2024年3月9日发(作者：)

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基于AT89C51单片机的电子密码锁系统设

计

作者：姜彬 居小琴

来源：《无线互联科技》2014年第12期

摘 要：随着电子技术的不断发展和电子产品的智能化进步，电子密码锁在市场各领域的

运用也变得越来越广泛，对于电子密码锁相关性能的研究也具有了极其重要的意义。本文提出

的基于AT889C51单片机电子密码锁系统，采用了单片机AT89C51作为系统核心组件，并通

过电源电路、矩阵电路、LCD显示电路以及报警电路构成密码锁系统，实现了安全、便捷的

密码锁读取功能，确保了密码锁的安全，具有较高的市场推广价值。

关键词：AT89C51单片机；电子密码锁；C语言

电子密码锁在当前市场运用较为广泛，其主要通过对外接密码输入来实现对系统或电路的

控制，并进一步控制系统机械开关的操作。相关电子产品通过系统编程控制能够以电子密码锁

的形式来实现系统的开关，尤其是对机械产品而言具有较高的安全性与可靠性。本文提出的电

子密码锁系统设计主要以AT89C51单片机为基础，通过矩阵式键盘、LCD显示、蜂鸣器以及

二极管等部件组成主系统。该系统设计编程方便、操作性强、具有较高的实用性，且耗能较

低，在市场具有广阔的应用范围。

1 电子密码锁的总体设计

本设计采用了AT89C51单片机电子锁系统，进行初始化设置，启动密码锁功能，密码输

入显示屏幕采用了七段数码管半导体发光器件。该系统的总电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。在用户输入密码

过程中，单片机将会采用矩阵按键布局模式记录当前输入密码，并将该密码与系统设置密码进

行比对，若密码匹配则开启密码锁，若密码错误则需要用户按下删除键重新输入密码。当用户

输入密码错误次数超过3次，电子密码锁将会自动锁定，需要用户切换管理员模式输入管理员

密码才可解锁当前状态，并重新输入解锁密码。

2 电子密码锁的模块设计

电子密码锁模块由系统主控模块、键盘输入模块、显示模块、声音控制模块、报警电路模

块组成。

2.1 系统主控模块

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系统主控模块采用了AT89C51单片机进行电路控制。AT89C51单片机耗能较低，效率

高，采用了CMOS 8位的微控制器，可在系统可编程中采用Flash存储器进行数据存储，该系

统完全能够与工业80C51产品指令和引脚进行兼容。同时Flash存储器既可以在系统中进行编

程，也可适用于常规编程器中。在AT89C5单片机中的电子密码锁系统将能够得到较好的运

用。AT89C51单片机保留了原有单片机的功能，并在此基础上添加了新的系统功能，改进了

系统能耗较大的问题。

2.2 键盘输入模块

在电子密码锁设计中，键盘输入模块是最为基础的部分。该模块主要通过矩阵式键盘进行

密码输入，由0-9十个数字组成，其中还包括输入键、删除键、当前键位删除键、确定键、以

及管理员模式选择键等5个功能键。在键盘中按键数量较多时，为了减少I/O口的占用，键盘

输入模块的形式通常为按键矩阵形式。基于AT89C51单片机系统的矩阵键盘模块需要构建N

条行线，用以连接P10、P11、P12、P13，并需构建M条列线用以连接P14、P15、 P16、

P17。各行线与列线都需要铜火锅相关案件来实现交叉连通，从而构成N×M个按键的键盘。

在键盘输入模块中，用户只需按下输入键即可进行6位数的数字密码输入，再按下确定键，系

统就会自动将输入密码与设定密码进行对比，当密码输入错误时，系统将会发出警报，用户解

除警报可按删除键来删除错误密码并重新进行密码输入操作，在输入过程中发现当前密码数字

输入错误可使用当前键位删除键来删除。系统设定密码输入次数不超过3次，一旦超过设定次

数，密码锁会自动锁定，需要用户按下管理员模式功能键来输入管理员密码解除锁定，并按下

确定键再次输入密码。

2.3 显示模块

显示模块功能主要用于电子密码锁输入操作的显示。电子密码锁系统设计需要动态显示驱

动，即利用单片机来开启数码管选通控制所对应的COM端电路，使其在显示屏中亮灯表示相

应的字形。数码管显示方式主要分为静态和动态两种，相比较之下，动态显示方式在运行过程

中所点亮的时间为1～2ms，较为符合人眼暂留效应原理。因此显示模块设计中需要控制好数

码管COM端口，尽量避免出现静态显示影响数据结果。可采用分时轮流控制的方法，复用显

示所需电路的状况，实现各数码管轮流受控，同时降低系统成本和能耗。由于发光二极管的发

光时间与亮度与人眼暂留效应相关，这就要求显示模块在设计过程中需采用动态扫描的显示方

式来进行画面显示，当扫描速度达到一定要求时，就会显示稳定的画面。动态显示方式还能够

大幅度节省I/O口，降低系统能耗。

2.4 声音控制模块

声音控制模块的功能在于实现了电子密码锁的开锁与报警，电子密码锁开锁原理在于通过

单路信号控制的蜂鸣器闹铃，基于AT83C51单片机向蜂鸣器发送低压电平，在用户输入正确

密码并按下确认键时，蜂鸣器闹铃将会运行，通过LM386放大电路响铃，同时电路蓝灯D1将

会亮起，表示密码锁已开。当用户在输入密码过程中出现错误时，电子密码锁将会通过声音控

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制模块发出警报，这时就需要用户按下删除键来消除错误密码以及切断警报。用户输入错误密

码三次时电子密码锁将会自动锁定，这时需要用户进入管理员模式进行密码输入，在管理员密

码输入正确时，电路蓝灯D1、绿灯D2将会亮起，密码解锁成功，按确认键灯灭。密码输入

错误则电路红灯D3亮起，同时拉响警报。

2.5 报警电路模块

该模块采用了输入频率来实现报警功能，其特点在于能够根据不同的输出频率来切换音

乐，具有较大的灵活性，产品新颖度高，运用在电子密码锁功能中能够很好的完成密码锁报警

操作，在用户密码输入正确时还可以模拟开门声。

3 电子密码锁的软件设计

基于AT89C51单片机的电子密码锁软件设计主要由主程序、初始化程序、键盘扫描、按

键功能、LCD显示以及密码设置等程序组成。该软件的设计流程图如图2所示。

按键功能程序包括密码输入按键、清除按键、模拟开锁案件、设置按键、修改案件以及确

认案件等程序。按键功能程序运行原理在于依据系统所读取按键所获得的键值进行反馈，并执

行相应的程序函数，键功能程序采用了矩阵按键布局方式。电子密码锁系统中所有密码设置都

为数字型，矩阵按键布局完全能够满足按键功能需求。按键功能程序设计图如图3所示。

4 结语

综上所述，基于AT89C51单片机的电子密码锁系统设计具有较高的安全性与可靠性，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、液晶显示、密码开锁与报

警等功能。

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