基于单片机的电子密码锁及程序
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电子密码锁可以在日常生活与现代办公中,住宅与办公室的安全防范、单位的文件档案、财务报表以及一些个人资料的保存等多种场合使用。大大提高了主人物资的安全性。目前使用的密码锁种类繁多,各具特色。本文从经济实用的角度出发,采用AT89C52单机,研制了一款具有防盗自动报警功能的电子密码锁。该密码锁设计方法合理,简单易行,成本低,符合住宅、办公室用锁要求,具有一定的推广价值。
关键字:密码锁、AT89C52、矩阵键盘、报警
一、设计背景
随着社会科技的进步,锁已经发展到了密码锁、磁性锁、电子锁、激光锁、声控锁等等。在传统钥匙的基础上,加了一组或多组密码,不同声音,不同磁场,不同声波,不同光束光波,不同图像来控制锁的开启,从而大大提高了锁的安全性。当今安全信息系统应用越来越广泛,特别在机密保护、维护隐私与财产保护方面起到重大作用,而基于电子密码锁的安全系统就是其中的一部分,运用非常广泛,研究它具有重大的现实意义。
5、
本系统软件设计由主程序、初始化程序、键盘扫描程序、密码输入程序、功能键定义程序、重置密码程序、LCD显示程序、中断延时程序、报警程序、延时程序组成。
如图六所示为主程序流程图,开始接上电源,程序进行初始化设置,然后在键盘上输入密码,此系统进行键盘扫描,判断密码就是否正确,密码正确开锁,密码不正确统计错误密码次数加1。在开锁情况下进行修改密码,点击确认密码修改成功,否则结束返回。若密码修改成功则再执行之前的操作。
基于单片机的电子密码锁设计
摘要
随着科技与人们的生活水平的提高,如何实现家庭防盗这一问题也变的尤为突出,传统的机械锁由于构造简单,被撬事件屡见不鲜。电子密码锁保密性好,使用灵活性高,收到广大用户的青睐。
本设计就是以单片机AT89C52作为密码锁的主控芯片与数据存储单元,结合外围的矩阵键盘输入、LCD显示、开锁、报警等,用C语言编写程序,并用Keil uVision4软件进行编译设计了一款可以更改密码,具有报警功能的电子密码控制系统。
如图一所示,矩阵键盘的每一条水平(行线)与垂直线(列线)的交叉处不相通,而就是通过一个按键来连通,利用这种行列式矩阵结构只需要N条行线与M条列线即可组成有 个按键的键盘。
图一 矩阵键盘
本次设计需要0~9十个数字按键、一个新建键、一个确认键、一个修改键、一个进入键与一个取消键共15个按键,所以选用4X4的矩阵按键。
图三报警电路
4.LCD显示电路
密码显示电路由单片机、排阻与LCD显示屏组成。显示电路如图四所示。为保证密码的保密性,本设计采用“*”显示所有输入密码,如图四所示。当重设密码时,按下“修改”键显示数字,如图五所示。本设计只允许输入数字密码6次,超过6次以后的数字无法输入。
图四LCD显示电路
图五重设密码LCD显示数字
5.LED数码管显示密码,为确保安全性所有密码均用“*”表示。
4、
1.矩阵键盘
密码的输入用矩阵键盘实现,包括数字键与功能键。
具体功能设计如表一:
表一 键盘具体功能设计表
按键
键名
功能
0~9
数字键
输入密码
新建
新建键
设定新密码
确认
确认键
比较密码
修改
修改键
wenku.baidu.com显示密码
进入
进入键
允许输入密码
取消
取消键
取消输入密码
1.设置6位密码,密码通过键盘输入,若密码正确,则锁打开,LCD显示“Password Right Lock Opened!”。原始密码在首次开锁时为“000000”。
2.重新设置密码时,LCD显示“******”,按下“修改”键显示数值。
3.密码只能输入6位数字,无法输入多余数字。
4.具有自动报警功能:当密码输入错误三次,报警,蜂鸣器响3秒。
N
Y N N Y Y Y N
图六 主程序流程图
六、系统调试
本次调试采用的就是protues与keil软件进行仿真。首先运用keil软件编写电子密码锁的源程序,本设计主要运用C语言编写。源程序编写后运行生成目标文件供protues仿真调试。
