基于单片机的电子密码锁的设计27...

基于单片机电子密码锁的设计
摘要：随着科技和人们的生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一问题也变的尤其
的突出。

由于传统机械锁存在构造简单，钥匙互开容易等不安全因素；使得家庭的安全性与保密性降低。

电子锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，显得日趋重要。

本设计以单片机A T89C51与低功耗CMOS型E²PROM AT24C02作为主控芯片与数据存储器单元，结合外围的键盘输入、LCD显示、报警、开锁等电路模块。

它具有以下的功能：输入密码正确，实现开锁；输入密码错误三次以上，报警；可以根据用户需求更改密码。

本设计用用Keil软件进行编译，C51语言编写主控芯片控制程序与EEPROM
AT24C02读写程序相结合，设计出一款可以更改密码，并且具有报警功能的电子密码控制系统。

软件设计采用自上而下的模块化设计思想，增强系统的可扩展性和运行的稳定性，使系统朝着分布式、小型化方向发展。

本密码锁具有一定的推广价值。

关键词：单片机；A T89C51；密码锁；报警；液晶显示
Microcontroller-based Design Of Electronic Locks
Abstract: With the improvement of social science and the living level of people, how to realize the family anti-theft，this problem also become particularly prominent. Because of the traditional mechanical lock has e many unsafe factors，such as simple structure, easy open; Reduces the security and privacy of family. Electronic lock is increasingly important，because of its high confidentiality, use good flexibility, high safety coefficient.
This system by theAT89C51 with low power CMOS based E ² PROM AT24C02 as the master chip and the data memory unit, combined with the external keyboard, LCD display, alarm, unlock and other circuit modules. It has the following features: enter the password correctly under the premise of unlocking; Input wrong password more than three times case the alarm; password can be changed according to user needs.
This design use Keil software to compile,Master in C language control program and EEPROM AT24C02 chip to read and write process are combined.designed a number you can change the password, the password with an electronic alarm control system.
The software design adoption the design thought from top to bottom, strengthen the system and can expand the stability and circulate,to make the system toward wear distribute type,turn to the direction development of small.The lock has some promotional value.
Keywords: singlechip; AT89C51;cryptogram lock;alarm; LCD
目录
摘要 (i)
Abstract (i)
目录 (iii)
1绪论 (1)
1.1单片机的应用领域 (2)
1.1.1智能仪器仪表 (2)
1.1.2工业控制 (2)
1.1.3家用电器 (2)
1.1.4计算机网络和通信 (2)
1.1.5医用设备 (2)
1.1.6大型电器 (3)
1.2课题的目的和意义 (3)
1.2.1选题目的 (3)
1.2.2选题意义 (3)
1.3国内外研究现状与水平 (3)
1.4发展趋势 (4)
1.5本设计特点 (4)
2分析 (5)
2.1方案选择 (5)
2.2总体设计思路 (5)
2.2.1系统实现功能 (5)
2.2.2系统运行过程 (6)
2.2.3系统总设计结构图 (6)
2.3主要元器件介绍 (7)
2.3.1AT89C51介绍 (7)
2.3.2LCD1602显示器介绍 (9)
2.3.3存储芯片AT24C02介绍 (10)
2.3.4I2C总线介绍 (11)
2.3.5矩阵键盘介绍 (13)
3设计 (14)
3.1硬件设计 (14)
3.1.1单片机的晶振、复位电路 (14)
3.1.2键盘输入电路 (15)
3.1.3显示电路 (16)
3.1.4存储电路 (17)
3.1.5报警电路 (17)
3.1.6开锁电路 (18)
3.1.7生成电路图 (18)
3.1.8元器件采购 (19)
3.2软件设计 (19)
3.2.1主程序 (19)
3.2.2键盘扫描程序 (23)
3.2.3密码修改程序 (26)
3.2.4LCD显示程序 (28)
3.2.5延时程序 (30)
3.2.6中断程序 (31)
3.3调试程序 (32)
3.3.1Proeus 软件介绍 (32)
3.3.2Keil C51软件介绍 (32)
3.3.3Proteus 软件与Keil uVision 的结合 (32)
4结论 (34)
致谢 (2)
参考文献 (3)
1 绪论
随着新技术的不断开发与应用，日常生活中住宅的安全防范以及一些个人资料的保存等一系列安全防盗问题已成为社会普遍关注的问题。

