基于单片机的电子密码锁设计_董海棠

chip when you input a password. Now the electronic locks are widely used and achieved the function by programming. The design
use single chip microcomputer AT89C51 as the combination lock monitoring device and control core, combining with key circuit,
AT89C51 单片机
LCD1602显示 存储单元 开锁模式 报警模式
图 1 系统结构框图
1.2 系统的功能 （1） 密码通过键盘输入，若密码正确，则开锁并提示。 （2） 若密码输入错误，提示错误信息，如若连续错误超过
三次，报警提示并智能锁定键盘。 （3） 每输入一个密码，在 LCD1602 显示器上对应显示一个
基于单片机的电子密码锁设计 董海棠，等
基于单片机的电子密码锁设计
董海棠 1，张 旭 2，冯中毅 3
（1兰州交通大学机电工程学院 甘肃兰州，730070） （2北京铁路局 北京，100860）
（3兰州城市学院信息工程学院 甘肃兰州，730070）
摘 要：电子密码锁是一种通过密码输入来控制电路或芯片工作，从而控制机械开关的闭合，完成开锁、闭锁任务的电子
“*”。 （4） 密码可根据用户的需求进行修改，但必须要输入正确
的旧密码。 （5） 两分钟内操作完成密码的输入，大于两分钟，即使密
码正确也不会开锁。
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（6） 非法开锁即不经过密码强制开锁，则连续报警，直到 用户主人来关掉声音，解除报警。
2 硬件设计 该设计涉及到的主要器件有：主控芯片 AT89C51 单片机、
其工作的主要过程为：根据 LCD 显示器的显示提示，选择 输入密码或者修改密码。若为输入密码，则键盘扫描密码，并 存入数组，再取 AT24C02 里存有的数据经过解密处理后进行比 较，密码正确则开锁并提示，如错误，显示错误提示信息；若
A
输入密码
密码正确? N Y
开锁
模式选择
B 输入旧密码
N
<3次？ Y N
源、电位器，主要作用是调节字符显示亮度。LCD1602 显示器 的 4、5、6 号引脚分别接 AT89C51 单片机的 P2.0、P2.1、P2.2 口线，AT89C51 单片机的 P0 口接 LCD1602 的 8 位双向数据线 DB0~DB7。
2.2 AT24C02 存储电路 图 2 中 R1 和 R2 为上拉电阻，其作用是减少 AT24C02 的静
c=0; //错误次数清零 } } } else { Gotoxy(0,1);//超 时 ， 设 置 显 示 “ Time-out error”的首地址 ShowChar(" Time-out error");//显示“超 时错误” delay(13);//延时 } } else { Gotoxy(0,1);//没有完成密码输入，设置显示“ Er⁃ ror!”的首地址 ShowChar(" Error!");//显示"出错" delay(13);//延时 c++; if(c==3) //密码出错三次，报警 { Baojing(); c=0; //错误次数清零 } } }
LCD1602 液晶显示器、AT24C02 存储芯片、4×4 矩阵键盘、继 电器、独立按键以及蜂鸣器等。Proteus 环境下的硬件电路图如 图 2 所示。
《自动化与仪器仪表》2014 年 10 期（总第 180 期） 为修改密码，同样先将输入的密码与 AT24C02 中提取解密处理 后的密码比较，如正确，则修改密码，输入两次相同新密码表 示修改成功并将新密码经过加密处理后存储在 AT24C02 中并覆 盖原有的数据，如错误，显示错误提示信息。 3.1 主程序流程图
many false alarm, power-off memory etc. The test results show that the design of each function has reached the expected require-
ments.
