#单片机电子密码锁的设计(汇编语言)[1]

一、设计总说明

随着人们对安全的重视和科技的发展，许多电子智能锁（指纹识别、IC卡辨认）已在国内外相继面世。但是这些产品的特点是针对特定的指纹和有效卡，只能适用于保密要求的箱、柜、门等。而且指纹识识别器若在公共场所使用存在容易机械损坏，IC卡还存在容易丢失、损坏等特点。加上其成本较高，一定程度上限制了这类产品的普及和推广。鉴于目前的技术水平和市场的接收程度，电子密码锁是这类电子防盗产品的主流。

本次基于8051单片机电子密码锁的设计，其主要具有如下功能：

（1）设置6位密码，密码通过键盘输入，若密码正确，则将锁打开。

（2）密码可以由用户自己修改设定（只支持6位密码），锁打开后才能

改密码。修改密码之前必须再次输入密码，在输入新密码时候需要二次确以防止误操作。

（3）报警、锁定键盘功能。密码输入用发光管显示，当连续3次输入错误密码，系统声光报警。

电子密码锁的设计主要由三部分组成：4×4矩阵键盘接口电路、密码锁的控制电路、输出八段显示电路。另外系统还有LED提示灯等。

密码锁设计的关键问题是实现密码的输入、清除、更改、开锁等功能：

（1）密码输入功能：按下一个数字键，一个“－”就显示在最右边的数码管上，同时将先前输入的所有“－”向左移动一位。

（2）密码清除功能：当按下清除键时，清除前面输入的所有值，并清除所有显示。

（3）密码更改功能：将输入的值作为新的密码。

（4）开锁功能：当按下开锁键，系统将输入和密码进行检查核对，如果

确锁打开，否则不打开。

主要的设计实施过程：首先，选用8051单片机，以及选购其他电子元器件。第二步，设计硬件电路。第三步，编写单片机语言实现功能。第四部，分别进行软件和硬件的调试。最后，联合软、硬件调试整个系统，完成本次课程设计。

关键词：4×4矩阵键盘；8051单片机；密码锁；密码二次确认

二、绪论

2.1背景

随着社会物质财富的日益增长，安全防盗已成为社会问题。而锁自古以来就是把守门户的铁将军，人们对它要求甚高，既要安全可靠地防盗，又要使用方便，这也是制锁者长期以来研制的主题。目前国内，大部分人使用的还是传统的机械锁。然而，眼下假冒伪劣的机械锁泛滥成灾，互开率非常之高。所谓互开率，是各种锁具的一个技术质量标准，也就是1把钥匙能开几把锁的比率。经国家工商局、国家内贸局、中国消协等部门对锁具市场的调查，发现个别产品的互开率居然超标26倍。

为何弹子锁的“互开率”会如此之高？据有关专家人士剖析，弹子锁质量好坏主要取决于弹子数量的多少以及弹子的大小，而弹子的多少和大小受一定条件的限制。此外，即使是一把质量过关的机械锁，通过急开锁，甚至可以在不损坏锁的前提下将锁打开。机械锁的这些弊端为一种新型的锁---电子密码锁，提供了发展的空间。

2.2电子锁

电子锁是采取电子电路控制，以电磁铁或者卫星电机和锁体作为执行装置的机电一体化锁具，相比传统的机械锁具，电子锁不使用金属钥匙，保密性、精度都有很大提高。

电子锁的发明思路，源自古代发明的自动机械，例如古希腊数学家赫伦的液压自动门，中国古代诸葛亮的木牛流马，它们以重力或蒸汽压力驱动，最广泛的用途乃是用在古代墓道的地下机关。电子工业的诞生，使得以微小电量驱动机械成为可能，于是有了电子锁一日千里的跃进。

三、课题要求

本次课程设计，基于8051单片机电子密码锁的设计，利用4*4小键盘作为输入，LED作为显示。当输入密码和设定的密码一致时，系统利用继电器输出解锁信号，其主要具有如下功能：

（1）设置6位密码，密码通过键盘输入，若密码正确，则将锁打开。

（2）密码可以由用户自己修改设定（只支持6位密码），锁打开后才能

改密码。修改密码之前必须再次输入密码，在输入新密码时候需要二次确以防止误操作。

（3）报警、锁定键盘功能。密码输入用发光管显示，当连续3次输入错误密码，系统声光报警。

四、课题分析

电路主要包括矩阵键盘输入密码，外部密码验证，单片控制，原理方框图如下：

图一：电子密码锁原理方框图

4.1矩阵键盘输入控制电路

设计方案是非编码键盘，每条行线和列线都对应一条I/O口线，键位设在行线和列线的交叉点，当一个键按下就会有某一条行线和某一条列线接触，只要确定接触的是哪两条线，即哪两个I/O口线，就可以确定哪一个键被触动。行线设计成上拉口线，初始时被置高电位，列线悬空，初始置低。通过不断读行线口线，或者中断方式触发键位扫描。当发现有键按下，将列线逐一置低，其他列线置高，读行线口线。当某条列线置低时，某条行线也被拉低，则确定这两条线的交点处的按钮被按下。将每个行线和列线的组合值作成列表，每次就可以通过查表确定键位，以决定之后要进行的操作。

五、课题方案选择

方案一：使用8051单片机，采用汇编语言编写程序，该程序语言功能强大，调试较为方便，具有很强的实用性。

方案二：利用数字逻辑电路，运用电压比较器，555单稳态电路，计数器，JK触发器，UPS电源等实现对门的电子控制。

方案三：使用8051单片机，利用基于单片机的C语言编写程序，通过Keil C51 uVision2软件进行仿真模拟。

方案二基于数字电路，操作繁琐，会出现较多的器件故障，同时调试复杂，难于维护。方案三该逻辑语言较为复杂，编写程序时也较为复杂，还需进行软件仿真模拟，设计复杂。综上所述，使用方案一，设计较为简便，调试简单，硬件电路较少，易于维护。

六、程序部分

ORG 1000H

MOV R4,#08H ;密码个数8个

MOV R0,#40H ;密码暂存区

MOV A,#00H ;初始密码0，1，2，3，4，5

GO: MOV @R0,A

INC R0

INC A

DJNZ R4,GO

SETB P3.0; 确认

SETB P3.1 ;锁开

SETB P3.2 ;错误

SETB P3.4 ;报警

MOV R0,#20H

MOV A,#03H

MOV @R0,A ;8155初始化

MOV R0,#79H

MOV R7,#06H