基于单片机的密码锁(绝对可用)

单片机原理及系统课程设计专业：电气工程及其自动化班级：电气1001班姓名：学号：指导教师：兰州交通大学自动化与电气工程学院2013 年 3 月7日基于单片机的密码锁设计摘要随着人们生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一问题也变得尤其突出，传统的机械锁由于其构造简单，安全性能低，无法满足人们的需求。

随着电子产品向智能化和微型化的不断发展，单片机已成为电子产品研制和开发中首选的控制器，所以具有防盗报警功能的电子密码控制系统逐渐代替传统的机械式密码控制系统，克服了机械式密码控制的密码量少，安全性能差的缺点。

通过单片机编写密码程序，并用74LS245驱动的数码管来显示密码。

数码管可以时时显示当前输入的四位数字。

当输入密码正确时，对应的指示灯亮；当密码不正确时，发出声音报警。

关键词:密码锁,单片机,报警AbstractWith the improvement of people's living standards, it has become particularly prominent about how to achieve Anti-theft family. The traditional mechanical lock has such shortcoming as simple structure , Low security ,it can't meet people's demands.As electronic products are developing towards intelligence and minimization, single-chip computers(SCM) have become the first choice for controllers in the development of electronic products. Therefore, the electronic anti-theft alarm function password control system and gradually replace the traditional mechanical password control system, Overcome the low mechanical password control password and the shortcomings of poor safety performance，the password program written by SCM, and 74ls245 digital control to display the password。

Digital tube can always display the current input of six digits。

When you enter the password correctly, the corresponding indicator light；When the password is incorrect, the sound alarm。

Keywords:Combination lock, Single-chip microcomputer, alarm1 引言1.1设计要求此次单片机课程设计所使用的单片机是AT89C51,利用了键盘电路以及LED灯等器件实现了密码锁的设计，该密码锁主要需要实现如下功能和目标。

(1) 输入密码功能：键盘上敲击任意一个数字键，LED显示屏上就会出现一个“－”显示在LED显示屏的最右侧，每多敲击一个数字按键就会将之前敲入的所有“－”向左移一位。

(2) 清除密码功能：每当按下清除键“CLR”就会自动清除前一个输入的数值，这样便实现了修改密码的功能。

(3) 开锁功能：当密码输入完毕后，敲击“ENTER”键，系统将会将输入的密码与系统内的内置密码进行比较核对，若密码正确，则产生一个低电屏信号，表示密码正确。

若密码不正确则无此信号。

(4) 报警和提示功能：输入密码错误，或输入密码超出指定密码个数时，密码锁将会启动报警电路，产生报警。

密码正确则密码指示灯会起来。

(5) 密码锁锁定功能：当密码输入错误或密码不符合规则时引起报警后，密码锁将开启锁定功能，将密码锁锁定3秒钟，防止被恶意软件套取密码。

(6) 系统内置密码修改功能，此功能可以通过修改程序中KEY中的值来改变系统的内置密码。

1.2设计方法第一步，使用PROTEUS 软件选用ATMEL公司的单片机AT89C51，以及需要用到的其他电子元器件，做好先期的准备。

第二步，使用PROTEUS设计硬件电路原理图，并完成电路的布线。

第三步，使用Keil uVision4 软件编写单片机的汇编语言程序、仿真、软件调试。

第四步，使用PROTEUS 软件导入汇编程序并进行模拟、调试。

最终完成本次毕业设计2 设计方案及原理本密码锁的总体框图如下。

图1 密码锁的总体框图本密码锁设计由输入模块、显示模块、报警指示模块共三各模块组成，各模块的功能为。

(1) 输入模块：负责提供输入各数字，修改回删，完成回车的按键，已完成密码的输入和修改功能。

(2) 显示模块：其主要部件为一块LED屏，主要用来显示当前输入密码的个数，并用“－”表示。

(3) 报警指示模块：包括报警蜂鸣器和通路指示灯两部分组成，分别提供密码错误时的报警和密码正确是的通路提示灯。

3 硬件设计3.1键盘电路设计使用矩阵键盘，所以本设计就采用行列式键盘，同时也能减少键盘与单片机接口时所占用的I/O线的数目，在按键比较多的时候，通常采用这样方法。

键盘接P3.0—P3.6其电路如图2所示。

图2 密码锁的键盘电路图3.2LED显示电路显示电路的电路原理图如图3.2所示。

图3 密码锁显示电路图用P0.0—P0.7接74LS245的A0—A7八个端口，74LS245的输出口接LED 的A —G 和DP ；而P2.0—P2.7的输出口接LED 的1—8。

