电子密码锁控制电路设计-毕业设计(2)

输入按扭开关组5秒定时电路 20秒定时电路 声光指示电路 输入锁存电路 开锁控制电路 密码存储电路

图1.1-2 数字逻辑控制方案电子密码锁原理框图

机械动作构件 1.2 方案选择

由于利用单片机灵活的编程设计和强大的I/O端口，及其控制的准确性，不但能实现基本的密码锁功能，还可以增添掉电存储、声光提示等功能，故选用方案一。

2 单元模块设计

2.1 硬件支持

使用的元器件有：核心芯片AT89C52、存储芯片AT24C02、液晶显示1602A、4×4矩阵键盘、报警蜂鸣器、发光二极管和三极管。 2.2 功能单元模块设计 2.2.1 开锁机构

通过单片机送给开锁执行机构，电路驱动电磁锁吸合，从而达到开锁的目的。 当用户输入的密码正确时，单片机便输出开门信号，送到开锁驱动电路，然后驱动电磁锁，达到开门的目的。本次设计中，基于节省成本考虑，用发光二极管代替电磁锁，信息通过LCD显示，并利用蜂鸣器和二极管声光指示。其中，绿发光二极管亮，表示开锁；否则，表示密码输入错误并开启报警电路。如图2.2.1-1所示，为密码锁开锁电路原理图。

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超次锁定 STC89C52 单片机 密码 正确 是 开锁驱动电路 否 电磁锁

图2.2.1-1 密码锁开锁电路原理图

2.2.2 矩阵键盘设计电路

每一条水平（行线）与垂直线（列线）的交叉处不相通，而是通过一个按键来连通，利用这种行列式矩阵结构只需要M条行线和N条列线，即可组成具有M×N个按键的键盘。由于本设计中要求使用16个按键输入，为减少键盘与单片机接口时所占用的I/O线的数目，故使用矩阵键盘。本设计中，矩阵键盘行线和单片机P1.0-P1.3相连，列线与AT89C52 P1.4-P1.7相连。如图2.2.2-1所示，为矩阵键盘设计电路图。

1 2 3 * 4 5 6 * 7 8 9 * 输入密码 0 确认 更改密码

图2.2.2-1 矩阵键盘设计电路图

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键盘扫描采用行扫描法，即依次置行线中的每一行为低电平，其余均为高电平，扫描列线电平状态，为低电平即表示该键按下。

2.2.3 声音提示电路设计

声音提示电路采用小蜂鸣器提示。蜂鸣器能够根据脉冲信号，以及信号的频率发出各种不同的声音，这样可以根据系统要求在密码出入正确和密码输入错误时发出不同的声音提示，已达到报警的要求。如图2.2.3-1所示，为蜂鸣器电路。

图2.2.3-1 蜂鸣器电路图

2.2.4 显示模块设计

本设计中，显示电路采用1602A液晶显示器显示。如下所示，图2.2.4-1为1602A液晶显示器的接口示意图，表2.2.4-1为液晶显示器接口说明。

图2.2.4-1 液晶显示器借口示意图

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表2.2.4-1 接口说明 管脚序 名称 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

VSS VCC V0 RS R/W E DB0 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7 BLA BLK 电平 0V 5.0V — H/L RS=L，选择指令寄存器 H/L H,H→L H/L H/L H/L H/L H/L H/L H/L H/L 5.0V 0V 读写信号线：R/W=H，读操作；R/W=L，写操作 使能信号 数据线 数据线 数据线 数据线 数据线 数据线 数据线 数据线 背光电源正极 背光电源负极 功能描述 接地 电源输入 LCD驱动电压输入 寄存器选择：RS=H，选择数据寄存器； 本设计中液晶串口一共用到11根导线与单片机相连， 具体连接情况如表2.2.4-2显示模块与MCU连接说明所示。

表2.2.4-2 显示模块与MCU连接说明 序号 1 2 3 4 1602A液晶显示器引脚 RS引脚 R/W引脚 E引脚 D0引脚 STC89C52单片机引脚 P2.5(A13) P2.6(A14) P2.7(A15) P0.0(AD0) 5

5 6 7 8 9 10 11

D1引脚 D2引脚 D3引脚 D4引脚 D5引脚 D6引脚 D7引脚 P0.1(AD1) P0.2(AD2) P0.3(AD3) P0.4(AD4) P0.5(AD5) P0.6(AD6) P0.7(AD7) 2.2.5 AT24C02掉电存储单元的设计

本设计中掉电存储单元采用AT24C02外部存储器，其作用是在系统电源断开的时候，存储当前设定的密码数据。

AT24C02是一个2K位串行CMOS E2PROM，内部含有256个8位字节， 含一个16字节页写缓冲器，具有写保护功能。其采用两线串行的总线和单片机通讯，电压最低可以到2.5V，额定电流为1mA，静态电流10Ua(5.5V)，芯片内的资料可以在断电的情况下保存40年以上，而且采用8脚的DIP封装，使用方便。如下所示，图2.2.5-1为AT24C02管脚示意图，表2.2.5-1为AT24C02管脚说明。

A0 1 8 VCC A1 2 C02 7 WP A2 3 6 SCL GND 4 5 SDA

图2.2.5-1 AT24C02管脚示意图

表2.2.5-1 AT24C02管脚说明 管脚名称 A0 A1 A2 SCL 功能 器件地址选择 串行时钟信号 6

管脚名称 SDA WP 功能 串行数据/地址 写保护

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