如何利用电子技术实现密码控制的锁具

一、电子密码锁的设计思路

电子密码锁是一种利用电子技术实现密码控制的锁具。它通常由密码输入设备、控制电路和锁体三部分组成。设计电子密码锁时，需要考虑到安全性、可靠性、易用性和耐用性等因素。

二、电子密码锁的硬件选择

1. 密码输入设备：可以选择键盘、触摸屏、指纹识别等输入方式。根据实际需求选择适合的输入设备。

2. 控制电路：一般采用微控制器(MCU)作为控制核心，用于处理输入信号、控制锁体动作和报警等功能。常用的微控制器有ARM、PIC等系列。

3. 锁体：根据应用场景可以选择电磁铁、电动马达等驱动方式来实现锁具的开关动作。同时，锁体还需要具备报警功能，在非法尝试密码时能够触发报警装置。

三、电子密码锁的软件编程

1. 输入验证：编写程序实现输入密码的验证功能。可以采用简单的密码长度、复杂密码算法等方式来增强安全性。

2. 控制逻辑：根据微控制器的特性，编写程序实现控制电路对锁体的开关控制。同时，还需要考虑到防误操作等功能。

3. 报警处理：在非法输入或多次尝试密码时，控制电路需要触发报警装置，发出警报信号。编写程序实现报警处理逻辑。

四、电子密码锁的制作方法

1. 硬件组装：将选择好的硬件进行组装，连接密码输入设备、控制电路和锁体等部分。

2. 软件调试：将编写好的程序下载到微控制器中，进行软件调试，检查各项功能是否正常工作。

3. 测试验收：对电子密码锁进行全面测试验收，检查密码输入是否正常、开锁逻辑是否正确、报警功能是否正常启动等。

电子密码锁是一种通过密码输入来控制电路或芯片工作, 从而控制机械开关的闭合, 完成*、闭锁任务的电子产品。它具有保密性好、寿命长、操作简单等特点。

本设计采用AT89S51作为主控芯片, 结合外围电路, 组成电子密码锁。用户想要*, 必须先通过键盘输入正确的密码才能将锁打开。密码输入错误时有提示, 为了提高安全性, 当密码输入错误3 次将报警。密码可以由用户自己修改设定, 锁打开后才能修改密码。修改密码之前必须再次输入密码, 在输入新密码时需要二次确认, 以防止误操作。

1 系统设计

本系统共由2 部分构成, 即硬件部分与软件部分。其原理框图如图1 所示。

图1 电子密码锁原理框图

1. 1 系统硬件设计

1. 1. 1电源输入

密码锁主控部分电源需要用5 V 直流电源供电, 其电路图如图2 所示。它可以把频率为50 Hz、有效值为220 V 的单相交流电压转换为幅值稳定的5 V 直流电压。其主要原理是把单相交流电经过变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路转换成稳定的直流电压。

图2 电源输入电路原理图

1. 1. 2 键盘输入

本设计采用的是矩阵式按键键盘, 它由行线和列线组成, 按键位于行列的交叉点上, 密码锁的密码由键盘输入完成。键盘的每个按键功能在程序设计中设置。其具体功能及与单片机引脚接法如图3 所示。

图3 键盘输入原理图

1. 1. 3 密码存储

本设计用EPROM 芯片AT24C02存储密码, 其接线如图4 所示。

图4 密码存储电路原理图

1. 1. 4 复位电路

复位是使CPU 和系统中的其他功能部件都处在一个确定的初始状态, 并从这个状态开始工作。无论是在单片机刚开始接上电源时, 还是断电后或者发生故障后都要复位。根据实际情况本设计选择如图5 所示的复位电路。

图5 复位电路原理图

1. 1. 5晶振电路

本设计中采用12 MHz 作为系统的外部晶振。电容取值为20 pF。其电路图如图6 所示。

图6 晶振电路原理图

1. 1. 6 显示电路

本设计的显示部分由液晶显示器LCD1602来完成。只有按下键盘上的开启按键后, 显示器才处于开启状态。其显示部分引脚接口如图7 所示。

图7 显示电路原理图

1. 1. 7 报警电路

报警部分由陶瓷压电发声装置及外围电路组成, 加电后不发声, 当有键按下时, 发/ 叮0 声, 每按一下, 发声一次, 密码正确时, 不发声直接*, 当密码输入错误时, 单片机的P2. 1 引脚为低电平,三极管T3 导通蜂鸣器发出蜂鸣声报警。电路图如图8 所示。

图8 报警电路原理图

1. 1. 8 *电路

*控制电路的功能是当用户输入正确的密码后,单片机控制电子锁内的微型继电器吸合。当继电器吸合以后带动锁杆伸缩, 这时, 锁勾在弹簧的作用下弹起,完成本次*。*以后, 单片机自动清除掉由用户输人的这个密码。

1. 2 系统软件设计

电子密码锁软件设计由主程序、初始化程序、LCD显示程序、键盘扫描程序、键功能程序、密码设置程序、EPROM 读写程序和延时程序等组成。主程序设计流程图如图9 所示。

图9 主程序流程图

‌密码锁设计‌是指设计一种通过密码输入来控制锁具开启的电子设备。密码锁设计主要包括以下几个部分：

‌输入电路‌：包括时序产生电路、键盘扫描电路、键盘弹跳消除电路和键盘译码电路等，用于接收用户输入的密码‌1。

‌控制电路‌：包括按键数据的缓冲存储电路、密码的清除、变更、存储、激活电锁电路等，用于处理和验证用户输入的密码‌1。

‌显示电路‌：用于显示输入的密码或提示信息，通常使用数码管进行显示‌2。

‌驱动电路‌：根据密码验证结果控制锁具的开启或锁定‌3。

密码锁设计的具体步骤和实现方法

‌总体设计‌：确定密码锁的功能需求，如密码长度、初始密码设置、状态管理(锁定和开启状态)等‌4。

‌硬件设计‌：设计输入电路、控制电路和驱动电路的硬件布局和连接方式‌13。

‌软件设计‌：编写控制程序，包括密码验证逻辑、状态管理、用户界面交互等‌14。

‌调试和测试‌：对设计的密码锁进行功能测试和性能调试，确保其安全性和可靠性‌4。

密码锁设计的原理和应用场景

密码锁通过密码输入来控制电路或芯片工作，从而控制机械开关的闭合，完成开锁任务。它广泛应用于酒店、宾馆、公寓、别墅和家庭等场所，提供高安全性的锁具解决方案‌5。