个电容的频率决定着晶体时钟
电路产生的振荡信号的频率，
但是决定性因素是石英晶振体 的频率(一般为0～33MHz)，电 容C1、C2（一般为5～30pF）
则处于次要因素的位置。在本
设计中石英晶振体的频率选为 12MHZ，电容的容量选为为 20pF。
晶振时钟电路如图所示。
+ C1 20pF
XTAL1
2
课题研究目的：电子密码锁系统由单片机AT89C51与存储器 AT24C02作为主控芯片与数据存储器单元，结合外围的键盘输入、 LCD液晶显示、报警模块、开锁模块等电路模块。它能实现以下功能： 密码输入正确时，开锁；密码输入错误时，报警并锁定键盘；用户可 以根据需要来更改密码。
课题研究意义：充分理解电子密码锁的工作原理;掌握电子密码锁的 构成及应用。
主程序设计流程图如下：
开始 初始化
键盘扫描
F4(开锁) 输入密码
N Y
N
EN（确
认）
Y
密码比较
正确 开锁程序
N Y
N F2(设置) Y
修改密码程序
N
F1管理 员 Y
输入次数加1
次数>3? 报警
N Y
返回
5 结论
电子密码锁功能如下：（1）通过键盘设置6位密码，输入密码正确， 则开锁；（2）用户可以根据需要对密码锁进行密码修改和设定，修 改密码前必须先开锁；（3）修改密码是要进行两次输入，第二次主 要是为了确认第一次的输入，以免误操作；（4）此密码锁具有光报示同时LED发光； （5）输入密码时，若3次输入错误，则报警，输入时，LCD显示为 “*”，也可进行管理员切换，修改密码时显示的是数字。
A T8 9 C5 1
1 2M H z
20pF + C2
1
XTAL2
GND
3
4
5
3 电子密码锁主要模块介绍
电源模块：密码锁需要用5V直流电源给主控制部分供电，220V的电网 电压通过变压器变成12V的交流电压，经过整流电路把12V交流电压转 换成5V直流电压。需要经过滤波电容C4和C5两次滤波后，在经过集成 稳压芯片7805的稳压后，使7805Vout管脚输出平滑的5V直流电压。整 流后的电压含有的交流分量经过滤波电路后变成了稳定平滑的5V直流 电压，避免了交流分量影响到负载部分的正常工作。稳压电路的功能 是使输出的直流电压不受电网电压和负载电阻变化的影响，从而获得 较高稳定性的直流电压。电容C6和C7的设置在一定程度上也起到了滤 波作用，R8作为限流电阻，再用D2显示做电源指示[6]。电源模块电 路如下图所示
40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21
AT89C51
3 电子密码锁主要模块介绍
复位电路：该密码锁若对其不进行 任何操作，将一直处于初始状态。 当用键盘对密码锁进行相应功能的 操作时，才将其唤醒进入到解码比 对状态，通电瞬间，该电路中C3 瞬间相当于短路，使电路复位。电 容充电完毕后电路又自动断开，此 时复位接口为低，进入正常工作状 态。在将系统从初始状态中唤醒的 过程中，为确保操作的准确，则就 要使振荡器起振后充分稳定，就要 使复位电路中的VCC在正常工作电 压范围内保持1~10ms。手动复位 按键K1是为了避免死机时无法可 靠复位。当复位按键K1按下后电 容C3通过R5放电。R5的作用是使 键按下瞬间电容C3的放电电流消 耗在电阻上，防止产生火花，以保 护按键触电。
VDD
7805
VCC
1
Vin
Vout
3
R8
1
G ND 2
D1
470K
T1
D2
LED
~220V ~12V 4
2 C4
C5
C6 C7
220uF
0.1uF
0.1uF 220uF
3
3 电子密码锁主要模块介绍
存储模块：图中引脚A0、A1、A2、WP和GND都是接地的，引脚8 接的是电源正极，SCL和SDA均通过5.1K的上拉电阻R4、R3与电源 正极相连接，R3、R4 使AT24C02的静态损耗减少了很多。SCL、 SDA分别与单片机AT89C51的P3.6、P3.7连接。AT24C02用SCL和 SDA进行数据传输。存储器AT24C02在电源断开时，能够存储刚刚 设定的信息。设定的密码可以在其芯片内保存几十年的时间，每次修 改后它都会自动保存。其电路如下图所示。
此次设计的密码锁具有简单易懂，安全性高，保密性好，用户可随意 修改和设定密码等特点。本系统用的是6位密码输入，由于他人不知 道密码和密码的位数，并且要求在规定的时间内把密码输入正确，所 以他人开锁的几率很小。由于使用的是单片机作为核心的控制元件， 配合其它器件，使本密码控制系统具有功能强、性能可靠、电路简单、 成本低的特点，加上经过优化的程序，使其有很高的智能化水平。被 广泛用在家庭、学校、银行、宾馆等场所。
