电子密码锁设计.docx
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电子密码锁设计
单片机电子密码锁的设计
一种能防止多次试探密码的基于单片机的密码锁设计方案，根据用户的１０条总体要求，给出了该单片机密码锁的硬件电路和软件程序，同时给出了单片机型号的选择、硬件设计、软件流程图、单片机存储单元的分配、汇编语言源程序及详细注释等内容。
很多行业的许多地方都需要密码锁，但普通密码锁的密码容易被多次试探而破译。
本文给出了一种能防止多次试探密码的密码锁设计方法，从而有效地克服了上述缺点。
硬件电路
图１所示是笔者设计的一种密码锁电路。
该密码锁主要是以下１０条特点：
（１）总共可以设置８位密码，每位的取值范围为１～８。
（２）用户可以自行设定和修改密码。
（３）按每个密码键时都有声音提示。
（４）若键入的８位开锁密码不完全正确，则报警５秒钟，以提醒他人注意。
（５）开锁密码连续错３次要报警１分钟，报警期间输入密码无效，以防窃贼多次试探密码。
（６）键入的８位开锁密码完全正确才能开锁，开锁时要有１秒的提示音。
（７）电磁锁的电磁线圈每次通电5秒，然后恢复初态。
（８）密码键盘上只允许有８个密码按键。
锁内有备用电池，只有内部上电复位时才能设置或修改密码，因此，仅在门外按键是不能修改或设置密码的。
（９）密码设定完毕后要有２秒的提示音。
（１０）成本低，硬件和软件都很简洁可靠，易于批量生产。
根据总体要求分析，该密码锁电路所需要的Ｉ／Ｏ口线少于１５个，若设计得当，程序不会超过２００条指令，所以可选择质优价廉的ＡＴ８９Ｃ１０５１／２０５１或者ＧＭＳ１０５１／２０５１，而且不需要外接程序存储器和数据存储器及其它扩展部件，所以成本很经济。
图1电磁锁原理图
在图１所示电路中，Ｐ１口连接８个密码按键ＡＮ１～ＡＮ８，开锁信号由Ｐ３．2输出，报警和提示音由Ｐ３．７输出。
ＢＬ是用于报警与声音提示的喇叭，K是继电器控制电磁线圈。
软件设计
图２给出了该单片机密码锁电路的软件流程图。
图中ＡＡ１～ＡＡ８以及ＳＴＡＲＴ、ＳＥＴ、ＳＡＶＥ是程序中的标号，是为了理解程序而专门标在流程图的对应位置的，分析程序时可以仔细对照参考。
３．１存储单元的分配
该密码锁中ＲＡＭ存储单元的分配方案如下：
３１Ｈ～３８Ｈ：
依次存放８位设定的密码，首位密码存放在３１Ｈ单元；
Ｒ０：
指向密码地址；
Ｒ２：
已经键入密码的位数；
Ｒ３：
存放允许的错码次数３与实际错码次数的差值；
Ｒ４至Ｒ７：
延时用；
００Ｈ：
错码标志位。
对于ＲＯＭ存储单元的分配,由于程序比较短,而且占用的存储空间比较少,因此,在无特殊要求时，可以从００３０Ｈ单元（其它地址也可以）开始存放主程序。
（程序框图很清晰，简单明了，不过到输入错误次数大于3次后转向？
）
图2 电磁锁程序流程图
源程序
下面是该电子密码锁的软件源程序代码：
ＯＲＧ００００Ｈ
ＡＪＭＰＳＴＡＲＴ
ＯＲＧ００３０Ｈ
ＳＴＡＲＴ：
ＡＣＡＬＬＢＰ
ＭＯＶＲ０，＃３１Ｈ
ＭＯＶＲ２，＃８
ＳＥＴ：
ＭＯＶＰ１，＃０ＦＦＨ
ＭＯＶＡ，Ｐ１
ＣＪＮＥＡ，＃０ＦＦＨ，Ｌ８
ＡＪＭＰＳＥＴ
Ｌ８：
ＡＣＡＬＬＤＥＬＡＹ
ＣＪＮＥＡ，＃０ＦＦＨ，ＳＡＶＥ
ＡＪＭＰＳＥＴ
ＳＡＶＥ：
ＡＣＡＬＬＢＰ
ＭＯＶ＠Ｒ０Ａ
ＩＮＣＲ０
ＤＪＮＺＲ２，ＳＥＴ
ＭＯＶＲ５，＃１６
Ｄ２Ｓ：
ＡＣＡＬＬＢＰ
ＤＪＮＺＲ５，Ｄ２Ｓ
ＭＯＶＲ０，＃３１Ｈ
ＭＯＶＲ３，＃３
ＡＡ１：
ＭＯＶＲ２，＃８
ＡＡ２：
ＭＯＶＰ１，＃０ＦＦＨ
ＭＯＶＡ，Ｐ１
ＣＪＮＥＡ，＃０ＦＦＨ，Ｌ９
ＡＪＭＰＡＡ２
Ｌ９ＡＣＡＬＬＤＥＬＡＹ
ＣＪＮＥＡ，＃０ＦＦＨ，ＡＡ３
ＡＪＭＰＡＡ２
ＡＡ３：
ＡＣＡＬＬＢＰ
ＣＬＲＣ
ＳＵＢＢＡ，＠Ｒ０
ＩＮＣＲ０
ＣＪＮＥＡ，＃００Ｈ，ＡＡ４
ＡＪＭＰＡＡ５
ＡＡ４：
ＳＥＴＢ００Ｈ
ＡＡ５：
ＤＪＮＺＲ２，ＡＡ２
ＪＢ００ＨＡＡ６
ＣＬＲＰ３．５
Ｌ３ＭＯＶＲ５，＃８
ＡＣＡＬＬＢＰ
ＤＪＮＺＲ４，Ｌ３
ＭＯＶＲ３，＃３
ＳＥＴＢＰ３．５
ＡＪＭＰＡＡ１
ＡＡ６：
ＤＪＮＺＲ３，ＡＡ７
ＭＯＶＲ５，＃２４
Ｌ５：
ＭＯＶＲ４，＃２００
Ｌ４：
ＡＣＡＬＬＢＰ
ＤＪＮＺＲ４，Ｌ４
ＤＪＮＺＲ５，Ｌ５
ＭＯＶＲ３，＃３
ＡＡ７：
ＭＯＶＲ５，＃４０
ＡＣＡＬＬＢＰ
ＤＪＮＺＲ５，ＡＡ７
ＡＡ８：
ＣＬＲ００Ｈ
ＡＪＭＰＡＡ１
ＢＰ：
ＣＬＲＰ３．７
ＭＯＶＲ７，＃２５０
Ｌ２：
ＭＯＶＲ６，＃１２４
Ｌ１：
ＤＪＮＺＲ６，Ｌ１
ＣＰＬＰ３．７
ＤＪＮＺＲ７，Ｌ２
ＳＥＴＢＰ３．７
ＲＥＴ
ＤＥＬＡＹＭＯＶＲ７,＃２０
Ｌ７:
ＭＯＶＲ６,＃１２５
