基于單片機(jī)的電子密碼鎖設(shè)計

周苗苗

摘 要：為便利人們生活，設(shè)計了一款以單片機(jī)AT89S52為核心，以發(fā)光二極管、指令按鍵、4*4矩陣鍵盤、有源蜂鳴器和RTC1602液晶顯示器等外圍器件為支撐的電子密碼鎖。該設(shè)計具備輸入密碼、顯示可控、輸入調(diào)整、密碼重置及錯誤輸入聲光報警功能。

關(guān)鍵詞：AT89S52;4*4矩陣鍵盤;RTC1602

隨著社會發(fā)展和科技進(jìn)步，人類更加注重問題解決的過程與方法是否足夠簡捷。因此越智慧、越便捷的數(shù)字電子產(chǎn)品越能提升人們的幸福指數(shù)。本文基于為滿足人們對生活用品智慧和便利的追求，設(shè)計了一款以單片機(jī)AT89S52為核心，能夠應(yīng)用于多領(lǐng)域的電子密碼鎖。本設(shè)計首先具備密碼重置功能，其次能滿足人們輸入密碼時，密顯可控及密碼調(diào)整的需求，其次若密碼輸入正確則進(jìn)入歡迎使用界面，反之則發(fā)出聲光報警信號，最后，若連續(xù)五次密碼輸入錯誤，則自鎖6小時，很好地保證了信息和財產(chǎn)安全。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計

本系統(tǒng)以單片機(jī)AT89S52最小系統(tǒng)為核心，發(fā)光二極管、指令按鍵、4*4矩陣鍵盤、有源蜂鳴器和RTC1602液晶顯示器等外圍器件為功能支撐，實現(xiàn)了集密碼可改、密顯可控、輸入可調(diào)、錯誤報警和連錯自鎖五大功能為一體的電子密碼鎖。本系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示：

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計

2.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)

該設(shè)計采用的主控芯片是ATMEL公司所生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器AT89S52，具有8位在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。單片機(jī)的最小系統(tǒng)是能讓單片機(jī)工作起來的一個最基礎(chǔ)的硬件系統(tǒng)，它由單片機(jī)芯片（如AT89S52）、復(fù)位電路和振蕩電路組成。

2.2 矩陣鍵盤模塊

該設(shè)計采用4*4矩陣鍵盤（也即4行4列），與單片機(jī)P1端口（8個I/O口）相連，按鍵位于行列交叉點(diǎn)上，鍵盤布局示意圖如圖2所示。

矩陣鍵盤采用掃描識別法，具體過程為：（1）判斷有無鍵盤按下。將所有行線置“0”，檢測列線狀態(tài)。若有列線電平為低，則有鍵按下，反之則無。（2）判斷閉合鍵位置。確認(rèn)有鍵按下之后，依次將行線置“0”，逐行檢測各列線電平狀態(tài)，若某列為“0”，則置為“0”的行線及該列交叉處按鍵被按下。

2.3 聲光報警模塊

該設(shè)計采用程序控制方便的有源蜂鳴器和具有單向?qū)щ娦园l(fā)光二極管。一旦密碼輸入錯誤，將通過單片機(jī)的兩個I/O引腳同時驅(qū)動聲光報警模塊。

2.4 液晶顯示模塊

本設(shè)計采用的是由LCD顯示屏、控制器、驅(qū)動器和偏壓產(chǎn)生電路構(gòu)成的RTC1602字符型液晶顯示器，其可以顯示兩行，每行16個字符，專門用于顯示字母、數(shù)字和符號等。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計

該系統(tǒng)采用簡潔、高效、移植性強(qiáng)、模塊化的C語言作為編程語言，使用Keil軟件對源程序進(jìn)行編輯、編譯、仿真調(diào)試、下載。以主函數(shù)為主線，并根據(jù)功能劃分成若干易于解決問題且功能相獨(dú)立的子函數(shù)完成整個軟件設(shè)計。具體軟件編程依據(jù)如下：

（1）上電后，RTC第一行左起顯示“Password：”，第二行左起光標(biāo)閃爍顯示。

（2）密碼顯示控制模塊：當(dāng)按下鍵盤數(shù)字鍵0～9時，若密顯開關(guān)打開（置低電平），則RTC1602第二行左起顯示相應(yīng)數(shù)字，再次按數(shù)字鍵，在第一個數(shù)字后面接著顯示第二個數(shù)字，依次類推，RTC1602最多顯示6個數(shù)字。當(dāng)輸完6位密碼之后，再按數(shù)字鍵，聲光報警模塊報警1S提示操作無效。當(dāng)按下鍵盤數(shù)字鍵0～9時，若密顯開關(guān)關(guān)閉（置高電平），則RTC1602第二行左起顯示“*”，再次按數(shù)字鍵，在第一個“*”后面接著顯示“*”，依次類推，RTC1602最多顯示6個“*”。當(dāng)輸完6位密碼之后，再按數(shù)字鍵，聲光報警模塊報警1s提示操作無效。

（3）輸入密碼調(diào)整模塊：當(dāng)按下“FIX”按鍵時，將刪除最右邊的一位密碼，之后重新按數(shù)字鍵，實現(xiàn)對輸入密碼的調(diào)整。

（4）密碼確定模塊：當(dāng)按下“ENT”鍵后，輸入密碼將與設(shè)定密碼進(jìn)行比較，若密碼正確，則進(jìn)入歡迎使用界面;若密碼連續(xù)錯誤次數(shù)N滿足N≤5，則RTC1602清屏，聲光報警2S提示操作無效，若密碼連續(xù)錯誤次數(shù)N滿足N>5，則鎖屏6小時。

（5）密碼重置模塊：若密碼重置開關(guān)打開（置低電平），RTC1602第一行左起顯示“Original PW：”，第二行左起閃爍，等待輸入6位原始密碼，之后按“ENT”鍵，若輸入原始密碼正確，則RTC1602左起第一行顯示“New PW：”，同時第二行左起閃爍，則可通過數(shù)字按鍵輸入6位新密碼，再次按“ENT”鍵，則密碼設(shè)置成功，RTC1602進(jìn)入上電后界面，最后關(guān)閉密碼重置開關(guān)（置高電平）即完成密碼重置。

4 結(jié)語

一改傳統(tǒng)機(jī)械鎖操作不易，且需配備鑰匙的弊端，該電子密碼鎖具有結(jié)構(gòu)簡單，操作快，密碼修改簡單隨意，保密性強(qiáng)等特點(diǎn)。密碼可改的特點(diǎn)決定了它可易主且經(jīng)濟(jì)實用，因此具有較廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

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