李庆
天津市劳动保障技师学院 天津 300162
摘要：我国经济建设最近几年发展非常迅速，推动我国快速进入现代化科学技术发展阶段。随着时代的发展，在个人身份验证领域，有了新的选择——生物识别技术，利用纯天然信息——指纹，其具有的唯一性、广泛性和终身不变性设计指纹识别系统，其具有简单和便利的优势，识别精度高。用指纹锁替代传统锁具，设计一款使用指纹识别系统进行解锁的锁具，为工作和生活提供更加安全、便利的体验。
关键词：单片机；电子密码锁设计
引言
我国经济建设最近几年之所以发展如此迅速，离不开各行业的支持和政策的扶持，其成果远超其它发展中国家，为我国各行业的不断进步奠定基础。电子密码锁为人们的生活提供了便利，使人们的安全得到保障。单片机因其自身的优势广泛地应用于各种产品的设计中。因此，利用单片机设计电子密码锁非常方便，可行。通过外围连接的键盘来输入密码，以显示屏提示是否开锁成功，并具有报警和自动复位的功能。
1电子密码锁
电子密码锁是靠密码控制锁的正常工作，当人们输入密码的时候，采用电路进行开锁。电子锁的样式种类繁多：采用数字逻辑电路、采用FPGA中VHDL语言来控制、也有采用在电子行业中最基本的单片机驱动的。目前市场上应用较为广泛的智能锁都是以芯片为核心，通过编程使得软硬件结合实现智能锁的基本功能，以达到人们所需的基本要求。该电子锁的性能及安全性已经远远超过了传统的机械锁，并且该锁的特点在于保密性强，随机输入密码成功开锁的概率为零；可以随时修改自己设置的密码，从而防止密码被窃；无需像传统的机械锁携带钥匙才能开锁，操作性简单，使用的灵活性好并且寿命长。
2单片机的电子密码锁设计
2.1单片机的指纹识别电子密码锁设计
系统以单片机STC89C52RC为核心进行控制，与各个模块通信交互。硬件系统主要由主控电路模块、AS608指纹识别模块、矩阵键盘模块、LCD12864显示模块、AT24C02存储模块、继电器驱动模块以及报警模块组成。系统设计主控电路模块选择STC89C52单片机作为核心处理器，主要起到输出时钟信号，控制系统程序的存储与执行作用。AS608指纹识别模块具有指纹图像处理、模板提取、匹配、存储，指纹搜索的功能，数据发送脚（2脚TD）连接单片机的数据接收端（RXD）；数据接收脚（3脚RD）连接单片机的数据发送端（TXD），完成指纹的识别。系统通过按键模块采集按键信息确认当前工作要求，通过显示模块显示当前的状态，可通过按键设置管理密码，并对指纹识别系统进行识别，对输入密码和指纹密码不正确的情况下，系统会给予蜂鸣器鸣叫和LED灯闪烁报警提示。
2.2系统硬件设计
1.按键模块，密码输入用按键模块来模拟，按键采用独立式按键。每一个独立式按键都有与之匹配的数字，4×3矩阵键盘的行线与列线分别接至单片机对应的输入口，因为每条垂直线和水平线都是相互交叉但又不连通的，一般都是利用按键进行连接。因此，单片机的一个端口就可以连接需要的按键个数。每按下一个按键，就会有电平信号输入直单片机内部，通过设定好的程序显示对应的数字。只有顺序按下与设定密码一致的按键时，才会开锁成功，且密码由自己设置，保证了人们的私人安全。2.开锁显示模块，LCD1602液晶显示屏内部自带存储器且具有强大的显示功能，可以通过驱动电路直观地显示多项内容，与单片机的连接也相对简单易行。因此，以LCD1602作为显示器。
每输入一位密码时，就会有对应的数字显示，同时，为了保证安全，LCD1602可以在显示时以“*”来代替密码数字。当密码输入正确时，显示屏会在另一行显示开锁成功的提示，相反，显示屏则提示开锁失败并返回至等待输入密码状态。开锁成功后，还可以进行修改密码操作，与传统锁相比更加便利。3.报警保护模块，报警功能由继电器模块与蜂鸣器共同完成。当密码输入错误时，单片机主程序会将检测到的错误开锁信息以电平信号的方式传给继电器与蜂鸣器，蜂鸣器发出报警，继电器工作使连接的指示灯点亮，以此提示开锁失败。蜂鸣器还可以在输入密码时，按一次按键便会短暂响一下来提示是否输进密码。继电器还可以起到监测作用，在正确输入密码的一定时间后使系统恢复至初始状态。
2.3总体设计要求
1.电子密码锁能够对人体检测，当无人时，系统自动息屏，当有人站在门口超过3秒钟后，则系统屏幕点亮，进入密码输入状态（密码为四位，初始值为1234）。2.电子密码锁采用6位共阴数码管进行显示，其中左边2位显示内容为系统密码输入倒计时时间，右边4位为当前密码输入值。3.当电子密码锁系统进入密码输入状态时，显示管显示30秒倒计时，若在30秒内密码输入正确，则绿灯亮，电磁阀工作，开门，系统不报警；若在30秒内密码输入错误，则红灯亮，蜂鸣器报警；若在倒计时结束时，没有输入密码，则红灯亮，蜂鸣器报警。4.电子密码锁的密码输入模块采用4×3行列式键盘，其中10个按键为数字0-9，另外两个按键分别为“清除/密码修改”键和“确定”键。5.在密码输入状态时，若按“清除”键，可将之前输入的密码清除后，可重新输入新密码。6.在密码输入状态时，必须按下“确定”键表示密码输入完毕。7.在正确输入密码开锁后，可按下“清除/密码修改”键进行系统密码修改，系统支持断电保存密码。
2.4液晶屏显示设计模块
为了使密码锁的密码显示效果更好，本系统采用LCD12864液晶显示器，本显示器自带中文库，显示时会更加简。因此，本设计的密码显示模块采用液晶屏LCD12864来完成。该液晶屏的工作原理是每当按下键盘上面的启动键时，液晶屏就会自行开启，使该显示处于开启状态。反之，按下关闭键盘后，屏幕变黑处于关闭状态。如果启动键和关闭键都没有按下去，液晶屏就会一直处于出厂时的状态。当智能密码锁进行开启时，只要按下开启键，利用矩阵键盘上的数字0-9来输入自己所设置的密码，当按下相应的数字，液晶显示器就会自动显示出一个*,设置了多少位密码，该屏幕也会显示对应的个数。当密码输入完成后按下确认键时，若密码正确，该12864型的LCD显示屏会显示正确，从而会使单片机其中的引脚输出低电平，会与液晶显示屏模块相连的器件自动导通，从而使密码锁打开，一旦输入密码错误，显示不正确，此时单片机当中的引脚输出高电平，使得密码锁无法打开。因此，只要利用该显示模块，就可以完全知道该智能锁是否处于开锁状态。
结语
电子密码锁可以在人们的日常生活中起到至关重要的作用，保护人们的人身和财务安全，密码锁的报警功能、显示功能也是非常实用且便利的，可以更加直观地呈现开锁结果，方便人们的生活。随着科技的进步，我们还需要去研究更加安全、更加多样化的密码锁，为我们的生活带来更多的便利，也使我们的日常生活更加多样化。
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