基于单片机的密码锁设计

2018-01-16刘志君王亭

辽宁科技学院学报 2017年6期

刘志君，王亭

(辽宁科技学院电信学院；辽宁本溪 117004)

0 前言

在日常的生活和工作中，住宅与部门的安全防范、单位的文件档案以及一些个人的重要资料都需要加锁来解决。随着人们生活水平的提高，人们的安全意识也逐渐加强，传统的机械锁存在着钥匙丢失，钥匙被复制等安全隐患。新式的电子指纹密码锁以其安全性高，功耗低，易操作等优点受到越来越多的人欢迎。

1 AT89C52单片机

1.1 AT89C52介绍

AT89C52有40个引脚，2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2 个读写口线，4组8位的可编程I/O口，分别为PO、P1、P2、P3口，每个口有8位，共有32根。时钟电路和复位电路图如图1.1：

图1.1 单片机的时钟电路和复位电路

2 系统设计

2.1 系统硬件设计

主电路采用AT89C52作为主要芯片，由显示模块、指纹模块、矩阵键盘模块、开锁模块和蜂鸣器报警模块等组成.通过在矩阵键盘输入6位密码或指纹进行匹配，利用1602进行信息显示。利用Keil软件进行编程和调试，最终生成二进制文件，下载到单片机内部解析，进而实现密码开锁功能。

2.2 指纹模块

指纹的采集采用传感器GC0307COMS芯片，传入单片机内部进行处理分析，指纹的一般状态有识别，清除，用按键来标记。指纹数据信息可以用1602液晶显示来获取;并且对数据进行分析处理，如果指纹录入错误会进行提示;根据蜂鸣器是否报警判断指纹或密码是否正确。对于指纹的获取是根据数字模式来采集，之后转换成数字形式进行分析;接着对得到的图像进行预处理，利用技术，在图像提高、划分、细节等分析是的很容易得到了较容易分析的指纹图像：对处理后的图像信息进行收集，在单片机内部对数据信息进行处理，LCD1602与52单片机相应联系，单片机处理后在显示屏上显示结果，正确与否用蜂鸣器是否报警来辨别。如果指纹识别有误则说明录入的指纹错误。GC0307COMS引脚图如图2.1：

图2.1 GC0307COMS引脚图

2.3 显示模块

显示部分由液晶显示器lcd1602完成。开锁时，利用键盘上的数字键0--9输入密码。所输入的密码则会显示在屏幕上，出于安全考虑密码用*代替。当密码输入完成时，根据输入密码的正确与否，显示器作相应的显示。本系统设计的显示电路是为了给使用者以提示而设置的。在电路中P0.0～P0.7连接的是显示器的第7～14的管脚进行8位双向数据端；第4、5、6的管脚分别控制RS为寄存器选择、RW为读写信号线、EN端为使能(enable)端；第3管脚接的控制背光亮度的可调节电阻〔13〕。通过软件实现数字和位控制，实现屏幕上各个字符的显示。1602和单片机连接原理图如图2.2：

图2.2 LCD1602与单片机连接图

2.4 矩阵键盘模块

若按键的个数较多时，如果想减少IO口的使用，那么就根据矩阵的形式排列按键。矩阵式键盘中，在垂直和水平线的交叉处是不重合的，它的连接是通过按键实现的。矩阵键盘是个不错的选择。它识别按键的方法如下：我们首先要判断哪个按键被按下，找到按键按下的位置，如果有键按下，闭合键就可以进行确定。不断将将行线置于低电平，其于线置为高电平，如果根行线诊断为低电平，之后检测每个行线。键盘选取4乘4键盘，其中包括0123456789，复位、确认与清除键十三个键盘。矩阵键盘电路与单片机接口如图2.3：