基于单片机串行通信的密码锁设计研究
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[摘 要]随着计算机科技的发展，对于研究基于单片机串行通信的密码锁设计有了更加重要的意义。本文通过分析电子密码锁的系统设计，探讨了基于AT89C51单片机串行通信的电子密码锁的软硬件设计。
[关键词]单片机；串行通信；密码锁；系统设计
中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）07-0334-01
1 引言
在当今社会，安全防盗已经成为专业的社会问题，而锁自古以来就是防盗的重要工具，目前国内大部分人使用的还是传统的机械锁，然而眼下假冒伪劣的机械锁互开率非常之高。鉴于机械锁的这些弊端，电子密码锁作为一种新型的锁，满足人们对锁的使用要求， 增加其安全性，具有报警功能的电子密码锁保密性高， 使用灵活性好， 安全系数高， 密码锁设计方法合理， 符合电动车、实验室等用锁要求， 具有推广价值。电子密码锁采取单片机的串行通信技术，通过密码输入来控制电路或是芯片工作， 从而控制机械开关的闭合， 完成开锁、闭锁工作。
2 密码锁的系统设计
2.1设计思路
本设计采用了AT89C51单片机串行通信电子锁系统，进行初始化设置，启动密码锁功能，系统控制指令通过单片机进行实现，单片机根据实际操作情况分配部件工作内容，程序操作性强、方便简洁。使用者从机动车卡扣上取下机器，此时机器总电源通过其母卡扣与机动车上公卡扣的机关作用，当卡扣脱离时机器自动上电，使用者可以通过旋转和按压编码器的动作依次产生各个位的数据或字母。可隨意更改密码，保密概率最低10万种可能。当确认编码器所调整的数据和预定的数据一致，按压编码器，则自动开启电门锁和打火回路，车辆启动，随后显示器进入休眠状态，机器在收缩线缆作用下收纳于机动车车身。关闭时，使用者将机器扣回机动车上的共卡扣，当机器母卡扣与机动车上的卡扣轻压结合时，机动车自动断电，实现零功耗。
2.2密码锁的设计原理
密码锁包括设有锁销的锁体，锁销由电动机传动机构驱动；其特征在于：锁体上设有电子钥匙插孔，电子密码锁的工作电路包括设于电子钥匙内的单片机[a]和设于锁体内的单片机[b]，单片机[a]的串行口RXD、TXD设置于电子钥匙上；单片机[b]的串行口RXD、TXD设置在锁体的电子钥匙插孔内，电子钥匙插入锁体的插孔时，单片机[a]的串行口RXD、TXD与单片机[b]的串行口TXD、RXD对应连接，实现串行口通信，单片机[b]的输出端与电动机传动机构的控制输入端相连。系统电路原理图如图1所示：
3 电子密码锁的软硬件设计
3.1硬件设计
该设计涉及到的主要器件有：主控芯片AT89C51单片机、收缩线缆、壳体、挡板、显示器、编码器、轻触开关、卡扣。单片机系统主要是使单片机能稳定工作， 来控制整个系统实现密码锁的功能。壳体设有显示器、挡板、卡扣、轻触开关、线缆等，内设无线电路可由手机app控制开启电动车。内设置电池盒，可由外部电源供电工作。挡板围绕显示器四周分布，以防止偷窥密码。编码器采用如桥田品牌的EC11选择编码器或欧姆龙品牌e6b2-cwz6c 编码器，通过电路改接使其含旋转和按压，分别实现调数据和按键功能，其作用是调整及确认所输入的字符信息。
3.2软件设计
该设计程序分为主程序和中断服务子程序，主程序负责扫描键盘输入、密码判断和LCD1602显示功能。中断服务子程序主要负责机械上锁、开锁、智能锁定及报警。其工作的主要过程为：根据LCD显示器的显示提示，选择输入密码或者修改密码。若为输入密码，则键盘扫描密码，并存入数组，再取AT24C02里存有的数据经过解密处理后进行比较，密码正确则开锁并提示，如错误，显示错误提示信息；若为修改密码，同样先将输入的密码与AT24C02中提取解密处理后的密码比较，如正确，则修改密码，输入两次相同新密码表示修改成功并将新密码经过加密处理后存储在AT24C02中并覆盖原有的数据，如错误，显示错误提示信息。主程序流程图如图2所示。
4 结束语
基于单片机串行通信技术的电子密码锁系统设计具有较高的安全性与可靠性，软硬件设计简单，易于开发，成本较低，操作方便。通过对电子密码锁模块进行调试与设计，成功实现了密码锁系统主控、LED显示、密码开锁与报警等功能。经实物测试，本设计可用于各类电动车、实验室、办公场地等的智能防盗系统中，提供针对性的现代化密码管理和智能化防控，有一定的实用性。
参考文献
[1]姜彬，居小琴. 基于AT89C51单片机的电子密码锁系统设计[J]. 无线互联科技，2014（12）：30+32.
[2]刘卫卫，王志坤. 一种智能电子密码锁的设计[J]. 硅谷，2015，8（03）：11+15.
[3]李俊仕. 关于单片机电子安全密码锁的设计论述[J]. 电子制作，2015（15）：82+78.
[4]彭松，赵丽媛，王闳，武桐桐，张百发. 智能电子密码锁的设计与研究[J]. 电子制作，2014（04）：60-61.
[5]李飞. 基于单片机与串行通信的电子密码锁设计[J]. 电子制作，2014（06）：6-7.
[6]王福艳. 面向金融领域的新一代智能密码锁系统的研究及应用[D].辽宁科技大学，2016.
作者简介
王婷，1998，女，汉族，云南省昭通市，学生，本科，研究方向：旅游管理。
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