基于AT89S51的多功能电子密码锁设计

　　0引言

　　当前虽然许多智能锁(如指纹辨别、IC卡识别)已相继问世，但这类产品是针对特定指纹或有效卡，只能适用于保密要求高且仅供个别人使用的箱、柜、房间等。另外，卡片式的IC卡易丢失和损坏，加上其成本较高，在一定程度上限制了这类产品的普及和推广。

　　电子密码锁具有安全性能高、成本低、功耗低、操作简单等优点使其作为防盗卫士的角色越来越重要。现有国内市场上的电子密码锁有的是通过购买一些产品模块再开发，不具备自主知识产权;有的是自主研发的，但其功耗与成本都比较高，不具备广泛的应用价值。为了克服这些缺点，从经济实用角度出发，采用单片机AT89S5l与低功耗CMOS型E2PROM AT24C02作为主控器件与数据存储器单元，设计一款可更改密码，具有报警、实时监控和远程管理功能的电子密码锁。该电子密码锁体积小，易于开发、成本较低，安全性高，能将其存储的现场历史数据及时上报给上位机系统，实现网络实时监控，方便管理人员及时分析和处理数据。

　　1 电子密码锁的硬件设计

　　电子密码锁的硬件由核心处理模块、电源管理模块，执行模块和通信模块组成，其电路结构如图l所示。

　　1.1 核心处理模块

　　核心处理模块是电子密码锁工作的核心，它不仅要对密码锁的信息进行处理，还要负责调度各种程序稳定的运行并控制其他模块，其模块主要由单片机，键盘，存储器，显示电路组成。其中，单片机是核心处理模块的核心部分，其主要任务是配合软件来完成信息处理和记录、控制调度其他部分正常工作、电器的控制、密码校对和修改等工作。从电子密码锁功能的需要、性价比、程序的数据量和接口电路等多方面综合考虑，本文选用ATMEL公司的AT89S51单片机作为控制器的核心。键盘电路的设计采用4×4行列键盘的形式，直接由AT89S51的Pl口的高、低字节构成。

　　电路中选用AT24C02作为密码和开锁信息的存储器，该存储器是一款具有I2C总线接口的串行EEFROM，由于AT89S51单片机没有I2C总线接口，在电路上选用单片机的P2.2、P2.3分别与AT24C02的SCL和SDA线相连，软件上实现模拟I2C总线接口。在该存储器中还保存着用户修改后的一级、二级权限密码和最近20次开锁的具体时间，以及非法偷、套密码的提示信息，用户通过按键可方便的实现查阅。存储器与单片机的连接如图2所示。鉴于该系统在功能上要求实现密码输入提示、开锁信息的查阅、时间显示等信息，并从低成本出发，故选用SMCl602A液晶显示模块作为显示电路，其电路结构如图3所示。