传统的机械锁由于其互开率非常高，并且构造的简单，安全性能极低；且人们常需携带多把钥匙, 使用起来非常的不方便, 在钥匙丢失的突发情况下，锁的安全性大大降低。

随着人们生活水平的提高，人们对日常生活中的安全保险器件的要求逐步升高。

电子密码锁的产生使得这些问题得到改善，密码锁因具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等优点，受到了广大用户的青睐，用户只需简单的记住密码便可对家庭或者保险柜上锁。

早期的电子密码锁主要应用于一些特殊场所。

多半是配合机械锁一起作用且存在着诸如体积较大，成本较高，可靠性较低等缺点一时难以普及。

20世纪80年代后，随着信息技术、集成电路、半导体技术的发展，电子锁的体积缩小，同时可靠性提高，成本也相对提高，且需要有电源提供能量，所以只适合使用在安全性要求较高的场合，难以得到广泛对的应用。

到了90年代，世界微电子技术的进步和通信技术的发展为密码锁提供了技术上的支持，从而使密码锁应用于实际。

目前，随着电子技术和信息技术的发展，电子密码锁的技术领域已发展的十分成熟。

西方国家尤为突出，电子密码锁技术相对先进，并且种类齐全，已被广泛应用于安全处所，使之更加安全更加可靠实现大门的管理。

现今常见的密码锁设计主要有两种方案，一种是中规模集成电路控制的方案，另一种是单片机控制的方案。

采用集成电路控制的方案，主要由输入元件、电路(包括电源)以及锁体三部分组成。

编码电子锁电路分为编码电路、控制电路、复位电路、解码电路、防盗报警电路、门铃电路，此种方案的结构较为复杂且重新设置密码、输入密码的操作过程会给用户带来很大的不便。

利用单片机控制的方案，由于单片机灵活的编程设计和丰富的I/O端口，及其控制的准确性，可以方便的实现密码锁的基本功能。

但电子密码锁也有一定的局限性，电子密码锁的复杂的控制原理以及对设计人员良好的程序设计能力的要求，使得电子密码锁可能造成极大的损失。

通过对这两种方案的优缺点比较，再考虑到本人自己对单片机设计具有一定的基础，所以此次选择利用单片机来进行密码锁的设计。

本文从经济实用的角度出发，以AT89C51单片机为核心器件，结合按键电路、LCD液晶显示电路、报警指示电路和开锁电路，组成电子密码锁控制系统。

密码锁可设置0~9之间的四位作为密码。

每个密码按键都有声提示，用户可通过输入正确的密码打开锁。

系统特点如下：
（1）保密性好，通过键盘输入四位密码，若密码正确，将锁打开。

（2）密码输入错误，LCD液晶显示密码输入错误，并有提示音。

（3）用户可以自由设定密码，防止密码被盗。

（4）使用灵活性好，无活动零件，不会磨损，使用时间长。

（5）输入密码三次以上错误，将会启动报警系统。

1.1 单片机的应用领域
单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。

单片机的应用领域大致可分如下几个范畴：
1.1.1 智能仪器仪表
采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。

单片机凭借其具有体积小、控制功能强、扩展灵活、功耗低和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。

例如精密的各种分析仪、示波器。

1.1.2 工业控制
工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等，都是单片机控制系统，单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统，方便工业控制。

1.1.3 家用电器
现今的家用电器大部分都采用了单片机控制系统，从电饭煲、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备，单片机无所不在。

1.1.4 计算机网络和通信
现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制，单片机的通信接口，可以很方便地与计算机进行数据通信，为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件，手机，电话机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、无线电对讲机等，都应用了单片机控制。

1.1.5 医用设备
医用呼吸机，各种分析仪，监护仪，超声诊断设备及病床呼叫系统等等，均用到了单片机系统，单片机在医用设备中的用途相当广泛。

1.1.6 大型电器
对于音乐集成单片机等大型电器，看似功能简单，微缩在纯电子芯片中（有别于磁带机的原理），就需要复杂的类似于计算机的原理。

如：音乐信号转化为模拟音乐电信号等。

在大型电路中，某些专用单片机设计用于实现特定功能，从而在各种电路中进行模块化应用，这种模块化应用极大地缩小了体积，简化了电路，降低了损坏、错误率，也方便于更换。

此外，单片机在工商，金融，科研、教育，国防航空航天等领域都有着十分广泛的用途。

1.2 课题的目的和意义
1.2.1 选题目的
在日常的工作和生活中，住宅的安全防范以及一些个人资料的保存等一系列安全防盗问题已成为社会普遍关注的问题。

传统的机械锁由于其构造的简单，被撬的事件屡见不鲜，且人们经常需要携带多把钥匙，，使用起来非常的不方便，钥匙丢失后安全性降低。

电子密码锁的产生使得这些问题得到改善，密码锁因具有安全性高、成本低、无磨损、寿命长、功耗低、易操作等优点，受到了广大用户的青睐，用户只需简单的记住密码便可对家庭或者保险柜上锁。

