基于51单片机蓝牙密码锁五金随着科学技术的不断发展带动着电子行业的地位越来越重，现在电子产品几乎在社会的各个领域都可以见到。

　　对于如何实现家庭防盗这一问题，传统机械锁由于构造简单，被撬事件屡见不鲜；电子锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的青睐。本设计以单片机STC89C51作为密码锁监控装置的检测和控制核心，采用蓝牙无线输入的电子密码。系统采用LCD1602实时显示信息，并设有修改密码功能，在解锁或修改密码时如果在未确定时发现自己按错了可以进行退格或重输的操作，如果发现旁边有人看着或者不想输入密码了可以进行退出输入的操作。系统会记录用户输错密码的次数，如果输错密码次3次，系统会被锁定不让在输入，只有等到系统锁定时间结束自动解除锁定即可，从一定程度上将确保安全性。测试结果表明，本系统各项功能已达到本设计的所有要求。

　　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，被撬的事件屡见不鲜，电子锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的喜爱。锁是置于可启闭的器物上，用以关住某个确定的空间范围或某种器具的，必须以钥匙或暗码打开的扣件。锁具发展到现在已有若干年的历史了，人们对它的结构、机理也研究得很透彻，因此，不用钥匙就能打开的方法和工具也层出不穷。现代人类文明社会里，由于社会中各种矛盾冲突十分剧烈，人们的思想道德观念，价值观念，文化修养水平等差异，群众中良莠不齐，善良的人们能够自觉规范自已的行为，“非礼不为”，虽无钥匙亦不会乱闯。然而，那些毫无道德观念的盗贼却想方设法利用高科技手段撬门开锁，使广大居民防不胜防。

　　目前，市场上很多国内外的锁具，实际上都不具备真正的防盗功能。在惯偷面前，两根钢丝或几件简单的工具就可以把这些锁打开，有的惯偷甚至公开扬言：“没有我打不开的锁。”其实，不是他们多高明，而是一般锁具技术原理太过简单。面对这一残酷的现状，新时代提出了锁具必须的迫切的要求。

　　随着社会科技的进步，锁已发展到了密码锁、磁性锁、电子锁、激光锁、声控锁等等。在传统钥匙的基础上，加了一组或多组密码，不同声音，不同磁场，不同声波，不同光束光波，不同图像。（如指纹、眼底视网膜等）来控制锁的开启。从而大大提高了锁的安全性，使不法之徒无从下手，人们也就能对自身财产安全有了更多的保障。当今安全信息系统应用越来越广泛，特别在保护机密、维护隐私和财产保护方面起到重大作用，而基于电子密码锁的安全系统是其中的组成部分，因此研究它具有重大的现实意义。

　　单片机，亦称单片微电脑或单片微型计算机。它是把处理器（CPU）、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、输入/输出端口（I/0）等主要计算机功能部件都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。计算机的产生加快了人类改造世界的步伐，但是它毕竟体积大。微计算机（单片机）在这种情况下诞生了，它为我们改变了什么？纵观我们现在生活的各个领域，从导弹的导航装置，到飞机上各种仪表的控制，从计算机的网络通讯与数据传输，到工业自动化过程的实时控制和数据处理，以及我们生活中广泛使用的各种智能IC卡、电子宠物等，这些都离不开单片机。以前没有单片机时，这些东西也能做，但是只能使用复杂的模拟电路，然而这样做出来的产品不仅体积大，而且成本高，并且由于长期使用，元器件不断老化，控制的精度自然也会达不到标准。在单片机产生后，我们就将控制这些东西变为智能化了，我们只需要在单片机外围接一点简单的接口电路，核心部分只是由人为的写入程序来完成。这样产品的体积变小了，成本也降低了，长期使用也不会担心精度达不到了，且容易升级改善。

　　电子锁可以在日常生活和现公中，住宅与办公室的安全防范、单位的文件档案、财务报表以及一些个人资料的保存等多种场合使用。大大提高了主人物资的安全性，安全可以代替老式机械锁。目前使用的密码锁种类繁多，各具特色。本文从经济实用的角度出发，采用STC89C51单机，研制了一款具有防盗自动报警功能的电子密码锁。该密码锁设计方法合理，简单易行，成本低，符合住宅、办公室用锁要求，具有一定的推广价值。

　　(1)系统可设置4到8位由0~9数字组成的密码，密码通过键盘输入，若密码正确，则继电器断开（锁打开）。若密码错误，密码错误次数加1，蜂鸣器LED灯对应声光几次，超过三次怎锁定输密码，第一次锁定在30s后解除锁定便可再次输入密码解锁，第二次锁定在60s后解除锁定便可在次输入密码解锁，以此类推。

