高安全数字密码锁探析

摘要： 随着人们生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一问题也变得尤为突出，传统的机械锁由于其构造的简单，被撬的事件屡见不鲜，高安全数字密码锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的欢迎。

关键词： 高安全数字密码锁； 结构； 体统

中图分类号： TN79 文献标识码： A 文章编号： 1009-8631（2012）06-0032-01

一、高安全数字密码锁简介

本文设计了一个基于单片机AT89C51的高安全性数字密码锁，硬件电路结构简单，成本价格低廉。锁内有5伏蓄电池供电，可长期处于待机状态，且该锁能防止多次试探。该系统可由用户自行设定和修改密码，密码长度为8位，每位取值为0--9，最高有108个组合方式，安全性高。此外，该锁还配置了一组备用密码，以满足用户管理的特殊需求。

1.高安全性数字密码锁系统的基本组成

（1）13键的键盘输入设备。包括：10个数字键（0～9），3个功能键。（2）8位数码显示输出设备。包括：8个数码管，两片74LS240反相器。（3）主芯片控制设备。包括：AT89C51，硬件复位。

2.开锁原理图（如图2-1）

工作原理：系统采用5伏电源供电，用户通过键盘输入8位开锁密码，单片机AT89C51通过P1端口扫描键盘存储相应键值，然后，按照键值转化表将输入键值转化为对应数据密码并存储，再将输入的数据密码与单片机内预置的开锁密码进行校对，如果输入的8位密码正确，则通过P3.4端口发出开锁信号给功率放大器，然后由继电器驱动电磁铁带动门闩开锁。如果键入8位开琐密码不正确，则通过P3.5端口发出一个报警信号，通过功率放大器驱动蜂鸣器报警5秒钟，以提醒他人注意，同时请求用户重新输入密码，如果键入的8位开锁密码连续错三次，则发出一个报警信号，通过功率放大器驱动蜂鸣器报警10分钟，同时禁止键盘输入。

3.密码更改原理图（如图2-2）

工作原理：用户通过键盘输入8位原密码，单片机AT89C51通过P1端口扫描键盘存储相应键值，然后，按照键值转化表将输入键值转化为对应数据密码并存储，再将输入的数据密码与单片机内预置的开锁密码进行校对，如果输入的8位原密码正确，则请求用户输入新密码，即可更改数字密码锁内的预置的开锁密码。如果键入8位原密码不正确，则通过P3.5端口发出一个报警信号，通过功率放大器驱动蜂鸣器报警5秒钟，以提醒他人注意，同时请求用户重新输入原密码，如果键入的8位原密码连续错三次，则发出一个报警信号，通过功率放大器驱动蜂鸣器报警10分钟，同时禁止键盘输入。综合考虑，上述高安全性数字密码锁的设计方案是切合实际的，是完全能够实现的。

二、数字密码锁硬件电路结构

1.设计与实现。高安全性数字密码锁硬件系统结构包括四个部分：单片机89C51系统控制电路和上电复位电路；4*4矩阵式键盘输入电路；8位数码管显示电路；门锁，报警控制单元电路。

2.硬件系统设计原则和方案。一个单片机应用系统的硬件电路设计包含有两部分的内容：一是系统扩展，即单片机内部的功能单元；二是系统配置，即按照系统功能要求配置设备，要设计合适的接口电路。

三、高安全数字密码锁硬件系统设计方案

高安全数字密码锁硬件设计原理图：（如图 3-1）

四、高安全数字密码锁主程序设计

高安全性数字密码锁上电后，首先完成初始化工作，包括：置AT89C51的P3.4和P3.5控制口均为低电平，分别将密码锁上锁和禁止蜂鸣器报警；在AT89C51的RAM30～38单元中设置密码锁的初始密码；将AT89C51的临时密码存储空间RAM40H～48H单元清空，将8位数码管显示器设为全灭状态；将AT89C51临时数据存储空间50H～52H清零。然后等待键盘输入开锁密码，将输入密码存储在AT89C1的40H～48H单元的数组存储区，同时将密码数据送8位数码管显示器显示，再将输入密码与密码锁内初始化密码30H～38H数据进行比对，如果一致，则在P3.4口输出一个低电平，通过三极管将电流放大点亮数码管，即正常开锁。如果输入密码错误，则在P3.5口输出一个低电平，通过三极管将电流放大驱动蜂鸣器报警5秒钟，同时请求用户重新输入密码。当用户更改密码时，系统请求用户输入原密码，当输入密码与原密码一致时，密码锁开锁，请求用户输入新密码，并将输入的新密码存储在AT89C51的密码存储区30H～38H中，否则驱动蜂鸣器报警5秒钟，请求用户重新输入原密码。当连续三次输入错误密码时，AT89C51驱动蜂鸣器报警30秒钟，同时置键盘输入接口P1.0～P107全为高电平“1”，禁止键盘输入。

五、本设计内容总结

高安全数字密码锁硬件和软件联合调试结果表明：整个设计方案完全可以满足普通用户的需求。在此基础上，做出了该设计的样品。

1.样品特点。（1）产品性能必须安全，稳定，可靠。且可以防止多次试探。（2）用户可以自行设置和修改密码。（3）在任何掉电情况下，备用密码均不会丢失且保持不变。 （4）键入的8位开锁密码完全正确才能开锁。（5）如果键入的8位开锁密码不正确，则报警5秒钟，以提醒他人注意。（6）如果开锁密码输入错3次，则报警10分钟，报警期间输入密码无效。（7）成本价格要比较低廉,适合广大用户需求，易于实现产品化。

2.高安全数字密码锁前景与展望。高安全数字密码锁采用5V电源供电，硬件结构简单，可以实现长时间稳定工作，具有成本低，性能可靠，安全性强，使用方便的特点，能够满足用户的需求，且易于实现产品化，适合于大规模生产。本设计对于智能化的门禁系统在日常生活中的发展和应用具有重要的意义。有助于新型电子式密码锁广泛应用，取代落后的机械式密码锁。