[摘要]介绍了一种基于AT89S51单片机的寝室安全保障器。这种寝室安全保障器以AT89S51单片机为主控制器，外加键盘电路、显示电路、报警电路、电源电路、保障电路、振荡电路、复位电路和存储电路等构成。
[关键词]保障器；数据传输；单片机
近些年，科学技术的迅猛发展以及人们生活水平的不断提高，使公众对安全保障和财产保障越来越关注。为了增强人们对财产保障和安全保障的安全性要求，传统、老式的方法已经无法解决安全问题，所以代替传统的安全保障方法的寝室安全保障器应运而生。这种寝室安全保障器具有保密性强、成本低、功耗低、灵活性高、应用性广的特点。
1寝室安全保障器的工作原理
寝室安全保障器由AT89C51单片机为主控制器，当寝室用户通过按键输入正确的验证信息时，主控制器相应的输出一个高电平的信号，高电平使晶体管导通，进而寝室安全保障器打开，用户可以通过；当寝室用户通过按键输入错误的验证信息时，主控制器相应的输出一个低电平的信号，低电平使晶体管截止，进而寝室安全保障器关闭，从而保证寝室财产的安全。寝室安全保障器不仅可以应用在寝室，还可以应用在其他方面，如住宅和工作的部门安全保障、单位和个人的文件档案管理及保存安全防范等。
2寝室安全保障器的硬件研究
寝室安全保障器的硬件部分包括AT89S51单片机为主控制器，外加键盘电路、显示电路、报警电路、电源电路、保障电路、振荡电路、复位电路和存储电路等构成。主控制电路：寝室安全保障器的主控制电路采用单片机AT89S51。AT89S51单片机具有灵活的编程环境，可以控制整个硬件的工作过程，其具有电路简单、成本低、可靠性好的特点。在主控制电路AT89S51接入电路和一些功能电路，以便达到寝室安全保障的作用。键盘电路设计：设计用户通过键盘电路输入寝室安全密码，安全密码输入后通过单片机与已有的密码对比判断，当用户输入密码正确，可以入内，否则不能放行。键盘电路的设计采用矩阵式键盘，目的为了减少整个系统的I/O线所占用的数目。设有4*4矩阵键盘，包含0-9一共10个数字按键，以及确认密码、修改密码、删除密码等功能按键，每组按键直接通过接口电路与主控制器相连。显示电路：本系统的显示电路主要采用1602LCD液晶显示代替普通的数码管，1602LCD液晶显示器可以显示阿拉伯数字、特殊的符号和英文字母，其用途比较广泛。当按下键盘上的工作键后，1602LCD液晶显示器处于工作状态，反之，液晶显示器处于关闭状态。当用户要对寝室安全保障器输入开启密码时，输入正确显示屏会显示RIGHT字母，密码与已设定的密码对应不上，显示屏会显示ERROR字母，用户不能入内。报警电路：报警电路主要采用蜂鸣器。蜂鸣器为压电式，其需要100mA工作驱动电流，当寝室安全保障器的用户输入验证码错误时，单片机程序产生低电平传输到输出端口，蜂鸣器发出警示声；当寝室安全保障器的用户输入验证码正确时，单片机程序产生高电平传输到输出端口，蜂鸣器不报警；当输入错误次数过多时，蜂鸣器也会报警。电源电路：寝室安全保障器的电源电路采用5V直流电源来供电。这就需要把220V的单相交流电压转换为5V直流稳压电源，其过程主要是通过电源变压器、整流电路、滤波电路以及稳压电路转换成稳定的直流电压。寝室安全保障器的电源电路选择充电器来达到5V直流稳压电源来供电。保障电路：寝室安全保障器的保障电路主要是对寝室的安全起到保证作用，当外来的用户想要通过，必须按照LCD显示屏提示的信息，通过按键输入正确的验证码，方可入内。用户输入的验证信息传输到单片机主控制器，通过对比认为正确，系统输出开启信号，便可以开启用户通过，否则输入的验证信息错误，按键后显示器一直处于关闭状态，系统无法输出开启信号，用户便不能通过。该保障电路对寝室的安全起到保障作用。振荡电路：振荡电路应用12MHz的石英晶振和电容构成，形成并联谐振电路。振荡电路产生单片机正常工作时所需要的脉冲信号，以便主控制器能正常运行。复位电路：复位电路主要起到主控制器的初始化操作，单片机AT89S51在一开始运行时，先要通过复位电路来复位，然后再按照程序命令执行操作，AT89S51单片机本身是不能进行复位的操作的，必须通过复位电路来实现，复位电路分为上电自动复位和按键手动复位。存储电路：存储电路主要采用AT24C02芯片来存储信息，AT24C02芯片可以在电源断开的情况下，将设定的信息保存在芯片内不丢失。一般情况下，AT24C02芯片在电源断开的情况下，信息可以保存40年以上，其实用性很强。每当设定信息时，系统能自动存储信息程序，寝室安全保障器重新上电的时，自动读取存储器信息程序，提供给主控制器。
【参考文献】
[1]陈旦花.单片机最小系统的设计与应用[J].无线互联科技，2012（10）.
[2]张俊谟.单片机的发展与应用[J].电子制作，2007（8）.
[3]殷斌.基于单片机的控制系统的研究[J].机电工程，2015（6）.
作者:杨扬 贾玉琪 王家卫 单位:大连科技学院电气工程系