　　(2)密码可通过按键重新设置，在设置前必须输入旧密码然后连续输入两次新密码，若输入旧密码时输错便直接退出修改密码，并且输错密码次数加1。

　　(3)密码具有掉电保护功能，锁定后在此解除锁定的时间也具有掉电保护的功能。这样就可以防止外人或小偷输错密码后拔掉电源后再次插上电重新输入密码。

　　系统硬件方案选择本章节主要介绍系统所用到的器件的选择与对比，进行综合的对比考虑选择出最适合本设计的一组方案。

　　在硬件电路的搭建之前必须明确设计的方案，通过各个模块之间进行比较选择出最适合本设计的硬件，以发挥器件的最大功效。

　　采用STC89C51单片机作为主控芯片。STC89C51是宏晶科技公司生产的一款低功耗、高性能的八位CMOS微处理

　　器，片内具有8k在线编程Flash存储器。STC89C51单片机的内核采用的是MCS-51内核，指令完全兼容MCS-51，但是该单片机越做了升级使得芯片具有很多传统的51单片机不具备的功能，例如该芯片还有4K的EEPROM存储，在需要使用到掉电存储数据的时候就可以直接使用单片机内部的存储，不在需要在外接存储芯片进行存储。STC89C51单片机具有的开发简单、可在线编程下载、成本低是非常不错的选择。

　　采用MSP430单片机作为主控芯片。MSP430单片机称之为混合信号处理器，它可以将多个不同功能的模拟电路、数字电路模块和微处理器集成在一个芯片上，MSP430系列单片机是美国德州仪器(TI)1996年开始推向市场的一种16位超低功耗、具有精简指令集(RISC)的混合信号处理器(MixedSignalProcessor)。该系列单片机多应用于需要电池供电的便携式仪器仪表中。而却开发难度相对比较大、价格昂贵。所以在一些简单的设计中不宜采用。

　　综合上述的描述，考虑到资源的合理利用和成本以及开发的难易程度最终决定采用宏晶科技的STC89C51单片机作为主控芯片。

　　采用LED数码管动态扫描显示。LED数码管的价格适中，对于显示数字或者简单的字母会比较合适。但是采用动态扫描法与单片机连接时占用CPU的I/O口较多，并且由于单片机的IO口输出电流不够，所以需要一个驱动电路，通过驱动电路放大电流后控制数码管，还有就是采用数码管进行显示的话显示的内容多了对于电路的焊接机会增大难得容易焊接错误。

　　采用LCD1602液晶显示屏。LCD1602液晶又叫LCD1602字符型液晶。液晶显示功能强大，可以同时显示出16*2即32个字符，可包括数字、字母、符号、或者自定义字符。LCD1602液晶显示器中的每一个字符都是由5*7的点阵组成。LCD1602采用并行数据传输也可以采用串行数据传输，控制简单，和市面上的大多基于HD44780液晶的控制原理完全相同。

　　采用LCD12864液晶显示屏。带中文字库的128X64是一种具有4位/8位并行、2线线串行多种接口方式，其显示分辨率为128×64，内置8192个16*16点汉字，和128个16*8点ASCII字符集。利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。可以显示8×4行16×16点阵的汉字，也可完成图形显示，低电压低功耗是其又一显著特点。虽然LCD12864液晶显示的功能强大，但是显示的内容偏大造成了，显示空间的浪费，再来该液晶的成本高。

　　司的先进CMOS技术实质上减少了器件的功耗。AT24C02有一个16字节页写缓冲器。该器件通过IIC总线接口进行操作，有一个专门的写保护功能。

　　综合考虑单片机内部EEPROM在存储数据时需要先擦除整个扇区后才能写入，显得有点麻烦。最终决定采用

　　采用蓝牙移动设备。蓝牙具有短距离无线传输的特性。并且可以采用手机APP进行直接操控，使用方便并且实现起来比较人性化。

　　采用矩阵键盘作为输入设备。矩阵键盘通过将按键的两端分别接到行线和列线上，然后将每一条行线和列线连接到单片机上，通过程序算法进行读取按下的是哪一个按键按下。这样做虽然增加了程序算法的难度，但是节约了单片机I/O口的使用。

　　通过上述对各个模块介绍，我们最终选择了STC89C51作为本设计的主控芯片；采用LCD1602显示操作内容与提示；密码锁的密码等信息采用AT24C02进行存储；解锁、修改密码等操作采用蓝牙模块无线控制。

　　本章节主要介绍本设计中各个部分电路的设计原理。通过各个模块的功能描述了解其工作原理以及在设计的中作用。

　　STC89C51是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微，具有8K在系统可编程Flash存储器。

　　STC89C51使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有

　　灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得STC89C51为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、非常有效的解决方

　　案。具有以下标准功能：8k字节Flash，512字节RAM，32位I/O口线KBEEPROM，MAX810复位电路，3个16位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。另外STC89X52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHz，6T/12T可选。

　　单片机最小系统说的通熟易懂的话就是以最少的元器件组成能让单片机工作起来的系统，接下来开始介绍51单片机最小系统必备的器件及其作用。

　　首先电源这对于一个电子产品的话是必不可少，它提供能源给系统运作，在本设计中由于51单片机的工作电压在4.5~5.5V之间都可以正常工作所以我们采用了USB电源线连接手机充电器插头或者5V的移动电源给系统进行供电。