在这种行列式矩阵键盘编码的单片机系统中,键盘处理程序首先执行等待按键并确认有无按键按下的程序段,还要对按键进行消抖处理。
当确认有按键按下后,就要识别就是哪一个按键被按下。本次设计使用的就是线反转法。给行线置为0x0f,给列线置为0xf0,再将行列进行逻辑或结果为0xff,当有按键按下时相应的按键位行列均为0,行列逻辑或不为0xff,由此可利用行列逻辑或后的值就是否为0xff来判断就是否有按键按下。再根据扫描结果判断按下键的位置。给相应的按键赋值即可实现数字键与功能键。对功能键进行相应的软件编程即可实现按键功能。
使用矩阵键盘能减少键盘与单片机接口所占用的I/O线数目,当按键较多的时候通常采用这种方法。
2.开锁电路
在本次设计中用发光二极管代替电磁锁,二极管D1亮表示锁开,二极管灭表示没有开锁。如图二所示,当输入密码与内置密码相配合时将P2、1置0,二极管亮,否则二极管不亮。
图二发光二级管电路
3.报警电路
报警电路由单片机与蜂鸣器组成,如图三所示,当P2、0为低电平时蜂鸣器发出声音报警。每次输入的密码与正确密码进行比较,如果相同,锁开灯亮。如果输入错误则用一个变量来记录输入错误的次数,当输入密码错误达到三次时,蜂鸣器工作发出报警声音,本次设计使用的就是声音持续3秒蜂鸣器报警,即可听到“嘟——”3秒的响声。
本设计采用矩阵键盘对密码进行输入,具有较高的优势,减少了I/O口的占用数目。密码的显示采用LCD显示屏实现,为确保安全性统一使用“*”显示密码,当重新设置密码时按下“修改”键,LCD显示屏显示数字。采用蜂鸣器模拟报警系统,增加了密码锁的安全能力。软件使用C语言编程,运用自上而下的模块化设计思想,使系统朝着分布式、小型化方向发展,增强系统的可扩展性与运行的稳定性。测试结果表明,设计达到电子密码锁的功能。
2、
1.了解单片机开发系统的组成及结构;
2.掌握I/O口的操作方法;
3.能够熟练使用protues与keil软件进行连线与编程,并熟练掌握仿真方法;
4.掌握LCD显示屏的显示原理;
5.掌握C语言编程方法;
6.培养查找错误与改正错误的能力。
3、
本设计采用单片机为主控芯片,结合外围电路组成电子密码控制系统。设计主要功能有:
关键字:密码锁、AT89C52、矩阵键盘、报警
一、设计背景
随着社会科技的进步,锁已经发展到了密码锁、磁性锁、电子锁、激光锁、声控锁等等。在传统钥匙的基础上,加了一组或多组密码,不同声音,不同磁场,不同声波,不同光束光波,不同图像来控制锁的开启,从而大大提高了锁的安全性。当今安全信息系统应用越来越广泛,特别在机密保护、维护隐私与财产保护方面起到重大作用,而基于电子密码锁的安全系统就是其中的一部分,运用非常广泛,研究它具有重大的现实意义。
5、
本系统软件设计由主程序、初始化程序、键盘扫描程序、密码输入程序、功能键定义程序、重置密码程序、LCD显示程序、中断延时程序、报警程序、延时程序组成。
如图六所示为主程序流程图,开始接上电源,程序进行初始化设置,然后在键盘上输入密码,此系统进行键盘扫描,判断密码就是否正确,密码正确开锁,密码不正确统计错误密码次数加1。在开锁情况下进行修改密码,点击确认密码修改成功,否则结束返回。若密码修改成功则再执行之前的操作。
基于单片机的电子密码锁设计
摘要
随着科技与人们的生活水平的提高,如何实现家庭防盗这一问题也变的尤为突出,传统的机械锁由于构造简单,被撬事件屡见不鲜。电子密码锁保密性好,使用灵活性高,收到广大用户的青睐。
本设计就是以单片机AT89C52作为密码锁的主控芯片与数据存储单元,结合外围的矩阵键盘输入、LCD显示、开锁、报警等,用C语言编写程序,并用Keil uVision4软件进行编译设计了一款可以更改密码,具有报警功能的电子密码控制系统。
如图一所示,矩阵键盘的每一条水平(行线)与垂直线(列线)的交叉处不相通,而就是通过一个按键来连通,利用这种行列式矩阵结构只需要N条行线与M条列线即可组成有 个按键的键盘。
