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摘要：本文主要以AT89S51單片機為作為主要器件，并結合相應的電路，使用恰當的編程設計及其I/O端口,以及控制的準確性，利用軟件程序促使電子密碼鎖達到安全防盜的實際作用，密碼鎖的輸入和顯示程序都可以通過系統完美的呈現。系統功能具有一定的實用性，有著較高的成本，相信在未來的發展中可以有著良好的發展前景。

關鍵詞：單片機;電子密碼鎖;掃描

隨著人們生活質量的不斷提高，同時也增強了保護意識，生活中所存在的安全防盜意識得到了人們的重視。人們對安全保險器件的要求越來越高，傳統的鎖已不能滿足人們對于安全能力的需求，電子密碼鎖的出現正好迎合了大眾的心理，這種密碼鎖具有較強的報警功能，而且應用起來較為方便，有著較強的安全性，密碼鎖設計方法恰當，不需要花費大量的資金就可以使用到，有著較強的實用意義。電子密碼鎖的工作原理，就是在電子電路的控制下通過使用密碼來控制芯片，進而實現密碼鎖的開關功能。這樣也就達到了密碼鎖的開鎖、關鎖作用。本文主要就單片機也就是FPGA芯片為例，并通過編程達到相應的要求。

1電子密碼鎖功能簡述

用戶可以通過鍵盤輸入指定的密碼，當系統確認以后相關人員就可以調換密碼，在密碼的變化下函數值也有所變化，如果在設定的時間內密碼顯示正確，結果就是能夠將門打開。假如沒有在指定的時間里面完成輸入，那么系統就會將密碼清除干凈，并出現相關提示，這時需要按照提示重新輸入密碼。如果是人為原因造成密碼輸入錯誤，最簡單的方法就是將錯誤密碼徹底刪除重新輸入。在每次輸入密碼時，都可以有相應的驗證或者校驗，倘若密碼錯誤那么就可以將報警系統啟動，當密碼輸入錯誤以后到規定次數，那么密碼就需要將其鎖定相應的時間，在這個時間過去以后就能夠重新輸入。而對于初始密碼的設定來說，通常都是由系統本身決定的，用戶可以設置家人熟記、容易忘數字來作為密碼，如果需要修改密碼一定要先正確的輸入原來的密碼，倘若輸入原來的密碼出現錯誤，那么系統就會出現報警功能并且會退出修改狀態。

2系統軟件設計

2.1開鎖電路原理

在電子密碼鎖電路中起決定性作用的應當屬開鎖機構電路,利用單片機控制開鎖執行機構電路,電路促使電磁鎖吸合,從而達到開鎖的目的。如果用戶在規定的時間(10S)內密碼輸入正確，單片機便輸出開門信號,送到開鎖驅動電路,開鎖機構由驅動電路和執行開鎖電路兩級組成。由D1、R1、T1組成驅動電路,其中T1可以選擇普通的小功率三極管如9014、9018都可以滿足要求,D1作為開鎖的提示。由D2、C、T2組成執行開鎖電路,其中D2、C是為了消除電磁鎖可能產生的反向高電壓以及可能產生的電磁干擾從而起到保護電路的作用。T11可選用中功率的三極管如8050,電磁鎖的選用要視情況而定,但是吸合力要足夠且由一定的余量。當單片機輸入開門信號時驅動電路T1導通從而D1發光提示開鎖,同時驅動T2,T2導通執行開鎖。

2.2存儲電路原理

采用某公司推出的容量為512KB的串行電可擦除、可編程存儲芯片AT24C512設計,傳輸方式為I2C總線。這樣設計的優點在其簡單性和處理的高效性上。一般A0、A1、WP接VCC或GND,SCL、SDA接上拉電阻(上拉電阻的阻值可參考有關數據手冊選擇,通常可選5K到10K的電阻,設計中選用的電阻阻值為10K)后再接單片機的普通I/O口,即可實現單片機對AT24C512的操作。在對AT24C512開始操作前,需要先發一個8位的地址字來選擇芯片以進行讀寫。其中要注意“10100”為AT24C512固定的前5位二進制;A0、A1用于對多個AT24C512加以區分;R/W為讀寫操作位,為1時表示讀操作,為0時表示寫操作。AT24C512內部有512頁,每一頁為128字節,任一單元的地址為16位,地址范圍為0000～0FFFFH。

3密碼校驗設計

就密碼校驗的設計來說，相關人員應當是站在安全的立場出發，當密碼被保存下來以后，僅僅需要在密碼判斷的時候將相應地址準確的找出，然后進行調整，調整之后密碼鎖就會輕松被打開。顯而易見，這樣的設置毫無安全可講，密碼鎖也就失去了保護的意義。如果增加密碼校驗內容，能夠在某種意義上將安全性能加以提升。相關人員將密碼設置完成以后，利用多位同亦或是相關運算的方式，將密碼逐漸轉變成運算以后所呈現出來的另一種方式，與此同時將該數據儲存到相應的地址里。就每一次設定密碼而言，在對密碼進行存儲的過程中也能夠成為校驗位，在實際讀取的過程中，不但要對密碼是否具有精準性進行辨別，而且還應當對密碼做好恰當的校驗工作，簡答的說是設置了兩道防護層，將安全性能加以提升。不僅僅如此，盡管普通密碼可能會在某些時候被竊取，但是校驗運作形式是處于保密的狀態，這樣也不會將電子密碼鎖打開的。其處理關系程序中簡單體現如下:

逐位比較用戶輸入密碼和系統密碼

如果某位不一致則結束循環不再做后續比較

定時器的作用可以簡單理解為在規定時間內限制密碼輸入次數和進行鍵盤鎖定。定時器0中斷的作用是給系統鎖定鍵盤限時,當用戶三次錯誤輸入密碼后啟動定時器0,定時器0中斷后隨著函數的變化來判斷限時時間，如果時間已到就停止定時器0并解除鍵盤鎖定。定時器1中斷的作用是限時輸入密碼,當用戶第一位輸入密碼后啟動定時器,通過定時器1中斷后函數的變化來判斷是否到限時時間,如果時間已就停止定時器1并清除輸入的密碼。

參考文獻

[1]張恒坤.基于單片機的電子密碼鎖系統設計[J].黑龍江科技信息，2015(29).

[2]張建波.基于單片機的電子密碼鎖設計[J].電子制作，2015(10).

[3]林歡,許建明,陳炯明.基于單片機的電子密碼鎖設計[J].電子世界，2016(10).

作者：肖萌萌 單位：黑龍江工商學院