键盘模块
A
显示模块
T
8
9
最小系统
C
报警模块
5
1
存储模块
开锁模块
2 电子密码锁设计方案及原理
电子密码锁工作原理：通过键盘设置6位密码，输入密码正确，则开 锁；用户可以根据需要对密码锁进行密码修改和设定，修改密码前必 须先开锁；修改密码是要进行两次输入，第二次主要是为了确认第一 次的输入，以免误操作；此密码锁具有光报警功能，密码输入错误 LCD1602显示器会出现错误提示同时LED发光；输入密码时，若3次 输入错误，则报警，输入时，LCD显示为“*”，也可进行管理员切 换，修改密码时显示的是数字。
VCC
1 2 3 4
A0 VCC A1 WP A2 SCL GND SDA
8 7 6 5
AT24C02
R4 R3 5.1K 5.1K
P 3.6 P 3.7
3 电子密码锁主要模块介绍
显示模块：当用户要开锁时，按下 键盘上的F4键后利用键盘上的数字 键0-9输入密码，按一个数字键就在 LCD上显示一个*，输入几位就显示 几个*。密码输完后，按下EN键， 若输入的密码正确， LCD显示 “RIGHT”提示，单片机其中P2.0引 角会输出低电平，使三极管T2、T3 导通，电磁铁吸合，实现开锁，若 密码输入错误，LCD显示屏会显示 “ERROR”提示， P2.0输出的是高 电平，不能打开电子密码锁。按下 键盘上的F3键，显示器开启，再按 下F3键显示器关闭，否则显示器将 一直处于初始状态。通过LCD显示 屏，可以清楚的判断出密码锁所处 的状态。
3 电子密码锁主控芯片介绍
AT89C51的特性：片内4KB Flash ROM程序存储器；128 B 的片内数据存储器；40个引脚； 4个并行I/O 口，共32条可单独 编程的I/O线；5个中断源， 2 个中断优先级；一个全双工的 异步串行口；2个16位定时/计 数器；以及片内振荡器和时钟。 右图为AT89C51芯片引脚图
2 电子密码锁设计方案及原理
本设计主要由AT89C51单片机、4*4键盘、存储模块等部分组成。其中 4*4键盘用于输入密码和实现相应功能。由用户通过4*4键盘输入密码，
经过单片机对用户输入的密码与自己保存的密码进行比较，来判断密
码是否正确，然后控制引脚的高低电平传到开锁电路或报警电路，控
制开锁还是报警。系统整体框图如下图所示：
开锁, 同时驱动T3, T3导通执行开锁。
R9 3.3K
T2 9014
LED
D3 C8 0.1uF
电磁锁
T3 8050
4 电子密码锁主程序
主程序设计：在正常状态下要 开锁， 先按开锁按钮，再输入 密码，然后按确定键开锁，完 毕后按关锁键关锁。密码限输 入三次，如果输错三次，则报 警。如果要修改密码和用户号， 必须是在开锁的状态下。方法 是：先按修改密码或修改用户 键，输入内容，按下确定键确 定修改，然后可以关锁。如果 忘记密码，可以先按管理员键， 输入管理员密码开锁后可进行 密码修改操作。
AT89C51
复位电路原理图如下：
VCC
K1 VCC
C3 +
R5 20uF
RST
470
R6 10K
GND
1
2
3 电子密码锁主要模块介绍
晶振时钟电路：晶体时钟电路 与AT89C51单片机的连接方式 如图2-5所示。晶体时钟电路中 由石英晶晶振体、C1，C2电容
和片内与非门组成了三点式振
荡器，石英晶振体的频率和两
Vcc P 0.0( AD0) P 0.1( AD1) P 0.2( AD2) P 0.3( AD3) P 0.4( AD4) P 0.5( AD5) P 0.6( AD6) P 0.7( AD7)
EA/Vpp ALE/P ROG
P SEN P 2.7( A15) P 2.6( A14) P 2.5( A13) P 2.4( A12) P 2.3( A11) P 2.2( A10) P 2.1( A9) P 2.0( A8)
9014小功率三极管；执行开锁电路
由D3、C8、T3组成。设计中T3选
用的是中功率的三极管8050来驱动
P 2.0
开锁，而D3、C8 是为了消除电磁
锁可能产生的反向高电压及可能产
生的电磁干扰。在一般设计和实际
中要根据实际情况选用有足够吸合
力的电磁锁，并且选用的电磁锁要
恰到好处。当单片机输入开门信号
时驱动电路T2导通从而D4发光提示
暂时用发光二极管代替电磁锁来模 拟开锁过程，开锁用发光管亮表示； 没有开锁用发光管灭来表示。
锁驱动电路，进而驱动电磁锁，使
电磁锁吸合实现开锁。密码锁开锁
机构电路如右图所示。
D4
由驱动电路和执行开锁电路两部分
电路组成了开锁模块。驱动电路由