用软件实现数字和位控制。

3.3开锁报警电路开锁报警电路如图4所示。

图4 开锁报警电路在本次设计中，基于节省材料的原则，暂时用发光二极管代替电磁锁，发光管亮，表示开锁；灭，表示没有开锁。

电路图如4所示。

当P1.0口输出低电时，二极管发光，表示开锁。

当89C51的P1.7口输出为低电平时，蜂鸣器产生蜂鸣音，89C51输出为高电平时，蜂鸣器不发声。

4 软件设计程序设计流程图如图6所示。

开始初始化，设置初始密码等待输入计算键值是CLR 键？首次按键技术值减1段码，密码右移开锁是ENTER键？已输入6位？密码正确？结束报警等待3秒存键值段码，密码左移计数值加1比较NYYN NYNYYN图5 程序设计流程图电子密码锁工作的主要过程是LED数码管提示开始输入密码，通过键盘输入密码，同时LED显示密码输入情况，按下确认键后判断密码的正确性，作出开锁或报警处理。

当输入密码连续输入错误时，系统报警。

密码的预设的值为"123456"共6位密码。

由于采用两个按键来完成密码的输入，那么其中一个按键为功能键，另一个按键为数字键。

在输入过程中，首先输入密码的长度，接着根据密码的长度输入密码的位数，直到所有长度的密码都已经输入完毕；或者输入确认功能键之后，才能完成密码的输入过程。

进入密码的判断比较处理状态并给出相应的处理过程。

5 系统调试本次调试采用Protues软件仿真。

首先设计电子密码锁的源程序，源程序经过汇编后，生成的目标文件经过仿真调试。

依次按下1，2，3，4，5，6后，LED显示如图7所示。

图6 电路调试结果6 总结本次单片机课程设计历时三周终于完成，在制作课程设计的过程中也遇到了不少的困难和阻碍，期间少不了与同学们之间的互相交流，和与老师的探讨，到亏了老师和同学们的帮助，此次单片机课程设计才能如期完成，在老师同学们的帮助下我能够熟练掌握Keil uVision4 软件编写汇编语言和制作HEX文件以及使用PROTEUS进行仿真，并掌握了一定的程序编写能力，和电路设计能力，总之，受益良多，在此感谢各位给过我帮助的老师和同学。

