AT89C2051微控制器控制硬件電路組成的多功能電子密碼鎖

新穎的多功能電子密碼鎖集電子門(mén)鎖、防盜報(bào)警器、門(mén)鈴等功能于一身,同時(shí)具有定時(shí)器呼喚、斷電自動(dòng)報(bào)知、顯示屋內(nèi)有無(wú)人和自動(dòng)留言等諸多附加功能。本文利用AT89C2051微控制器控制硬件電路,打破傳統(tǒng)專(zhuān)用硬件的電路形式,使功能更加靈活、快捷。

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??? 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

??? 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示,核心單元模塊采用MCS-51系列AT89C2051的最小系統(tǒng),主要功能是提供密碼校驗(yàn)和電子鑰匙校驗(yàn),控制系統(tǒng)的4×3鍵盤(pán)輸入單元、各功能開(kāi)關(guān)、防盜報(bào)警系統(tǒng)、LCD液晶顯示器、音效電路等單元電路,系統(tǒng)組裝之后的成品如圖2所示。?

??? 鍵盤(pán)輸入單元 系統(tǒng)通過(guò)PA口與PC口擴(kuò)展1個(gè)4×3鍵盤(pán),作為密碼輸入單元。鍵盤(pán)掃描所用引腳為P1.0～P1.6,其中P1.4～P1.6的3個(gè)引腳用于輸出掃描信號(hào),P1.0～P1.3的4個(gè)引腳用于檢測(cè)按鍵的狀態(tài)。P1.0～P1.6的狀態(tài)組成的鍵碼以及對(duì)應(yīng)按鍵如附表所示。

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??? 用戶可以根據(jù)實(shí)際情況隨意改變密碼值或密碼長(zhǎng)度,按下"密碼修改鍵"提示用戶輸入原密碼,通過(guò)校驗(yàn)后提示輸入新密碼,一次寫(xiě)入CPU存儲(chǔ)器中,另一次寫(xiě)入8155內(nèi)部RAM中,以便機(jī)器確認(rèn)密碼的正確性。輸入完畢后,按修改確認(rèn)鍵,兩次的密碼完全一致時(shí),密碼修改完成,用戶在開(kāi)啟時(shí)輸入新密碼即可。
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??? 系統(tǒng)采用分段校驗(yàn)密碼的方法實(shí)現(xiàn)密碼校驗(yàn)的輔助功能,這種方法可靠度高,易實(shí)現(xiàn)。因用戶密碼分別存儲(chǔ)在8155和CPU存儲(chǔ)器中,利用兩次密碼的比較,提高密碼的可信度,有效防止程序跑飛、出錯(cuò)等情況。開(kāi)鎖時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入密碼校驗(yàn)子程序,每輸入一位系統(tǒng)校驗(yàn)一位,密碼輸入最長(zhǎng)時(shí)間為90s,當(dāng)密碼輸入錯(cuò)誤時(shí),則系統(tǒng)聲、光提示一次;若連結(jié)三次輸入密碼錯(cuò)誤,則系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警;當(dāng)輸入密碼正確無(wú)誤時(shí)門(mén)鎖自動(dòng)開(kāi)啟并提示。

??? 外圍單元電路引腳P3.0作為開(kāi)鎖電平UNLOCK的輸出端,P3.0輸出開(kāi)鎖電平UNLOCK;引腳P3.1作為報(bào)警電平DANG的輸出端;P3.2作為L(zhǎng)OCK控制輸出端,P3.3作為有效按鍵提示EFFI輸出端;P3.4作為錯(cuò)誤輸入警告WARN輸出端。當(dāng)系統(tǒng)引腳作為I／O口使用時(shí),引腳第二功能信號(hào)引線保持高電平,維持從鎖存器到輸出端數(shù)據(jù)輸出通路的暢通;當(dāng)引腳作為第二功能時(shí),該引腳置"1",維持第二功能信號(hào)的輸出暢通。

??? 部分外圍電路原理圖如圖3所示。?

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??? 系統(tǒng)擴(kuò)展功能

??? 定時(shí)器呼喚功能 在用戶打開(kāi)門(mén)鎖的期間內(nèi),如果門(mén)鎖不立即閉合,則系統(tǒng)通過(guò)CPU定時(shí)器功能,每隔20s蜂鳴器報(bào)警一次,提示用戶及時(shí)關(guān)閉門(mén)鎖。

??? 防盜報(bào)警功能 系統(tǒng)的報(bào)警功能利用斷線方式報(bào)警,除使用密碼和電子鑰匙開(kāi)啟門(mén)鎖之外的任何方式打開(kāi)門(mén)鎖時(shí)都會(huì)截?cái)喟惭b在門(mén)內(nèi)側(cè)的線路,當(dāng)CPU檢測(cè)不到返回信號(hào)時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)報(bào)警單元報(bào)警。正常開(kāi)啟門(mén)鎖時(shí),系統(tǒng)暫時(shí)切斷報(bào)警單元的電源,直到門(mén)鎖再次閉合,CPU重新檢測(cè)到信號(hào)時(shí)再接通報(bào)警單元電源,同時(shí)進(jìn)入監(jiān)控狀態(tài)。

??? 多功能門(mén)鈴單元 當(dāng)有客人按下門(mén)鈴時(shí),多功能門(mén)鈴單元還將顯示主人是否在家。若有人在家時(shí),門(mén)鈴單元執(zhí)行正常的門(mén)鈴功能;若無(wú)人在家,按下鎖門(mén)鍵時(shí)門(mén)內(nèi)側(cè)安裝的一開(kāi)關(guān)被閉合,當(dāng)按門(mén)鈴時(shí),門(mén)鈴不響,同時(shí)提示"主人不在家,有事請(qǐng)留言"。若按下"留言"鍵,則系統(tǒng)控制磁帶錄音機(jī)錄音,通過(guò)門(mén)外側(cè)的MIC留言,留言結(jié)束后松開(kāi)按鍵,同時(shí)點(diǎn)亮門(mén)內(nèi)側(cè)的"留言指示燈",直到手工關(guān)閉留言指示燈。

??? 斷電自動(dòng)報(bào)知單元 為保證系統(tǒng)和報(bào)警單元在斷電情況下可以正常工作,系統(tǒng)備有獨(dú)立電源供電,斷電時(shí)自動(dòng)切換供電方式并告知用戶。

??? 電子鑰匙輔助單元 常用的電子鑰匙為IC卡式,整個(gè)讀卡單元由CIPH09芯片、24C01A密碼存儲(chǔ)器、卡座以及外圍電路組成,原理圖如圖4所示。

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??? 小結(jié)

??? 在本文多功能電子密碼鎖系統(tǒng)的基礎(chǔ)上結(jié)合單片機(jī)的串行通訊功能,可以將多個(gè)家庭的密碼鎖互聯(lián)成網(wǎng)絡(luò),通過(guò)上位機(jī)進(jìn)行有效管理,同時(shí)結(jié)合IC卡和網(wǎng)絡(luò)技術(shù),更適合于樓寓管理或小區(qū)化管理。