基于STC89C52單片機電子密碼鎖的設計與仿真

　　0、引言

　　電子密碼鎖是現代生活中常用的加密工具。它克服了機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和單片機控制，單片機相對ARM實(shí)現較為簡(jiǎn)單，功能較為完善，因此使用單片機控制較多。用單片機控制的窖碼鎖常使用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)程序，顯示器多數用。而本文所介紹的電子密犸鎖使用移植性及可讀性強的高級語(yǔ)言C語(yǔ)言編寫(xiě)，便于修改和增減功能蚤同時(shí)采用顯示清楚數碼管，功率消耗小而且壽命長(cháng)的 液晶顯示器，顯示更加直觀(guān)，使用更加方便。從經(jīng)濟實(shí)用的角度出發(fā)，采用STC89C52單片機設計出一種具有密碼設置、報警和防止多次試探密碼功能的電子密碼鎖，通過(guò)Protues軟件成功地進(jìn)行了仿真。

　　1、系統工作原理

　　本系統以STC89C52單片機為核心，使用4X4矩陣鍵盤(pán)作為數據輸人方式，驅動(dòng)1602顯示器提示程序運行過(guò)程和*的步驟。本系統的密碼判斷過(guò)程如下：

　　當使用者輸人6位密碼后按下BESURE鍵，單片機通過(guò)密碼逐個(gè)比較，如果輸入的6位蜜碼和設定的密碼完全相同，那么能成功驅動(dòng)*模擬燈將鎖打開(kāi)。若輸入6位密碼與設定的密碼不相同，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(guò)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，但是系統不允許無(wú)限次地按BACK 鍵，以免密碼被套用，當3次密碼輸入都錯誤，單片機將驅動(dòng)蜂鳴器報警。并且本系統輸入密碼還有囈間限制，在規定的時(shí)閽內沒(méi)有將正確密碼輸入也會(huì )報警。

　　修改密碼功能如下：當密碼輸人正確后，按下SET鍵可新設置密碼。每設定一位新密碼，單片機將其送給EPROM，當6位新密碼都輸入完畢，系統將自動(dòng)回到程序開(kāi)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(kāi)。

　　2、系統設計

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(pán)、報警蜂鳴器、獨立按鍵（摸擬門(mén)的開(kāi)關(guān)）、發(fā)光二極管（模擬鎖的開(kāi)關(guān)）和三極管（放大電流）。

　　2.1 硬件支持

　　2.2 軟件設計

　　本系統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(pán)掃描模塊、液晶顯示模塊及定時(shí)程序等模塊。系統程序流程如圖1所示。

圖1 系統程序流程圖

　　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(dòng)定時(shí)器以及從AT24C02中讀取密碼， 為整個(gè)程序提供數據。

　　2.2.2 密碼比較判斷模塊

　　該模塊的功能是將鍵盤(pán)輸入的密碼利用IF語(yǔ)句與設定的密碼進(jìn)行逐個(gè)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，輸人次數將自加1，當3｝fi都出錯則報警。

　　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)行重新設置，每設定一位就將密碼送給AT24C02存儲起來(lái)，當設置6位密碼完畢后，系統將自動(dòng)跳到程序開(kāi)始，調用新設置的轔碼。

　　STC89C52向AT24C02寫(xiě)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(pán)掃描模塊

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

　　2.2.5定時(shí)模塊

　　本模塊用于對密碼輸入時(shí)間控制。在程序運行時(shí)首先對定時(shí)器進(jìn)行了初始化，從按下PUT IN鍵開(kāi)始，系統開(kāi)始計時(shí)，當輸入的時(shí)間達到規定的時(shí)間將立即報警。

　　2.2.6 液晶顯示模塊

　　此模塊包括液晶初始化、命令的輸入、顯示數據的輸入。其中命令 用于控制液晶狀態(tài)是否顯示光標，光標是否閃爍，是否清除原來(lái)數據以及顯示的具體位置。數據顯示主要是將要顯示的信息安需要準時(shí)顯示出來(lái)。

　　3 系統仿真

　　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系統介紹

　　圖2中U1為STC89C52是個(gè)系統的核心，編寫(xiě)的程序以二進(jìn)制的文件導入其中；U2為AT24C02，第5和第6個(gè)引腳分別與單片機的P1.2和P1.3相連；LCD1為1602液晶顯示器，引腳連接如圖2所示；獨立按鍵DOOR，當門(mén)關(guān)上為鍵按下?tīng)顟B(tài)；D1為模擬*燈，當密碼正確，按下BESURE鍵D1將亮；BUZ1為蜂鳴器報警。當程序編寫(xiě)好并導入到單片機里后，按下圖2最下面的開(kāi)始按鈕，1602液晶顯示器將提示密碼鎖的運行狀態(tài)，系統開(kāi)始工作。

　　3.2*功能

　　當電源開(kāi)啟后，1602液晶顯示W(wǎng)elcome歡迎界面，當按下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(dòng)消失。此進(jìn)可輸入正確密碼，且密碼輸入時(shí)顯示*而不會(huì )將輸入的數據顯示出來(lái)。當輸入密碼完畢后，按下BESURE鍵，如果輸入的密碼正確D1將亮（D1作為*的模擬開(kāi)關(guān)）。若密碼錯誤，可以按下BACK鍵，程序將跳到loop(開(kāi)始界面)，重新輸入密碼，同時(shí)輸入次數將增加一次。當3次都輸入錯誤則自動(dòng)報警，并且輸入密碼的時(shí)間必須在規定時(shí)間完成，否則也會(huì )報警。

　　3.3密碼設定

　　在密碼輸入正確后，按下SET鍵可對密碼進(jìn)行重新設置，液晶顯示器顯示SET CODS。同樣幾秒后提示將自動(dòng)消失，此時(shí)開(kāi)始重設密碼。在密碼設定過(guò)程中會(huì )將設定的數字顯示出來(lái)，每輸入一位密碼需按下YES鍵確定，當設置的密碼達到6位將自動(dòng)回到啟動(dòng)界面。

　　4、結論

　?。?）成功仿真實(shí)現了1602液晶顯示，密碼*，密碼設置，防止多次試探，報警等功能。

　?。?）采用C語(yǔ)言編寫(xiě)程序，具有很強的移植性，為系統增減和修改帶了方便。