入端由AT89C51的P0口控制，八個位碼輸入端由AT89C51的P2口控制。數碼管控制電路如圖3所示。