本设计采用单片机AT89C51作为单片机的核心单元，设计一款具有本机开锁，密码更改和报警功能的电子密码锁。

即简单又适用。

1.2.2 选题意义
电子密码锁是一种通过密码输入来控制电路或是芯片工作，从而控制机械开关的闭合，完成开锁、闭锁任务的电子产品。

通过本次毕设可以促进加深对单片机、数电模电知识的掌握，也可以熟悉PROTEUS、KEIL环境下设计一个单片机系统的方法，并进一步促进电子密码锁知识的普及和发展。

1.3 国内外研究现状与水平
目前，在西方发达国家，电子密码锁技术相对先进，种类齐全，电子密码锁已被广
泛应用于智能门禁系统中。

国内有几个厂生产供应市场。

但国内自行研制开发的电子锁
，其市场结构尚未形成，应用还不广泛。

电子密码锁越来越普及到平常化，未来的发展前景非常的大。

希望通过不断的努力，使电子密码锁在我国也能得到广泛应用。

目前使用的电子密码锁大部分是基于单片机技术，以单片机为主要器件，其编码器与解码器的生成为软件方式。

相比传统的机械式钥匙开锁携带不方便、安全性能差等特点，电子密码锁有易操作、功耗低等优势，使其越来越成为市场上的主流产品。

1.4 发展趋势
当今电子密码锁发展已经到了非常高的境界，由于电子元件特别是单片机应用在这
几年得到空前发展，无论功能性，稳定性都比较全面，在保密方面已做到人眼识别，指
纹识别，人声识别基本上电影上有的现实也有。

在国外发展比较早，所以应用也比较广泛，主要在家庭装较贵重地方，银行，保险柜等应用较多，在国内这方面发展也较快，
不管自己开发或是引进都有，在重要地方应用也较多，由于价钱比普通弹子锁较贵，早
几年应用较少，现在越来越普及到平常化，未来的发展也会越来越被大众采用，由于它
的功能、安全是弹子锁无法相比的。

发展前境也是非常大的。

1.5 本设计特点
本设计采用AT89C51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）系统设置4位密码，密码通过键盘输入，若密码正确，则将锁打开。

（2）密码由用户自己设定，在开锁状态下，用户可自行修改密码。

（3）具有自动报警功能。

系统工作时，用户通过按键输入4位密码，单片机将输入密码与设定密码进行比较，若密码正确，则发出开锁信号，将门打开，系统不报警；若密码不正确，会显示输入错误，重新输入密码的次数超过3次，将会发出报警信号。

2 分析
2.1 方案选择
现今常见的密码锁设计主要有以下两种方案。

方案一：中规模集成电路控制
用以74LS112双JK触发器构成的数字逻辑电路作为密码锁的核心控制，将密码保存在JK触发器中，与输入密码通过比较器比较，判断结果是否相符合。

采用数字电路设计的方案好处就是设计简单，但物理实现结构较为复杂且重新设置密码、输入密码的操作过程也会给用户带来一定的不方便，故不采用。

方案二：采用一种是用以AT89C51为核心的单片机控制方案
选用AT89C51单片机作为系统的核心部件，系统主要由单片机系统、矩阵键盘、LED 显示和报警系统组成。

利用单片机的灵活的编程设计和丰富的I/O端口，及其控制的准确性，不但能实现基本的密码锁功能，还能添加声光提示功能甚至还能添加掉电存储和遥控控制功能等，能在很大程度上扩展功能，方便对系统进行升级实现控制与处理的功能。