　　其次晶振电路，XTAL1和XTAL2是独立的输入和输出反相放大器，它们可以被配置为使用石英晶振的片内振荡器，或者是器件直接由外部时钟驱动。图3.1中采用的是内时钟模式，即采用利用芯片内部的振荡电路，在XTAL1、XTAL2的引脚上外接定时元件（一个石英晶体和两个电容），内部振荡器便能产生自激振荡。一般来说晶振可以在1.2~12MHz之间任选，甚至可以达到24MHz或者更高，但是频率越高功耗也就越大。在本实验套件中由于蓝牙模块与单片机直接采用的是串口方式进行通讯，而选用11.0592MHz晶振可以产生9600波特率0%误差，所以采用的11.0592

　　MHz的石英晶振。和晶振并联的两个电容的大小对振荡频率有微小影响，可以起到频率微调作用。当采用石英晶振

　　时，电容可以在20~40pF之间选择（本设计使用30pF）；当采用陶瓷谐振器件时，电容要适当地增大一些，在

　　再来就是复位电路，复位电路分为：上电自动复位和开关复位。图3.2中所示的复位电路就包括了这两种复位方式。上电瞬间，电容两端电压不能突变，此时电容的负极和RESET相连，电压全部加在了电阻上，RESET的输入为高，芯片被复位。随之+5V电源给电容充电，电阻上的电压逐渐减小，最后约等于0，芯片正常工作。并联在电容的两端为复位按键，当复位按键没有被按下的时候电路实现上电复位，在芯片正常工作后，通过按下按键使RST管脚出现高电平达到手动复位的效果。一般来说，只要RST管脚上保持10ms以上的高电平，就能使单片机有效的复位。图中所示的复位电阻和电容为经典值，实际制作是可以用同一数量级的电阻和电容代替，读者也可自行计算RC充电时间或在工作环境实际测量，以确保单片机的复位电路可靠。

　　LCD1602液晶也叫LCD1602字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间

　　也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用，正因为如此所以它不能很好地显示图形。LCD1602液晶模块采用

　　HD44780，HD44780具有简单而功能较强的指令集，可以实现字符移动，闪烁等功能，LCD1602与单片机MCU通讯可采用8位或4位并行传输两种方式，HD44780由两个8位寄存器，指令寄存器（IR）和数据寄存器（DR）忙

　　标志（BF），显示数RAM（DDRAM），字符发生器ROMA（CGOROM）字符发生器RAM（CGRAM），地址计数器RAM(AC)。IR用于寄存指令码，只能写入不能读出，DR用于寄存数据，数据由内部操作自动写入DDRAM和CGRAM，或者暂存从DDRAM和CGRAM读出的数据，BF为1时，液晶模块处于内部模式，不响应外部操作指令和接受数据，DDTAM用来存储显示的字符，能存储80个字符码，CGROM由8位字符码生成5*7点阵字符160中和5*10点阵字符32种.8位字符编码和字符的对应关系，CGRAM是为用户编写特殊字符留用的，它的容量仅64字节，可以自定义8个5*7点阵字符或者4个5*10点阵字

　　符，AC可以存储DDRAM和CGRAM的地址，如果地址码随指令写入IR，则IR自动把地址码装入AC，同时选择DDRAM或

　　LCD1602一共具有11条指令，单片机发送这些指令到LCD1602上就可以完成一些特定的功能，比如清屏，开关显示等等。LCD1602自己带有字库在显示的时候可以直接调用字库进行显示，当然如果字库中没有的字符也可以根据需要自己自定义字符写入CGROM中，自定义字符的分辨率为5*8而却自定义字符数量有限需要合理的安排使用，最多可以自定义8个字符，将自定义字符字模写入LCD的CGROM中后就可以随意的调用，调用的方式和正常显示字符是一样的。

　　控制LCD1602液晶显示器只要会对LCD1602进行读状态操作、写指令操作、读数据操作、写数据操作即可具体的操作对应的引脚电平如表3-1所示。

　　上表中E为使能端；RS为寄存器选择，当RS=H时表示选择数据寄存器，RS=L时选择指令寄存器；R/W为信号线，R

　　/W=H时执行读操作，R/W=L时执行写操作。LCD1602具体的读操作时序如图3.5，写操作时序如图3.6所示。

　　在使用时候将D0-D7连接到51单片机的P0上方便进行数据的传输，而VL口接一个可调电位器，当调节电位器位置改变时接入VL的电压也随之变化进行显示的清晰度也随之变化，所以在实际时采用电位器而不采用固定阻值的电阻就是为了能够方便的调节以使用在电压不同的场合。具体LCD1602电路图如图3.7所示。

　　AT24C02是一个2K位串行CMOSE2PROM，内部含有256个8位字节，CATALYST公司的先进CMOS技术实质上减少了器件的功耗。AT24C02有一个8字节页写缓冲器。该器件通过IIC总线接口进行操作，有一个专门的写保护功能。

　　A0、当这些脚悬空时默认值为0。当使用AT24C02时最大可级联8个器件。如果只有一个AT24C02被总线、这三个地址输入脚(A0、A1、A2)可悬空或连接到GND，如果只有一个AT24C02被总线寻址这三个地址输入

　　双向串行数据/地址管脚用于器件所有数据的发送或接收，SDA是一个开漏输出管脚，可与开漏输出

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