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用AT89C2051设计一款实用的电子密码锁

用AT89C2051设计一款实用的电子密码锁

点击数:7105 次   录入时间:03-04 11:35:11   整理:http://www.55dianzi.com   电子锁

  该电子密码锁是一种实用型机、电一体化设计技术(专利号:ZL.96218049.6),该技术采用单片机密码识别及信号输出控制,提高了整体电路的稳定性和可靠性,并且简化了硬件电路的设计。由EPROM(24C02)构成的密码存储器可防止主机在断电的时候将用户的设置密码丢失,更增加了其安全系数。该技术中独特的电子锁,完善了目前市场上普遍采用的电子锁具不防撬、容易被破坏的缺陷,将整体的安全系数明显提高。
  
  具体功能
  
  系统设置有9位数的原始密码,使用期间,用户可以自行更改密码(1-9位数)。
  
  断电后不丢失密码。
  
  连续三次输入错误密码将立刻发出报警(防破译功能)。
  
  控制电路组成  

  电子密码锁的控制电路主要由:单片机程序控制、外部扩展存储器、数字输入键盘、终端执行电路、防破译自动报警、电压整流及稳压输出等部分组成(下图为该电路的原理图)。

电子密码锁的控制电路


  
  电子锁结构组成
  
  电子锁的结构设计(如下图),它是由:微型变速电机、锁体、万向结、锁栓推动杆、锁栓、限位顶丝等组成。该电子锁的特点为:防撬防破坏、开锁力矩大、功耗低。

  知,锁栓是由于“锁栓推动杆”的丝扣反向旋转才被推出锁体的(当停止供电后,锁栓已被自锁),要想让锁栓回到锁体内(开锁),就必需要求“锁栓推动杆”的丝扣正向旋转才能将锁栓拉回锁体内。否则,外界无论采用任何工具都无法将“锁栓”推回锁体。而传统的电子锁容易被撬开的缘故就是因为锁栓没有“自锁功能”造成的。另外该电子锁使用的微型变速电机每分钟为150转,锁栓被推出锁体或进入锁体所需的时间为10秒钟左右,锁栓运动的速度比较慢,因此将速度转换为力矩,从而在上锁或开锁时所需的驱动电流也就很小(150mA左右),(普通电子锁的开锁电流为l000mA左右)
  
  控制电路工作原理
  
  Ul采用98C2051单片机,该单片机通用性强、性能稳定,适合于设计中小型控制程序。U1的Pl.0-P1.6口为外置密码键盘的纵向输入线和横向输入线,P1.7口为正常开锁信号控制端,P3.7口为防破译密码告警端,P3.2口为密码存储启动开关。
  
  当整机电路供电后,只要按动”KX”键(电子锁电压转换开关),电子锁就会提供反向电压,于是电子锁的锁栓被自动推出锁体(原理见上述)。
  
  98C2051单片机上电后,便开始检测是否有外部密码输入,如有输入则等待按(#)键确认。确认后单片机就立即将输入的密码与报存的密码进行比较,比较后如密码的值相等,单片机的P1.7口就会输出一低电平信号(开锁信号),于是Ql正向导通,Ll触点吸合,此时便给电子锁的微电机提供了正向电压,于是锁栓被拉入锁体内,电子锁被打开。开锁时,单片机P1.7口输出开锁电平信号的时间要与锁栓复位所需要的时间相同。
  
  如果单片机检测到输入的密码与保存的密码比较后不相同,便会输出一声较长的提示音。此后假若又连续两次输入错误密码,单片机的P3.7口会输出低电平信号。由Q2、Q3组成的复合功率驱动电路得到正偏置电压后,就会驱动报警器发出报警声,报警2分钟后单片机的P3.7口停止输出报警信号。单片机又重新开始等待检测输入的密码。
  
  由Q4、C6、Yl、Rl0、Rll、R12组成“有效按键”提示音,每当键盘中的任何一个键按下后,经单片机确认为有效按键时,单片机的P3.3口就会输出0.2秒的音频信号。此信号经C6、Q4耦合放大后,Yl便发出提示音。当连续2次输入错误密码时,P3.3口会输出0.5秒的音频信号以作警告。
  
  Kl为修改密码启动开关,当需要修改现有密码时,应先输入新的密码,然后按动Kl键,单片机就将新输入的密码带替原来的密码。
  
  外部存储器(24C02)的作用是保存输入的密码。当每次输入新的密码后,单片机就会通过数据线将这组密码写入24C02中。即使停止供电,24C02中所保存的密码也不会丢失。当恢复正常供电后,单片机可随时从24C02中读取保存的密码。
  
  供电部分供电部分的D3-D6、C9、Cl0为整流电路,它们将输入的13-15V交流电压转换为直流电压后输入给U3(12V稳压)和U4(6V稳压),然后输出+12V和+6V的稳定电压。VCC电压是为主机供电,而+12V电压是专为报警器供电。因报警器的耗电比较大,输出频率不稳定,如不采用单独电源供电,就容易造成对CPU的直接干扰。


  
  电子锁工作原理
  
  当给电子锁的微电机反向供电时,电机主轴通过带动“万向结”使得“锁栓推动杆”逆时针方向旋转,又由于锁栓受到限位顶丝的左右定位(只能前后运动),于是锁栓被推出锁体。当锁栓被推出锁体一定长度后,由于有“限位顶丝”的限制,于是锁栓就无法再被推出,这样锁栓被“锁定到位”。当给微电机正向供电时,电机主轴通过带动“万向结”使得“锁栓推动杆”顺时针方向旋转。于是锁栓被拉回锁体内,还是由于“限位定丝”的作用,待锁栓被拉回到正常位置后,锁栓停止运动,此时“开锁”过程结束。
  
  由上述电子锁的工作原理可




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