基于STC89C52單片機(jī)電子密碼鎖的設(shè)計(jì)與仿真

　　0、引言

　　電子密碼鎖是現(xiàn)代生活中常用的加密工具。它克服了機(jī)械式密碼鎖密碼量少、安全性能差的缺點(diǎn)，尤其是的智能電子密碼鎖；不僅具有電子密碼鎖的功能”還可引人智能化管理功能，從而使密碼鎖具有更離的安全性和可靠性。

　　電子密碼鎖通常使用ARM和單片機(jī)控制，單片機(jī)相對ARM實(shí)現(xiàn)較為簡單，功能較為完善，因此使用單片機(jī)控制較多。用單片機(jī)控制的窖碼鎖常使用匯編語言編寫程序，顯示器多數(shù)用。而本文所介紹的電子密犸鎖使用移植性及可讀性強(qiáng)的高級語言C語言編寫，便于修改和增減功能蚤同時采用顯示清楚數(shù)碼管，功率消耗小而且壽命長的 液晶顯示器，顯示更加直觀，使用更加方便。從經(jīng)濟(jì)實(shí)用的角度出發(fā)，采用STC89C52單片機(jī)設(shè)計(jì)出一種具有密碼設(shè)置、報(bào)警和防止多次試探密碼功能的電子密碼鎖，通過Protues軟件成功地進(jìn)行了仿真。

　　1、系統(tǒng)工作原理

　　本系統(tǒng)以STC89C52單片機(jī)為核心，使用4X4矩陣鍵盤作為數(shù)據(jù)輸人方式，驅(qū)動1602顯示器提示程序運(yùn)行過程和*的步驟。本系統(tǒng)的密碼判斷過程如下：

　　當(dāng)使用者輸人6位密碼后按下BESURE鍵，單片機(jī)通過密碼逐個比較，如果輸入的6位蜜碼和設(shè)定的密碼完全相同，那么能成功驅(qū)動*模擬燈將鎖打開。若輸入6位密碼與設(shè)定的密碼不相同，按下BESURE鍵后，模擬燈不亮，可以按BACK鍵重新輸入。由于輸入密碼過程中難免輸入失誤，如果密碼輸錯，可直接攢下BACK鍵重新輸入，但是系統(tǒng)不允許無限次地按BACK 鍵，以免密碼被套用，當(dāng)3次密碼輸入都錯誤，單片機(jī)將驅(qū)動蜂鳴器報(bào)警。并且本系統(tǒng)輸入密碼還有囈間限制，在規(guī)定的時閽內(nèi)沒有將正確密碼輸入也會報(bào)警。

　　修改密碼功能如下：當(dāng)密碼輸人正確后，按下SET鍵可新設(shè)置密碼。每設(shè)定一位新密碼，單片機(jī)將其送給EPROM，當(dāng)6位新密碼都輸入完畢，系統(tǒng)將自動回到程序開始，重新讀取密碼并保存，使用者需輸人新的密碼才能將鎖打開。

　　2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

使用的元器件有：核心芯片STC89C52、存儲芯片AT24C02、液晶顯示1602、矩陣鍵盤、報(bào)警蜂鳴器、獨(dú)立按鍵（摸擬門的開關(guān)）、發(fā)光二極管（模擬鎖的開關(guān)）和三極管（放大電流）。

　　2.1 硬件支持

　　2.2 軟件設(shè)計(jì)

　　本系統(tǒng)軟件包插主程序模塊、甯碼比較判斷模塊、修改密碼模塊、鍵盤掃描模塊、液晶顯示模塊及定時程序等模塊。系統(tǒng)程序流程如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)程序流程圖

　　2.2.1 主程序模塊

　　主租序主要用于定義全局變量，給全局變量賦初值，初始化EPROM，啟動定時器以及從AT24C02中讀取密碼， 為整個程序提供數(shù)據(jù)。

　　2.2.2 密碼比較判斷模塊

　　該模塊的功能是將鍵盤輸入的密碼利用IF語句與設(shè)定的密碼進(jìn)行逐個比較，若密碼完全正確則*；若不正確，則按下BACK鍵，重新輸入密碼，每按下BACK鍵一次，輸人次數(shù)將自加1，當(dāng)3｝fi都出錯則報(bào)警。

