根据硬件设备的分析结果把硬件分为以下4个部分。

●密码键盘部分电路的设计。

●字符式液晶模块部分电路的设计。

●锁控制部分电路的设计。

●发声部分电路的设计。

下面分别介绍各部分的设计思想。

1.密码键盘部分电路的设计

本系统采用4×4矩阵键盘作为输入设备，这里使用本书前面讲过的典型电路即可，如图13-20所示。其中，矩阵键盘的KB0：KB7与单片机的B口通过8根信号线相连，既可以采用B口高4位电平中断方式，也可以采用查询方式来获得按键信息。

图13-20 4×4矩阵键盘输入模块硬件原理图

2.字符式液晶模块部分电路的设计

本系统使用液晶模块来显示提示信息。其硬件采用前文的字符式液晶模块即可。其原理图如图13-21所示。

字符式液晶模块的8位数据总线与单片机的D口相连，其3个控制信号（E、RW、DI）分别与RC7、RC6、RC5相连。

3.锁控制部分电路的设计

锁控制信号往往需要较高的电压和电流，一般不能由单片机直接提供，所以本系统中通过I/O引脚控制光耦合器来实现单片机与锁控制信号的隔离和控制，用光耦合器来驱动晶体管实现锁信号的控制。其原理如图13-22所示。(www.daowen.com)

图13-22中控制信号DOOR通过光耦合器G1与锁控制信号进行隔离，加入光耦合器是为了防止强电信号串入以上的数字电路中把单片机烧毁。DOOR信号与单片机的RC1引脚相连。其控制原理是如下。

●当RC1为低电平时，光耦合器的2、3脚连接的发光二极管不发光，使6、7脚连接的与非门输出高电平，VT1导通，使LED亮（表示锁打开）。

●当RC1为高电平时，光耦合器的2、3脚连接的发光二极管发光，使6、7脚连接的与非门输出低电平，VT1截止，使LED灭（表示锁关闭）。

图13-21 字符式液晶模块部分电路

图13-22 锁控制部分电路原理图

由于在此控制过程中单片机与锁控信号只是通过光信号建立联系，不存在物理的电路连接，所以锁控信号上的电流不会串入单片机中。

需要注意的是，锁控信号的电源和地信号千万不要和本电路中的其他电源和地信号相连，否则光耦合器就失去了作用。

图13-22中S1为关锁信号，因为锁的关闭往往都是手动实现（如关闭密码箱或者门），所以这里用一个按键代表人为把锁关上。这里把S1与单片机的RC2引脚相连，这样程序中就可以用RC2来读取S1的状态，得知锁是否关上了。

4.发声部分电路的设计

发声电路非常简单，选择一款5V或3V（由所选单片机的供电电压决定）的直流压电式蜂鸣器，然后用PIC单片机的引脚直接驱动即可。其原理如图13-23所示。蜂鸣器由连接到RC0的SND信号控制，当RC0为低电平时，蜂鸣器发声，为高电平时不发声。

图13-23 发声部分电路原理图