可编程U盘门锁系统的研究与应用教程.docVIP

可编程U盘门锁系统的研究与应用 随着电子产品向智能化和微型化的不断发展，单片机已成为电子产品研制和开发中首选的控制器。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的尤其的突出，传统的机械锁由于其构造的简单，安全性能低，无法满足人们的需要。 现从经济实用的角度出发，采用美国Atmel公司的单片机AT89S52与低功耗CMOS型AT24C02作为主控芯片与数据存储器单元，结合外围的U盘输入接口、报警、供电、开锁等电路，设计了一款可以具有报警功能的可编程U盘门锁。 可编程U盘门锁的简介 可编程U盘门锁是一种通过程序输入来控制芯片工作，从而控制机械开关的闭合，完成开锁、闭锁任务的电子产品。其性能和安全性已大大超过了机械锁。其特点如下： 1) 必威体育官网网址性好，远远大于弹子锁。随机开锁成功率几乎为零。2) 误输入保护，当输入秘钥发生错误时，报警系统自动启动。 3) 无活动零件，不会磨损，寿命长。 一、采用以单片机为核心的控制方案 本设计选用单片机AT89S52作为本设计的核心元件，单片机最小系统由MCU、时钟电路、复位电路和电源电路组成。利用单片机灵活的编程设计和丰富的I/O端口，及其控制的准确性，实现基本的秘钥锁功能。 在单片机的外围电路CH375 U盘读写模块接口插上写有秘钥的U盘，经芯片AT89S52处理后与外接AT24C02芯片中存储密码进行匹配，当U盘中保存的密钥文件经与事先保存在AT24C02芯片密码的数据匹对成功，单片机输出指令打开锁销机构。当U盘中保存的密钥文件经与数据存储器中的数据匹对不成功则发出报警信号。 二、主要元器件介绍 主控芯片AT89S52 AT89S52是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造。 其原理框图如图所示。 本单片机硬件资源的分配： P0.0～P0.7作用。单片机P0.0—P0.7连接到CH375的8位双向数据总线D0—D7 P2.6、P2.7用于蜂鸣器和报警灯的控制。 P2.0用于开锁电路的控制。 P1.0～P1.7用于键盘电路的控制。 P3.3～P3.5用于LCD显示模块的控制端口的控制。 三、 硬件电路的设计 基于AT89C51为核心的单片机控制的电子密码锁的设计。本设计能完成开锁，修改密码，密码错误报警。设计的电路方框图如下。 电路总体构成及原理方框图 在确定了单片机的型号后，就要确定外围电路。其外围电路包括电源供电部分、CH375 U盘读写模块部分、密码存储部分、复位电路部分、晶振电路部分、报警电路部分、开锁电路部分组成。密码存储部分选用AT24C02芯片来完成。 其原理图如图所示： 单片机外围电路设计 1、电源供电部分 密码锁主控制部分电源需要用5V直流电源供电，其电路如图下图所示，本电路使用集成稳压芯片7805解决了电源稳压问题。 电源输入电路原理图 电磁锁的供电12V用DC升压模块来完成 2、U盘输入部分 以USB总线的通用接口芯片CH375为核心，支持USB设备的控制传输、批量传输、中断传输的电路。单片机通过CH375和相关USB协议可以很方便的和其他USB设备进行连接。通过这个电路，U盘能够和单片机进行较快的数据传输。 USB总线的通用接口芯片CH375具有8位数据总线和读、写、控制线以及中断输出，可以方便地挂接到单片机/DSP/MCU/MPU等控制器的系统总线上。单片机只要在原硬件系统中增加1个CH375芯片就可以直接调用CH375提供的子程序库来直接读取U盘中的数据，从而实现了单片机与U盘的通讯。 CH375 U盘读写模块及与单片机引脚接法如图 3、密码存储部分 用芯片AT24C02存储密码。AT24C02是美国Atmel公司的低功耗CMOS型芯片，内含256×8位存储空间，具有工作电压宽、擦写次数多、写入速度快、抗干扰能力强、数据不易丢失、体积小等特点。支持在线编程，进行数据实时的存取十分方便。 HYPERLINK /icstock/145/AT24C02.html \t _blank AT24C02中带有的片内地址寄存器。每写入或读出一个数据字节后，该地址寄存器自动加1，以实现对下一个存储单元的读写。所有字节均以单一操作方式读取。它通过SDA(串行数据线)及SCL(串行时钟线)两根线与连到总线上的主机之间传送信息，使主／从机双向通信，主机(AT89S52)和从机(AT24C02)均可工作于接收器和发送器状态。 其接线如图4-5所示： 密码存储电路原理图 4、复位部位 单片机复位是指CPU和系统中的其他功能部件都处在一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作，无论是在单片机刚开