　　2．2．3 密碼修改模塊

　　在窖碼輸入正確情況下，可以按下SET對密碼進(jìn)行重新設(shè)置，每設(shè)定一位就將密碼送給AT24C02存儲起來，當(dāng)設(shè)置6位密碼完畢后，系統(tǒng)將自動跳到程序開始，調(diào)用新設(shè)置的轔碼。

　　STC89C52向AT24C02寫入密碼子程序：void wrtte_byte（uchar date）

　　STC89C52 從 AT24C02讀取密碼子程序:

　　2.2.4 鍵盤掃描模塊

　　該模塊具備功能有：逐列掃描鍵盤確實(shí)被按鍵的具體位置、判斷鍵盤上有無鍵按下、消除抖動、判斷閉合的鍵是否釋放等功能。

　　2.2.5定時模塊

　　本模塊用于對密碼輸入時間控制。在程序運(yùn)行時首先對定時器進(jìn)行了初始化，從按下PUT IN鍵開始，系統(tǒng)開始計(jì)時，當(dāng)輸入的時間達(dá)到規(guī)定的時間將立即報(bào)警。

　　2.2.6 液晶顯示模塊

　　此模塊包括液晶初始化、命令的輸入、顯示數(shù)據(jù)的輸入。其中命令 用于控制液晶狀態(tài)是否顯示光標(biāo)，光標(biāo)是否閃爍，是否清除原來數(shù)據(jù)以及顯示的具體位置。數(shù)據(jù)顯示主要是將要顯示的信息安需要準(zhǔn)時顯示出來。

　　3 系統(tǒng)仿真

　　為了方便程序高度。本文采用了 Protues 仿真，仿真圖如圖2所示。

　　3.1系統(tǒng)介紹

　　圖2中U1為STC89C52是個系統(tǒng)的核心，編寫的程序以二進(jìn)制的文件導(dǎo)入其中；U2為AT24C02，第5和第6個引腳分別與單片機(jī)的P1.2和P1.3相連；LCD1為1602液晶顯示器，引腳連接如圖2所示；獨(dú)立按鍵DOOR，當(dāng)門關(guān)上為鍵按下狀態(tài)；D1為模擬*燈，當(dāng)密碼正確，按下BESURE鍵D1將亮；BUZ1為蜂鳴器報(bào)警。當(dāng)程序編寫好并導(dǎo)入到單片機(jī)里后，按下圖2最下面的開始按鈕，1602液晶顯示器將提示密碼鎖的運(yùn)行狀態(tài)，系統(tǒng)開始工作。

　　3.2*功能

　　當(dāng)電源開啟后，1602液晶顯示W(wǎng)elcome歡迎界面，當(dāng)按下PUT IN鍵后，顯示器顯示PUT IN CODES提示使用輸入密碼，如圖3所示。幾秒后液晶顯示器上提示將自動消失。此進(jìn)可輸入正確密碼，且密碼輸入時顯示*而不會將輸入的數(shù)據(jù)顯示出來。當(dāng)輸入密碼完畢后，按下BESURE鍵，如果輸入的密碼正確D1將亮（D1作為*的模擬開關(guān)）。若密碼錯誤，可以按下BACK鍵，程序?qū)⑻絣oop(開始界面)，重新輸入密碼，同時輸入次數(shù)將增加一次。當(dāng)3次都輸入錯誤則自動報(bào)警，并且輸入密碼的時間必須在規(guī)定時間完成，否則也會報(bào)警。

　　3.3密碼設(shè)定

　　在密碼輸入正確后，按下SET鍵可對密碼進(jìn)行重新設(shè)置，液晶顯示器顯示SET CODS。同樣幾秒后提示將自動消失，此時開始重設(shè)密碼。在密碼設(shè)定過程中會將設(shè)定的數(shù)字顯示出來，每輸入一位密碼需按下YES鍵確定，當(dāng)設(shè)置的密碼達(dá)到6位將自動回到啟動界面。

　　4、結(jié)論

　?。?）成功仿真實(shí)現(xiàn)了1602液晶顯示，密碼*，密碼設(shè)置，防止多次試探，報(bào)警等功能。

　?。?）采用C語言編寫程序，具有很強(qiáng)的移植性，為系統(tǒng)增減和修改帶了方便。