图一 矩阵键盘
本次设计需要0~9十个数字按键、一个新建键、一个确认键、一个修改键、一个进入键与一个取消键共15个按键,所以选用4X4的矩阵按键。
图三报警电路
4.LCD显示电路
密码显示电路由单片机、排阻与LCD显示屏组成。显示电路如图四所示。为保证密码的保密性,本设计采用“*”显示所有输入密码,如图四所示。当重设密码时,按下“修改”键显示数字,如图五所示。本设计只允许输入数字密码6次,超过6次以后的数字无法输入。
图四LCD显示电路
图五重设密码LCD显示数字
5.LED数码管显示密码,为确保安全性所有密码均用“*”表示。
4、
1.矩阵键盘
密码的输入用矩阵键盘实现,包括数字键与功能键。
具体功能设计如表一:
表一 键盘具体功能设计表
按键
键名
功能
0~9
数字键
输入密码
新建
新建键
设定新密码
确认
确认键
比较密码
修改
修改键
wenku.baidu.com显示密码
进入
进入键
允许输入密码
取消
取消键
取消输入密码
1.设置6位密码,密码通过键盘输入,若密码正确,则锁打开,LCD显示“Password Right Lock Opened!”。原始密码在首次开锁时为“000000”。
2.重新设置密码时,LCD显示“******”,按下“修改”键显示数值。
3.密码只能输入6位数字,无法输入多余数字。
4.具有自动报警功能:当密码输入错误三次,报警,蜂鸣器响3秒。
N
Y N N Y Y Y N
图六 主程序流程图
六、系统调试
本次调试采用的就是protues与keil软件进行仿真。首先运用keil软件编写电子密码锁的源程序,本设计主要运用C语言编写。源程序编写后运行生成目标文件供protues仿真调试。
在这种行列式矩阵键盘编码的单片机系统中,键盘处理程序首先执行等待按键并确认有无按键按下的程序段,还要对按键进行消抖处理。
当确认有按键按下后,就要识别就是哪一个按键被按下。本次设计使用的就是线反转法。给行线置为0x0f,给列线置为0xf0,再将行列进行逻辑或结果为0xff,当有按键按下时相应的按键位行列均为0,行列逻辑或不为0xff,由此可利用行列逻辑或后的值就是否为0xff来判断就是否有按键按下。再根据扫描结果判断按下键的位置。给相应的按键赋值即可实现数字键与功能键。对功能键进行相应的软件编程即可实现按键功能。
使用矩阵键盘能减少键盘与单片机接口所占用的I/O线数目,当按键较多的时候通常采用这种方法。
2.开锁电路
在本次设计中用发光二极管代替电磁锁,二极管D1亮表示锁开,二极管灭表示没有开锁。如图二所示,当输入密码与内置密码相配合时将P2、1置0,二极管亮,否则二极管不亮。
图二发光二级管电路
3.报警电路
报警电路由单片机与蜂鸣器组成,如图三所示,当P2、0为低电平时蜂鸣器发出声音报警。每次输入的密码与正确密码进行比较,如果相同,锁开灯亮。如果输入错误则用一个变量来记录输入错误的次数,当输入密码错误达到三次时,蜂鸣器工作发出报警声音,本次设计使用的就是声音持续3秒蜂鸣器报警,即可听到“嘟——”3秒的响声。
本设计采用矩阵键盘对密码进行输入,具有较高的优势,减少了I/O口的占用数目。密码的显示采用LCD显示屏实现,为确保安全性统一使用“*”显示密码,当重新设置密码时按下“修改”键,LCD显示屏显示数字。采用蜂鸣器模拟报警系统,增加了密码锁的安全能力。软件使用C语言编程,运用自上而下的模块化设计思想,使系统朝着分布式、小型化方向发展,增强系统的可扩展性与运行的稳定性。测试结果表明,设计达到电子密码锁的功能。
2、
1.了解单片机开发系统的组成及结构;
2.掌握I/O口的操作方法;
3.能够熟练使用protues与keil软件进行连线与编程,并熟练掌握仿真方法;
4.掌握LCD显示屏的显示原理;
5.掌握C语言编程方法;
6.培养查找错误与改正错误的能力。
3、
本设计采用单片机为主控芯片,结合外围电路组成电子密码控制系统。设计主要功能有: