许鸿
21070219800310**** 渤海大学
摘要：摘要:在我们日常生活和公共业务上,住宅与其他行业相关管理部门的安全生产风险应急防范、事业单位的安全文档电子档案、财务报表以及某些相关个人信息的安全保管多以密钥加锁这种安全办法是因为主要用来帮助进行安全解决。但是若操作人员本身使用的是传统的机械式自动钥匙不能进行自动开锁,。拥有可以防犯、报警安全特点的新型电子文件密码门解锁取而取其代之以使用密码文件数目少、安全性较低的机械型电子密码门解锁已经成为必然。
关键词：Astc89c51单片机 ；报警电路；lcd1602显示；安全性；修改密码；矩阵键盘；
第一章 总体设计方案
1.1 电子密码锁设计的具体要求
（1）为了防止密码被别人偷看，当自己在输入密码时LCD显示屏上会显示*号。
（2）电子密码锁要拥有六位输入密码，并且密码可以由自己修改，但是要输入两次新修改的密码。
（3） LCD显示屏密码正确或错误分别显示OPEN或 ERROR，输入密码时显示INPUT PASSWORD，假如密码输入错误超过三次，显示屏就会自己锁定。。
（4）要拥有报警提示功能，假如密码没有输入正确，蜂鸣器会发出蜂鸣声、LED红灯会亮。
1.2总体设计方案选定
选用了传统单片化机at89c51作为手机系统硬件设计过程中的一个核心组成部分控制元件,利用了传统单片化主机灵活的软硬件结构进行系统编程设计和丰富的各种io脚和端口,及其可靠度和控制精度,实现基本的手机密码锁控制功能。在这种新型单片式电机外围控制电路中,外接式的输入式密码键盘主要就是用于对一些密码的自动输入和一些密码操作过程进行密码控制,外接式的led密码显示器则分别是主要用于进行密码的自动显示和密码控制,可以清楚地明显看出采用该两种解决模式方案在密码控制上的操作精度和密码准确性良好而且安全保密性高还同时使它具有多种类型可相互扩展的控制功能,根据我们的在现实生活应用中的实际情况,本文帮助设计人员选择了此类的解决模式方案。
第二章 硬件设计
2.1 硬件部分设计原理
本文分析所研究设计的智能硬件系统组成部分主要内容包括智能单片机、矩阵式智能键盘、液晶电视显示器及智能密码锁和数据处理存储等。用户首先可以通过电动键盘输入信号密码,然后单片机将其中一个输入的信号密码与所输出需要同时保存的信号密码位置信息之间进行了高度对比,从而可以判断所输出该个信号密码的保存位置信息是否正确,然后将每个控制引脚的温控信号以温度高低控制电平发送到本机相应的自动开锁控制电路或者自动报警控制电路中,选择该个信号密码自动开锁或者自动报警。
2.2 单片机STC89C51简介
（1）STC89C51主要功能
STC89C51是一种低消耗、运行快的微控制器【4】。如果突然断电，RAM储存的内容将会单独保存，振荡器会停止工作，单片机停止运行，直到重新启动数据将会恢复原样。STC89C51主要功能如表1所示
(2) 时钟电路
STC89C51单片机的时钟信号通常有两种方式产生：一是内部时钟方式，二是外部时钟方式。内部时钟方式，在STC89C51单片机内部有一振荡电路，只要在单片机的18和19引脚外接晶振，就构成了自激振荡器并在单片机内部产生时钟脉冲信号。
(3) 复位电路
对于STC89C52单片机，一般的复位电路都可以完成，但为了方便操作，节约成本，选用了手动复位系统，手动复位电路构成十分的简单，其主要元件就是用一个10KΩ电阻，10uF电容以及可控制的按键组成。复位的关键是电容的充放电，其中按键的两端必须与VCC和9引脚相连，电阻R1主要是为了保护电路。
电路的运行过程是由9引脚输入信号开始，STC复位电路就开始工作，这时候你可以调节按键来进行手动复位，但有的时候单片机也会进行自动复位，当VCC的升高时间不超过2ms时，STC单片机就会进行自动复位，这时候的复位也称作上电复位。
（4）STC89C51中断技术概述
中断响应主要用于指令的跳转与控制程序运行的时间。一个简单的中段响应过程是先有主程序发出中断信号，然后在单片机中响应中断请求，这时候中段服务程序开始工作，响应会在这里停留，只有当响应指令来临时，指令就会返回到主程序，然后继续执行主程序，这时一个完整的中断响应就完成了。中断的主要优点是，简单易操作，反应快，能够控制指令的运行时间等。
2.4 LCD显示模块
（1）1602LCD内部显示
由于一个液晶屏的显示指令模块本身就是属于一个缓慢的液晶显示指令元件,所以我们在每次开始正确执行每一个显示指令之前一定首先就需要特别注意的是确认这个模块的正常工作的繁忙度如标识为一个小的低电平,表示模块工作不忙,否则这个显示指令将可能会自动失效。当用户需要重新进行任何显示字符的操作时候,需要先通过告知输入一个需要显示字符的文件地址,即通过告知显示模块将知道会从哪里重新开始进行显示这些新的字符。
（2）液晶显示的原理
液晶显示的原理是利用液晶的物理特性，我们只要即时就可以很好地控制显示电压输入所得到的显示图形。该两种类型的触控液晶彩色显示仪主要具有液晶材料本身厚度较薄、能够直接适应各种类型大规模的应用集成电路直接进行驱动、容易直接实现完整的全方位彩色显示等几大优势。
2.5 键盘设计
（1）4×4矩阵键盘的工作原理
当一个键盘中用于按键的接口数量相对来说较多时,为了有效降低对键盘i/o口的能量占用,通常我们会把依照按键顺序排列的称为矩阵。在这种矩阵型的触控键盘中,每条键的水平垂直线与每条垂直线都不过是在相互之间的一个交叉点上通过一个个的按键节点来直接关联。这样一个矩形端口就已经能够构成16个矩形按键。
（2）扫描原理
把每个需要扫描中的键都分成可以区别分成了横向水平和垂直竖向的三个两端面来进行代码接入,比如说这些需要扫描的代码要么应该是从一个垂直的扫描键按下,那么它们就完全代表了那么下一行所有的需要我们接收和看到的需要扫描的代码到底应该完全是同一个键的bit,而我们需要读入这些需要扫描的代码的则到底应该完全是一个水平,扫描的第一步这个动作我们应该也就是先在水平键上进行输入一个需要扫描的代码,再次我们需要去比对键上输入这个键的值,经过了比对之后就已经完全可以明确知道到底应该是哪一个扫描键被我们按下。
3结论
本设计采用单片机STC89C51，低功耗CMOS型E2PROM AT24C02作为主控芯片与数据存储器单元，结合键盘输入程序、显示控制程序、报警控制程序、开锁控制程序。设计并制作了一个可以屏幕输入密码显示、任意更改密码、具有报警提示功能的电子密码锁。这种专业利用先进单片机编码技术自主制作开发出来的新型电子档案密码防盗锁产品具有软硬件结合设计简单,易于自主开发,成本相对较低,操作方便等多大优势,可广泛地大量应用于高等学校学生宿舍、办公室的电子档案橱等各种经常需要专门进行安全防盗的特殊地方,具有一定的经济实用性。
参考文献
[1] 陈进超.新型无线遥控电子密码锁系统的研究[D]. 武汉：华中师范大学.2006.12.
[2] 海锁.国内外电子锁的研制和发展[J].电工技术.1995.4期.
[3] 杨帮文.新型集成器件实用电路[M].北京：电子工业出版社.2005.9.
[4] 孙君曼，马庆华，扈刚.基于PIC16C51单片机的电子密码锁的设计与实现[J].工业控制计算机.2002.07期.