因此综合考虑，本系统采用方案二。

2.2 总体设计思路
本设计采用以单片机为核心元件的控制方案。

综合考虑单片机的性能后，选择
AT89C51为核心元件。

利用单片机灵活的编程设计和丰富的I/O端口，及其控制的准确性，实现基本的密码锁功能。

本设计主要由单片机、矩阵键盘、液晶显示器和密码存储等部分组成。

在单片机的外围电路外接输入键盘用于密码的输入和一些功能的控制，外接
AT24C02芯片用于密码的存储，外接LCD1602显示器用于显示作用。

用户通过连接单片机的矩阵键盘输入密码，后经过单片机对用户输入的密码与自己保存的密码进行对比，从而判断密码是否正确，然后控制引脚的高低电平传到开锁电路或者报警电路控制开锁还是报警。

本系统共有两部分构成，即硬件部分与软件部分。

其中硬件部分由键盘输入电路、复位电路、晶振电路、显示电路、报警电路等组成，软件部分对应的由主程序、初始化程序、LCD显示程序、键盘扫描程序、启动程序、关闭程序、键功能程序、密码设置程序、EEPROM 读写程序和延时程序等组成。

2.2.1 系统实现功能
1．正确输入四位密码的之后，按开锁键，有开锁提示；
2．错误输入密码情况下，提示错误；开锁密码错3次，启动报警电路；
3．用户可以自行设定和修改密码；
4．液晶显示屏直接显示密码输入情况。

2.2.2 系统运行过程
初始状态为闭锁，此时整个系统等待按键输入，液晶显示屏显示上锁状态。

每按下一位数据键，液晶显示屏相应的显示一个“*”标志，当密码全部输入完成后，按下开锁键，系统判断密码是否正确，正确则开锁，以发光二极管亮为打开标志，错误则提示错误，此后继续等待按键；密码输入错误三次以后，系统会发出报警蜂鸣声。

需要重置密码操作等，均可以通过键盘输入控制。

2.2.3 系统总设计结构图
图2.1 总体设计结构图
本设计由主控芯片51单片机，单片机时钟电路，键盘，和开锁电路组成。

单片负责控制整个系统的执行过程。

2.3 主要元器件介绍
2.3.1 AT89C51介绍
图2.2 AT89C51引脚图
本次毕业设计选用的是AT89C51，AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—Flash Programmab le and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。

单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。

该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。

由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器。

AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

（1）AT89C51主要特性
1.与MCS-51 兼容
2.4K字节可编程FLASH存储器
3.寿命：1000写/擦循环
4. 数据保留时间：10年
5. 全静态工作：0Hz-24MHz
6. 三级程序存储器锁定
7. 128×8位内部RAM
8．32可编程I/O线
9. 两个16位定时器/计数器
10．5个中断源
11．可编程串行通道
12. 低功耗的闲置和掉电模式
13. 片内振荡器和时钟电路
（2）AT89C51单片机引脚
VCC：供电电压。

GND：接地。

P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。

当P0口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。

P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的低八位。

在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH 进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须接上拉电阻。

P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。

P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。

在FLASH编程和校验时，P1口作为低八位地址接收。

P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。

并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。

这是由于内部上拉的缘故。

P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。

在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。

P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。

当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。

作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。

P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：
P3.0 RXD（串行输入口）
P3.1 TXD（串行输出口）
P3.2 /INT0（外部中断0）
P3.3 /INT1（外部中断1）
P3.4 T0（记时器0外部输入）
P3.5 T1（记时器1外部输入）
P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）
P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）
P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

RST：复位输入。

当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。

ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。

在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。

在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。

因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。

然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。

如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。

此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。

另外，该引脚被略微拉高。

如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。

/PSEN：外部程序存储器的选通信号。

在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。

但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。

/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。

注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA 端保持高电平时，此间内部程序存储器。

在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V 编程电源（VPP）。

XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。

XTAL2：来自反向振荡器的输出。

振荡器特性:
XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。

该反向放大器可以配置为片内振荡器。

石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。

如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。

有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。

2.3.2 LCD1602显示器介绍
液晶显示模块已作为很多电子产品中都可以看到，显示的主要是数字、专用符号和图形。

1602型LCD显示模块具有体积小，功耗低，显示内容丰富等特点。

1602型LCD可以显示2行16个字符，有8位数产品的通过器件，如在计算器、万用表、电子表及很多家用电子据总线D0-D7和RS,R/W,EN三个控制端口，工作电压为5V，并且具有字符对比度调节和背光功能。

