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鎖、防盜報警器、門鈴等功能于一身,同時具有定時器呼喚、斷電自動報知、顯示屋內有無人和自動留言等諸多附加功能。本文利用AT89C2051微控制器控制硬件電路,打破傳統專用硬件的電路形式,使功能更加靈活、快捷。

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??? 系統結構框圖

??? 系統硬件結構框圖如圖1所示,核心單元模塊采用MCS-51系列AT89C2051的最小系統,主要功能是提供密碼校驗和電子鑰匙校驗,控制系統的4×3鍵盤輸入單元、各功能開關、防盜報警系統、LCD液晶顯示器、音效電路等單元電路,系統組裝之后的成品如圖2所示。?

??? 鍵盤輸入單元 系統通過PA口與PC口擴展1個4×3鍵盤,作為密碼輸入單元。鍵盤掃描所用引腳為P1.0～P1.6,其中P1.4～P1.6的3個引腳用于輸出掃描信號,P1.0～P1.3的4個引腳用于檢測按鍵的狀態。P1.0～P1.6的狀態組成的鍵碼以及對應按鍵如附表所示。

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??? 用戶可以根據實際情況隨意改變密碼值或密碼長度,按下"密碼修改鍵"提示用戶輸入原密碼,通過校驗后提示輸入新密碼,一次寫入CPU存儲器中,另一次寫入8155內部RAM中,以便機器確認密碼的正確性。輸入完畢后,按修改確認鍵,兩次的密碼完全一致時,密碼修改完成,用戶在開啟時輸入新密碼即可。
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??? 系統采用分段校驗密碼的方法實現密碼校驗的輔助功能,這種方法可靠度高,易實現。因用戶密碼分別存儲在8155和CPU存儲器中,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、出錯等情況。開鎖時系統自動進入密碼校驗子程序,每輸入一位系統校驗一位,密碼輸入最長時間為90s,當密碼輸入錯誤時,則系統聲、光提示一次;若連結三次輸入密碼錯誤,則系統自動報警;當輸入密碼正確無誤時門鎖自動開啟并提示。

??? 外圍單元電路引腳P3.0作為開鎖電平UNLOCK的輸出端,P3.0輸出開鎖電平UNLOCK;引腳P3.1作為報警電平DANG的輸出端;P3.2作為LOCK控制輸出端,P3.3作為有效按鍵提示EFFI輸出端;P3.4作為錯誤輸入警告WARN輸出端。當系統引腳作為I／O口使用時,引腳第二功能信號引線保持高電平,維持從鎖存器到輸出端數據輸出通路的暢通;當引腳作為第二功能時,該引腳置"1",維持第二功能信號的輸出暢通。

??? 部分外圍電路原理圖如圖3所示。?

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??? 系統擴展功能

??? 定時器呼喚功能 在用戶打開門鎖的期間內,如果門鎖不立即閉合,則系統通過CPU定時器功能,每隔20s蜂鳴器報警一次,提示用戶及時關閉門鎖。

??? 防盜報警功能 系統的報警功能利用斷線方式報警,除使用密碼和電子鑰匙開啟門鎖之外的任何方式打開門鎖時都會截斷安裝在門內側的線路,當CPU檢測不到返回信號時,系統自動啟動報警單元報警。正常開啟門鎖時,系統暫時切斷報警單元的電源,直到門鎖再次閉合,CPU重新檢測到信號時再接通報警單元電源,同時進入監控狀態。

??? 多功能門鈴單元 當有客人按下門鈴時,多功能門鈴單元還將顯示主人是否在家。若有人在家時,門鈴單元執行正常的門鈴功能;若無人在家,按下鎖門鍵時門內側安裝的一開關被閉合,當按門鈴時,門鈴不響,同時提示"主人不在家,有事請留言"。若按下"留言"鍵,則系統控制磁帶錄音機錄音,通過門外側的MIC留言,留言結束后松開按鍵,同時點亮門內側的"留言指示燈",直到手工關閉留言指示燈。

??? 斷電自動報知單元 為保證系統和報警單元在斷電情況下可以正常工作,系統備有獨立電源供電,斷電時自動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,整個讀卡單元由CIPH09芯片、24C01A密碼存儲器、卡座以及外圍電路組成,原理圖如圖4所示。

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??? 小結

??? 在本文多功能電子密碼鎖系統的基礎上結合單片機的串行通訊功能,可以將多個家庭的密碼鎖互聯成網絡,通過上位機進行有效管理,同時結合IC卡和網絡技術,更適合于樓寓管理或小區化管理。