Key words：Single Chip Microcomputer; AT89C51; Electronic Combination Lock; Alarm
产品。应用较广的电子密码锁是以芯片为核心，通过编程来实现的。设计以 AT89C51 单片机作为密码监控装置和控制核心，
结合键盘电路，LCD 显示电路，报警电路和开锁机构，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，通过
软件程序来控制整个系统实现电子密码锁的基本功能，其性能和安全性已远远超过传统的机械锁。该设计具有保密性好、成
该设计以 AT89C51 单片机为主控单元，AT24C02 存储芯片 为存储单元，矩阵键盘为主输入单元，LCD1602 为显示单元，
收稿日期：2014-0报警装置以及继电器为开 锁装置完成整个系统设计。系统结构框图如图 1 所示。
矩阵键盘 AT24C02 独立按键
and security has been far more than the traditional mechanical lock. The design has the advantages of good security, low cost, low
power consumption, simple operation, random unlock success rate is almost zero, the password input variable, error protection,
中图分类号：TP393
文献标识码：B
文章编号：1001-9227 （2014） 10-0042-03
0 引言 科技发展和生活水平提高的同时，安全问题也随之而来，
被撬事件屡见不鲜，那么如何更好的防盗呢？由于传统的机械 锁抵抗不了强力破坏，制作工艺简单，技术落后，极易被开 启，所以它只能保存着锁的原始意义，而与此同时涌现出一批 满足人们需求的安全可靠不易被破解的电子锁。其中键盘式的 电子密码锁使用最为广泛，本产品主要用于保险箱、防盗门、 保险柜之类的，还有一部分用于智能车。
for(i=1000;i>0;i--) //开锁提示音 { SPK=~SPK;
delay(1); } c=0; //错误次数清零 while(1) //等待上锁 { if(SS==0) //上锁
{ lock=1; //关开锁信号 break;
} } } else { Gotoxy(0,1);//错误，设置显示“ Wrong password”的首地址 ShowChar(" Wrong password");//显 示 “密码错误” delay(13);//延时 c++; if(c==3) //密码错误三次，报警 { Baojing();
“E”，系统判断密码是否正确，正确则提示正确并开锁，然后 等待机械关闭，当按下“S”键则上锁；密码输入错误，提示 出错信息并且错误次数自加一，然后返回到选择输入状态等待 下一次选择；当密码未达到六位而按下确认键“E”时，提示 出错并且错误次数自加一，同时返回到选择输入状态等待下一 次输入。若按下键“B”，进入修改密码状态，必须先输入旧密 码，旧密码输入正确方可输入新的密码。输入新密码时两次密 码相同则修改成功，否则返回。以上输入密码过程中显示器上 均显示“*”。当错误次数累加至三次时，系统报警并且智能锁 定键盘两分钟禁止输入。若从按下键“A”到按下键“E”或 者从按下键“B”到按下键“E”之间的时间大于两分钟，即 使密码正确也不进行下一步操作，并提示超时错误，显示器上 显示“Time-out error”，如图 4 （b） 所示。在此过程的任意 时刻，如遇到非法入门即不经过密码强制开锁，系统持续报 警，并显示“Boot into Safe mode form danger！！！”，如 图 4 （c） 所示。主人关闭报警，系统从危险模式进入安全模 式，然后返回至初始状态。
该设计从经济实用角度出发，采用 AT89C51 单片机作为密 码监控装置和控制核心，结合 AT24C02 存储单元电路，4×4 矩 阵键盘电路，LCD1602 显示电路，报警电路和开锁电路构成 的，通过键盘输入正确的密码来控制电路，从而完成开锁、机 械上锁、智能锁定键盘、修改密码等功能的电子产品。
1 系统设计 1.1 设计思路
通电之后，程序进行初始化设置，选择输入密码还是修改 密码，若为输入密码，系统扫描键盘，密码正确，开锁提示， 密码错误 3 次报警锁屏两分钟。若为修改密码，先输入旧密 码，旧密码正确后才可以设置新密码。程序循环上述过程，主 程序流程图如图 3 所示。
开始
初始化
调用显示
图 2 系统硬件电路图
2.1 LCD1602 显示电路 将标准的 LCD1602 显示器的 1、2、3 号引脚分别接地、电
报警
旧密码正确? Y
重设新密码
结束
结束
图 3 主程序流程图
3.2 开锁程序 开始时按下输入密码键，输入密码，进行与 AT24C02 存储
单元中解密处理后的原密码比较，若密码正确则开锁并提示。 若输入位数不够六位或者密码错误则错误返回，连续三次错误 则报警并锁定键盘。以下是用 C 语言编写的开锁程序 。
LCD display circuit, an alarm circuit and unlocking mechanism, using a flexible programming design and rich I/O port of microcon-
troller, and its control by software program to control the whole system to realize the electronic combination lock. The performance