基于STCl2C2052单片机的现场无电源电子密码锁设计
本文介绍了一种电子锁，电子锁系统分为控制和手持两部分。手持部分的电源采用锂电池，控制部分的工作电源由手持部分提供，数据线和电源线共用一根线，有效解决了上述问题，使用方便。
硬件系统设计
电子锁由控制部分和手持部分组成。控制部分由
STCl2C2052单片机、信号接收电路、电机驱动电路、保护电路构成，主要完成电子锁钥匙密码的接收、验证、直流电机驱动、电机保护功能；手持部分主要由STCl2C2052单片机、可充电电源电路、信号发送电路、锁开关按键电路构成，主要完成电子锁系统电源的提供，、闭锁信号和钥匙密码信号的发送功能。为了使用方便，控制部分和手持部分的连接采用纽扣式接头，外部为地，内部为电源线，通过单根电源线实现数据传输和控制功能。、闭锁操作的执行由3V直流变速电机完成，直流变速电机可以降低转速，增大力矩。硬件系统结构示意图如图1所示。
STCl2C2052单片机
控制部分和手持部分微处理器采用STCl2C2052单片机。STCl2C2052除了具有运算器、控制器、RAM、FLASH、定时器、串行接口等功能部件外，还具有以下特点：SOP-20封装，体积小；3．5～5．5V宽工作电压，具有ESD保护，高抗静电干扰，抗4kV快速脉冲干扰；-40～+80℃工作温度范围，低功耗的空闲和掉电工作模式，2KB芯片内E2PROM，ISP系统在线可编程，硬件看门狗(WDT)等特点，适用于野外环境。
信号接收电路
控制部分信号接收电路通过电源线接收、闭锁控制信号和钥匙密码信号。接收电路包括电容C1，三极管Q2和一个反向器。电源通过线圈L2给控制部分提供电源。手持部分通过电源线发送信号，产生瞬时的低电平脉冲，低脉冲信号通过C1加载到Q2的基极，使得Q2处于截止状态。此时，反向器输出低电平信号。无脉冲信号时，Q2处于饱和导通状态。此时，反向器输出高电平信号。根据信号频率可以判断发送来的是“0”，还是“1”。
电机保护电路
直流变速电机执行、闭锁操作一定时间后，外部机械装置会迫使电机停止转动，如果不采取措施，会产生较大电流，损坏直流电机，所以保护电路是必不可少的。
保护电路由TLV2252运算放大器、电阻R4，R5，R6组成，电路如图5所示。TLV2252的1IN+(引脚3)接R5，R6构成分压电路；11N-(引脚2)接电阻R4，电阻R4串联到电机倒向驱动电路的公共输出端。当电机正常工作时，通过R4的电流较小，TLV2252的输出(引脚1)经两个反向驱动后送给单片机的P3．3，此时为“1”，进行正常的开关操作。当外部机械装置迫使电机停止转动时，由于直流电机负载过大，通过R4的电流较大，这时放大器TLV2522输出经两个反向驱动后送给单片机的P3．3，此时为“O”，利用此信号产生中断信号，停止、闭锁操作，以此起到对电机的保护作用。
软件系统设计
系统软件由控制部分主程序、数据接收程序、电机驱动程序、手持部分主程序、数据发送程序组成。控制部分与手持部分传送开门、关门信号和钥匙密码信号，其中钥匙密码信号用1l位二进制数，具有较好的安全性。
当信号频率为20kHz时，代表传输为“O”；当信号频率为10kHz时，代表传输为“1”。当晶振为12MHz时，机器周期大约为1μs。在接收部分，定时器／计数器1用来记录机器周期的个数。当记录的机器周期个数在30～70之间时，可以确定接收到的是“O”；当记录的机器周期个数在80～120之间时，确定接收到的是“1”(1的标准个数为100个)，其他情况按错误处理。
电子锁系统的数据线和电源线采用一线制连接，使用方便；钥匙密码以加密的方式写入存储器中，具有很高的安全性；不需要现场提供电源，解决了传统电子锁需要现场提供电源的问题。电子锁系统已在胜利油田孤岛采油厂、东辛采油厂注水井的安全保护和东营移动通信公司通信线路地井的防盗装置上得到了应用，具有较好的实用推广价值。
