0 引言

随着数字集成技术和电子设计自动化(EDA)技术的迅速发展，数字密码锁应运而生。它不但可以完成锁具的基本功能，还能附加一些其他的智能，例如：报警、识别功能，数字密码锁具功能齐全，安全系数高，有机械锁无可比拟的优越性，它的造价成本低，易于操作，越来越受到众多客户的青睐，可以优先占领市场有利份额。

1 数字密码锁的设计

我们常用的数字密码锁，主要由三部分构成；第一，数字密码锁显示电路；第二，数字密码锁控制电路；第三，数字密码锁输入电路。

1.1 数字密码锁输入电路的设计

图1是数字密码锁的输入电路框图，由键盘扫描电路、弹跳消除电路、键盘译码电路、按键数据缓冲器，加上外接一个4×4矩阵式键盘组成。

键盘电路提供键盘扫描信号。键盘上的每一个按键都是一个开关电路，当某键被按下时，该按键的节点会呈现逻辑0的状态，反之未被按下时则呈现逻辑1的状态。扫描信号由KY3—KYO进入键盘，其变化的顺序为1110-1101-1011-0111-1110……周而复始。扫描信号1101代表扫描的为“4、5、6、改密”这一排按键，当4这个按键被按下时，由KX3～KX0读出的值为0111。按键位置与数码关系如表1所示。

如果从KX3～KX0读出的值皆为1时代表该列没有按键按下，则不进行按键译码的动作，反之，如果有按键按下时，则应将KX3～KX0读出的值送至译码电路进行编码。

1.2 密码锁输入电路各主要功能模块设计

1.2.1 时序产生电路在时序产生电路中最常用的是三种不同频率的工作脉冲波形：键盘扫描信号、弹跳消除取样信号，系统时钟脉冲。其中第三种最为常用，它的使用频率最高，是所有时钟脉冲的源头。

1.2.2键盘扫描电路扫描电路的作用是用来提供键盘扫描信号（表l中的KY3~KYO）的，扫描信号变化的顺序依次为1110-1101-1011-0111-1110……依序地周而复始。

1.2.3 弹跳消除电路弹跳消除电路如图2所示，由于设计中采用的矩阵式键盘是机械开关结构，所以会在接触点出现信号来回弹跳的现象。其使用的脉冲信号的频率设定在128HZ。若采样信号连续两次或超过两次检测到高电平信号，说明按键状态确实发生了变化，此时电路输出一个时钟周期的按键信号：如果没有连续监测到两次或超过两次的高电平信号，那么将其当作抖动信号处理，用此电路来消除抖动。

1.2.4 键盘译码电路键盘按用途可以分为两种：功能键和数字键，不同的区域负责不同的功能，每一个按键可负责不同的功能，但由于键盘所产生的数字信号无法被机器直接识别，所以我们需要经由键盘译码电路来帮助转换，当键盘所按下的键是数字键时，则译码器会将它解码成相对应的BCD码；若键盘按下的是功能按键，则译码器会把它变成四位数的码字，通过译码器的转换，机器就能识别所有的信号，以方便相应动作的顺利完成。

1.2.5 案件存储电路按键存储电路用来记录整个键盘扫描信号，利用串行输入/串行输出移位寄存器构成，数据一个接着一个依序进来，输出时采用先进先出顺序，同样是一个接一个依序输出。

电子设计自动化是近几年迅速发展起来的将计算机软件、硬件、微电子技术交叉运用的现代电子设计学科。本文设计了的密码锁能够校验8位十进制教密码，且可以预置密码，显示输入密码，具有输入错误指示，解码有效指示等相应的状态指示。该密码锁体积小，功耗低，操作简单，不怕掉电，维护和升级都十分方便，具有较好的应用前景。

1.3 数字密码锁输入电路的设计

数字密码锁的电路主要由按键数据的缓冲存储电路，寄存器清除信号发生电路，数值比较电路和解锁电路组成，如图3所示。它主要完成对数字按键输入和功能按键输入的响应控制，是整个电路的控制中心。

1.4 数字密码锁显示电路的设计

本数字密码锁主要作用是将控制模块的BCD码输出转化成七段显示编码，再驱动数码管显示，它的显示模块比较简单。其结构和模块划分如图4所示。

寄存器所存储的数据经由数据选择器送到译码电路，将其转换成七段显示器的显示码，传送到七段显示器，数据选择与显示管选择必须同步。由于设计的是8位数的数字密码锁，一位十进制数需要4个二进制位表示，所以寄存器必须是32位的。因为是以扫描的方式轮流被点亮的，因此寄存器上的数据必须一组一组的分开传送，每次送4个位。

2 结论

本文设计的数字密码锁克服了基于单片机的密码锁的可靠性较差的缺点，具有密码设置、密码输入、密码解锁、密码清除等功能的8位数字密码锁。它具有使用灵活、性能可靠、安全性强等优点。另外，我们可以在系统中加入语音提示模块，在按下按键的同时给出语音提示，开启或是关闭密码锁的同时给出语音提示，这样就将满足人们对产品人性化的要求。为了实现某一范围内的集中式监控管理，我们还可以在智能密码锁在软、硬件方面加以改动，它可构成智能化的分布式监控网络，广泛地应用于军事、保险、金融等需要安全保护的行业。