基于單片機控制的電子密碼鎖

按鍵的操作面板如圖圖2－3所示。共計數字鍵10個(gè)，功能鍵6個(gè)。鍵盤(pán)上還有3個(gè)指示燈和一個(gè)蜂鳴器。

圖3－4 按鍵操作面板示意圖

10個(gè)數字鍵用來(lái)輸入密碼，另外6個(gè)功能鍵分別是：CLR、EN、F1、F2、F3、F4。其中CLR鍵的功能是當輸入密碼錯誤的時(shí)候，清除前面已經(jīng)輸入的數據，重新輸入。EN鍵的功能是確認輸入的密碼。F1是管理模式切換鍵，當用戶(hù)不小心三次輸入密碼都沒(méi)有正確，鍵盤(pán)被鎖定，這個(gè)時(shí)候就可以啟動(dòng)管理模式，使用管理員的密碼來(lái)開(kāi)門(mén)。F2是用來(lái)進(jìn)入修改密碼的狀態(tài)。F3用來(lái)關(guān)閉顯示器，一來(lái)可以節省電量，另外也可以防止不法分子偷窺密碼。F4用來(lái)作電鈴。

上面的3個(gè)指示燈L1、L2、L3是用來(lái)指示操作的狀態(tài)：L1鎖定及輸入指示狀態(tài)燈，正常的情況下顯示紅色，當鍵盤(pán)動(dòng)作的時(shí)候，L1燈開(kāi)始閃動(dòng)，當鍵盤(pán)處于鎖定狀態(tài)時(shí)，指示燈也顯示紅色。L2開(kāi)門(mén)指示燈，當用戶(hù)在規定的時(shí)間內正確的輸入了密碼，此燈轉變?yōu)榫G色，表示開(kāi)門(mén)，否則不顯示。L3是管理員狀態(tài)指示燈，當按下F1后，指示燈自動(dòng)點(diǎn)亮。

面板上還有一個(gè)蜂鳴器，其中一個(gè)功能是用來(lái)指示操作的按鍵是否在成功的按下；另外一個(gè)功能是當用戶(hù)輸入密碼錯誤的次數超過(guò)了3次，鳴笛以示報警。

3．顯示電路設計

本系統設計的顯示電路是為了給使用者以提示而設置的?？紤]到為了節約單片機的口資源，本系統的顯示采用串行顯示的方式，只使用單片機的兩個(gè)串行口，就可以完成單片機的顯示功能，顯示電路的電路原理圖如圖2－5所示。

電路設定：當程序檢測在5分鐘內沒(méi)有按鍵操作的時(shí)候，就關(guān)閉顯示。這個(gè)功能使用程序來(lái)實(shí)現的，一旦沒(méi)有按鍵動(dòng)作就啟動(dòng)一個(gè)定時(shí)器，檢測在5分鐘內沒(méi)有按鍵動(dòng)作的時(shí)候，啟動(dòng)一個(gè)程序，關(guān)閉顯示，這樣可以達到節省電能的目的。

從單片機串口輸出的信號先送到左邊的移位寄存器（74HC164）,由于移位脈沖的作用，使數據向右移，達到顯示的目的。移位寄存器74HC164還兼作數碼管的驅動(dòng)，插頭1（header1）接電源，插頭2（header2）接數據和脈沖輸出端。電路中的三個(gè)整流管D1~D3的作用是降低數碼管的工作電壓，增加其使用壽命。

圖3－5 顯示器原理圖

4．AT24C02掉電存儲單元的設計

掉電存儲單元的作用是在電源斷開(kāi)的時(shí)候，存儲當前設定的單價(jià)信息。AT24C02是ATMEL公司的2KB字節的電可擦除存儲芯片，采用兩線(xiàn)串行的總線(xiàn)和單片機通訊，電壓最低可以到2.5V，額定電流為1mA，靜態(tài)電流10Ua(5.5V)，芯片內的資料可以在斷電的情況下保存40年以上，而且采用8腳的DIP封裝，使用方便。其電路如圖2－5所示。

圖3－7 掉電存儲電路原理圖
圖中R8、R10是上拉電阻，其作用是減少AT24C02的靜態(tài)功耗，由于A(yíng)T24C02的數據線(xiàn)和地址線(xiàn)是復用的，采用串口的方式傳送數據，所以只用兩根線(xiàn)SCL（移位脈沖）和SDA（數據/地址）與單片機傳送數據。

每當設定一次單價(jià)，系統就自動(dòng)調用存儲程序，將單價(jià)信息保存在芯片內；當系統重新上電的時(shí)候，自動(dòng)調用讀存儲器程序，將存儲器內的單價(jià)等信息，讀到緩存單元中，供主程序使用。

5．密碼鎖的電源電路設計

為了防止停電情況的發(fā)生，本電路后備了UPS電源，它包括市電供電電路，停電檢測電路，電子開(kāi)關(guān)切換電路，蓄電池充電電路和蓄電池組成。電源電路圖如圖2－8所示。

圖3－8 市電供電電路

220V市電通過(guò)變壓器降壓成12V的交流電,再經(jīng)過(guò)整流橋整流,7805穩壓到5V送往電子切換電路，由于本電路功耗較少，所以選用10W的小型變壓器。