参考文献[1] 冯博琴,吴宁.微型计算机原理与接口技术[M].北京：清华大学出版社，2010.[2] 周航慈.单片机应用程序设计技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，2010.[3] 王思明,张金敏,苟军年,张鑫,杨乔礼.单片机原理及应用系统设计[M].北京：科学出版社，2012.附录附录一：系统仿真电路附录二：源程序;以下8字节存放8位数码管的段码LED_BIT_1 EQU 30HLED_BIT_2 EQU 31HLED_BIT_3 EQU 32HLED_BIT_4 EQU 33HLED_BIT_5 EQU 34HLED_BIT_6 EQU 35HLED_BIT_7 EQU 36HLED_BIT_8 EQU 37H;以下6个字节存放初始密码WORD_1 EQU 38HWORD_2 EQU 39HWORD_3 EQU 3AHWORD_4 EQU 3BHWORD_5 EQU 3CHWORD_6 EQU 3DH;以下6个字节存放用户输入的6位密码KEY_1 EQU 3EHKEY_2 EQU 3FHKEY_3 EQU 40HKEY_4 EQU 41HKEY_5 EQU 42HKEY_6 EQU 43HCNT_A EQU 44HCNT_B EQU 45HKEY_CNT EQU 46H ;已输出的密码位数LINE EQU 47H ;按键行号ROW EQU 48H ;按键列号V AL EQU 49H ;键值;以下为初始化程序，包括数据存储空间初始化，设置初始密码ORG 00HSJMP STARTORG 0BHLJMP INT_T0START:MOV CNT_A,#00H ;程序初始化MOV CNT_B,#00HMOV KEY_CNT,#00HMOV LINE,#00HMOV ROW,#00HMOV V AL,#00HSETB P1.0MOV LED_BIT_1,#00H ;段码存储区清零MOV LED_BIT_2,#00HMOV LED_BIT_3,#00HMOV LED_BIT_4,#00HMOV LED_BIT_5,#00HMOV LED_BIT_6,#00HMOV LED_BIT_7,#79HMOV LED_BIT_8,#73HMOV KEY_1,#00H ;输入密码存储区清零MOV KEY_2,#00HMOV KEY_3,#00HMOV KEY_4,#00HMOV KEY_5,#00HMOV KEY_6,#00HMOV WORD_1,#6 ;设置初始密码为“123456”MOV WORD_2,#5MOV WORD_3,#4MOV WORD_4,#3MOV WORD_5,#2MOV WORD_6,#1MOV TMOD,#01HMOV TH0,#(65536-700)/256MOV TL0,#(65536-700)MOD 256MOV IE,#82HA0: LCALL DISP ;以下为键盘扫描程序，计算键值并存入V AL LSCAN: MOV P3,#0F0H ;扫描行码L1: JNB P3.0,L2LCALL DLY_SJNB P3.0,L2MOV LINE,#00HLJMP RSCANL2: JNB P3.1,L3LCALL DLY_SJNB P3.1,L3MOV LINE,#01HLJMP RSCANL3: JNB P3.2,L4LCALL DLY_SJNB P3.2,L4MOV LINE,#02HLJMP RSCANL4: JNB P3.3,A0LCALL DLY_SJNB P3.3,A0MOV LINE,#03HRSCAN: MOV P3,#0FH ;扫描列码C1: JNB P3.4,C2MOV ROW,#00HLJMP CALCUC2: JNB P3.5,C3MOV ROW,#01HLJMP CALCUC3: JNB P3.6,C1MOV ROW,#02HCALCU: MOV A,LINE ;计算键值MOV B,#03HMUL ABADD A,ROWMOV V AL,A ;以下为按键处理程序，对不同的按键作出响应CJNE A,#0AH,J1 ;是否为“CLR”键MOV R1,KEY_CNTCJNE R1,#00H,J2LCALL ALARM_1LJMP STARTJ2: LCALL SHIFTRDEC KEY_CNTW00: LCALL DISP ;等待按键抬起MOV A,P3CJNE A,#0FH,W01LJMP A0W01: MOV A,P3CJNE A,#0F0H,W02LJMP A0W02: SJMP W00J1: MOV A,V ALCJNE A,#0BH,J3 ;判断是否为“ENTER”键MOV R1,KEY_CNTCJNE R1,#06H,J4MOV A,WORD_1 ;比较密码CJNE A,3EH,J5MOV A,WORD_2CJNE A,3FH,J5MOV A,WORD_3CJNE A,40H,J5MOV A,WORD_4CJNE A,41H,J5MOV A,WORD_5CJNE A,42H,J5MOV A,WORD_6CJNE A,43H,J5CLR P1.0LCALL DLY_LLJMP FINIJ5: LCALL ALARM_2LJMP STARTJ4: LCALL ALARM_1LJMP STARTJ3: INC KEY_CNT ;按下数字键MOV A,KEY_CNTCJNE A,#07H,K1LCALL ALARM_1W10: LCALL DISP ;等待按键抬起MOV A,P3CJNE A,#0FH,W11LJMP STARTW11: MOV A,P3CJNE A,#0F0H,W12LJMP STARTW12: SJMP W10LJMP STARTLJMP STARTK1: LCALL SHIFTLW20: LCALL DISP ;等待按键抬起MOV A,P3CJNE A,#0FH,W21LJMP A0W21: MOV A,P3CJNE A,#0F0H,W22LJMP A0W22: SJMP W20LJMP A0ALARM_1:SETB TR0 ;操作错误报警JB TR0,$RETALARM_2:SETB TR0 ;密码错误报警JB TR0,$LCALL DLY_LRET ;定时器中断服务程序，用于声音报警INT_T0: CPL P1.7MOV TH0,#(65536-700)/256MOV TL0,#(65536-700)MOD 256INC CNT_AMOV R1,CNT_ACJNE R1,#30,RETUNEMOV CNT_A,#00HINC CNT_BMOV R1,CNT_BCJNE R1,#20,RETUNEMOV CNT_A,#00HMOV CNT_B,#00HCLR TR0RETUNE:RETI ;段码，输入密码左移子程序SHIFTL:MOV LED_BIT_6,LED_BIT_5MOV LED_BIT_5,LED_BIT_4MOV LED_BIT_4,LED_BIT_3MOV LED_BIT_3,LED_BIT_2MOV LED_BIT_2,LED_BIT_1MOV LED_BIT_1,#40HMOV KEY_6,KEY_5MOV KEY_5,KEY_4MOV KEY_4,KEY_3MOV KEY_3,KEY_2MOV KEY_2,KEY_1MOV KEY_1,V ALRET ;段码，输入密码右移子程序SHIFTR:MOV LED_BIT_1,LED_BIT_2MOV LED_BIT_2,LED_BIT_3MOV LED_BIT_3,LED_BIT_4MOV LED_BIT_4,LED_BIT_5MOV LED_BIT_5,LED_BIT_6MOV LED_BIT_6,#00HMOV KEY_1,KEY_2MOV KEY_2,KEY_3MOV KEY_3,KEY_4MOV KEY_4,KEY_5MOV KEY_5,KEY_6MOV KEY_6,#00HRET ;以下为数码显示子程序DISP: CLR P2.7MOV P0,LED_BIT_8LCALL DLY_SSETB P2.7CLR P2.6MOV P0,LED_BIT_7LCALL DLY_SSETB P2.6CLR P2.5MOV P0,LED_BIT_6LCALL DLY_SSETB P2.5CLR P2.4MOV P0,LED_BIT_5LCALL DLY_SSETB P2.4CLR P2.3MOV P0,LED_BIT_4LCALL DLY_SSETB P2.3CLR P2.2MOV P0,LED_BIT_3LCALL DLY_SSETB P2.2CLR P2.1MOV P0,LED_BIT_2LCALL DLY_SSETB P2.1CLR P2.0MOV P0,LED_BIT_1LCALL DLY_SSETB P2.0RETDLY_S: MOV R6,#10D1: MOV R7,#250DJNZ R7,$DJNZ R6,D1RETDLY_L: MOV R5,#100D2: MOV R6,#100D3: MOV R7,#248DJNZ R7,$DJNZ R6,D3DJNZ R5,D2RETFINI: NOPEND。