引脚功能说明：
LCD1602采用标准的14脚（无背光）或16脚（带背光）接口，各引脚接口说明，如表2-1所示:
表2- 1 LCD1602引脚接口说明表
第1脚：VSS为地电源。

第2脚：VDD接5V正电源。

第3脚：VL为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度。

第4脚：RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。

第5脚：R/W为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。

当RS和R/W共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平R/W为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平R/W为低电平时可以写入数据。

第6脚：E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。

第7～14脚：D0～D7为8位双向数据线。

第15脚：背光源正极。

第16脚：背光源负极。

2.3.3 存储芯片AT24C02介绍
AT24C02是美国Atmel公司的低功耗CMOS型E²PROM，内含256×8位存储空间，具有工作电压宽(2.5～5.5 V)、擦写次数多(大于10000次)、写入速度快(小于10 ms)、抗干扰能力强、数据不易丢失、体积小等特点。

而且他是采用了I²C总线式进行数据读写的串行器件，占用很少的资源和I/O线，并且支持在线编程，进行数据实时的存取十分方便。

AT24C02中带有的片内地址寄存器。

每写入或读出一个数据字节后，该地址寄存器自动加1，以实现对下一个存储单元的读写。

所有字节均以单一操作方式读取。

为降低总的写入时间，一次操作可写入多达8个字节的数据。

I2C总线是一种用于IC器件之间连接的二线制总线。

他通过SDA(串行数据线)及SCL(串行时钟线)两根线在连到总线上的器件之间传送信息，并根据地址识别每个器件。

AT24C02正是运用了I²C规程，使用主/从机双向通信，主机(通常为单片机)和从机(AT24C02)均可工作于接收器和发送器状态。

主机产生串行时钟信号(通过SCL引脚)并发出控制字，控制总线的传送方向，并产生开始和停止的条件。

无论是主机还是从机，接收到一个字节后必须发出一个确认信号ACK。

AT24C02的控制字由8位二进制数构成，在开始信号发出以后，主机便会发出控制字，以选择从机并控制总线传送的方向。

管脚描述：
SCL 为串行时钟：
串行时钟输入管脚用于产生器件所有数据发送或接收的时钟这是一个输入管脚。

SDL 为串行数据/地址：
双向串行数据/地址管脚用于器件所有数据的发送或接收SDL，是一个开漏输出管脚可与其它开漏输出或集电极开路输出进行线或。

A0、A1、A2 为器件地址输入端：
当使用24C02 时最大可级联8个器件，如果只有一个24C02被总线寻址，这三个地址输入脚A0、A1、A2可悬空或连接到Vss。

WP为写保护：
如果WP 管脚连接到Vcc 所有的内容都被写保护只能读当WP, 管脚连接到Vss 或悬空,允许器件进行正常的读/写操作。

管脚图如图2.3所示。

图2.3 AT24C02引脚图
2.3.4 I2C总线介绍
I2C(Inter－Integrated Circuit)总线是一种由PHILIPS公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。

I2C总线产生于在80年代，最初为音频和视频设备开发，如今主要在服务器管理中使用，其中包括单个组件状态的通信。

例如管理员可对各个组件进行查询，以管理系统的配置或掌握组件的功能状态，如电源和系统风扇。

I2C总线的硬件结构：
I2C串行总线一般有两根信号线，一根是双向的数据线SDA，另一根是时钟线SCL。

所有接到I2C总线设备上的串行数据SDA都接到总线的SDA上，各设备的时钟线SCL接到总线的SCL上。

为了避免总线信号的混乱，要求各设备连接到总线的输出端时必须是开漏输出或集电极开路输出。

设备上的串行数据线SDA接口电路应该是双向的，输出电路用于向总线上发送数据，输入电路用于接收总线上的数据。

而串行时钟线也应是双向的，作为控制总线数据传送的主机。

总线的运行（数据传输）由主机控制。

所谓主机是指启动数据的传送（发出启动信号）、发出时钟信号以及传送结束时发出停止信号的设备，通常主机都是微处理器。

被主机寻访的设备称为从机。

为了进行通讯，每个接到I2C总线的设备都有一个唯一的地址，以便于主机寻访。

主机和从机的数据传送，可以由主机发送数据到从机，也可以由从机发到主机。

凡是发送数据到总线的设备称为发送器，从总线上接收数据的设备被称为接受器。

总线的构成及信号类型：
I2C总线是由数据线SDA和时钟SCL构成的串行总线，可发送和接收数据。

在CPU。