Ｌ６:
ＤＪＮＺＲ６,Ｌ６
ＤＪＮＺＲ７,Ｌ７
ＲＥＴ
ＥＮＤ
应用说明
若按键ＡＮ１～ＡＮ７分别代表数码１～７，按键ＡＮ０代表数码８。
在没有键按下时，Ｐ１．０～Ｐ１．７全是高电平１，若某个键被按下，相应的口线就变为低电平０。
假如设定的密码是６１２３４５７８，当按键ＡＮ６被按下时，Ｐ１．６变为低电平，Ｐ１端口其余口线为高电平，此时从Ｐ１端口读入的数值为１０１１１１１１，存到３１Ｈ单元的密码值就是１０１１１１１１，也就是ＢＦＨ。
依此类推，存到３２Ｈ至３８Ｈ单元的密码值分别是ＦＤＨ、ＦＢＨ、Ｆ７Ｈ、ＥＦＨ、ＤＦＨ、７ＦＨ、ＦＥＨ。
开锁时必须先按ＡＮ６，使从Ｐ１口读入的第一个密码值与３１Ｈ单元存储的设定值相同，再顺序按ＡＮ１、ＡＮ２、ＡＮ３、ＡＮ４、ＡＮ５、ＡＮ７、ＡＮ０才能开锁。
否则不能开锁，同时开始报警。
．实验任务
根据设定好的密码，采用二个按键实现密码的输入功能，当密码输入正确之后，锁就打开，如果输入的三次的密码不正确，就锁定按键3秒钟，同时发现报警声，直到没有按键按下3种后，才打开按键锁定功能；否则在3秒钟内仍有按键按下，就重新锁定按键3秒时间并报警。
2．电路原理图
图4.32.1
3．系统板上硬件连线
（1）．把“单片机系统”区域中的P0.0/AD0用导线连接到“音频放大模块”区域中的SPKIN端子上；
（2）．把“音频放大模块”区域中的SPKOUT端子接喇叭和；
（3）．把“单片机系统”区域中的P2.0/A8－P2.7/A15用8芯排线连接到“四路静态数码显示”区域中的任一个ABCDEFGH端子上；
（4）．把“单片机系统“区域中的P1.0用导线连接到“八路发光二极管模块”区域中的L1端子上；
（5）．把“单片机系统”区域中的P3.6/WR、P3.7/RD用导线连接到“独立式键盘”区域中的SP1和SP2端子上；
4．程序设计内容
（1）．密码的设定，在此程序中密码是固定在程序存储器ROM中，假设预设的密码为“12345”共5位密码。
（2）．密码的输入问题：
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。
（3）．按键禁止功能：
初始化时，是允许按键输入密码，当有按键按下并开始进入按键识别状态时，按键禁止功能被激活，但启动的状态在3次密码输入不正确的情况下发生的。
5．C语言源程序
#include
unsignedcharcodeps[]={1,2,3,4,5};
unsignedcharcodedispcode[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,
0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x00,0x40};
unsignedcharpslen=9;
unsignedchartemplen;
unsignedchardigit;
unsignedcharfuncount;
unsignedchardigitcount;
unsignedcharpsbuf[9];
bitcmpflag;
bithibitflag;
biterrorflag;
bitrightflag;
unsignedintsecond3;
unsignedintaa;
unsignedintbb;
bitalarmflag;
bitexchangeflag;
unsignedintcc;
unsignedintdd;
bitokflag;
unsignedcharoka;
unsignedcharokb;
voidmain（void）
{
unsignedchari,j;
P2=dispcode[digitcount];
TMOD=0x01;
TH0=（65536-500）/256;
TL0=（65536-500）%256;
TR0=1;
ET0=1;
EA=1;
while
（1）
{
if（cmpflag==0）
{
if（P3_6==0）//functionkey
{
for（i=10;i>0;i--）
for（j=248;j>0;j--）;
if（P3_6==0）
{
if（hibitflag==0）
{
funcount++;
if（funcount==pslen+2）
{
funcount=0;
cmpflag=1;
}
P1=dispcode[funcount];
}
else
{
second3=0;
}
while（P3_6==0）;
}
}
if（P3_7==0）//digitkey
{
for（i=10;i>0;i--）
for（j=248;j>0;j--）;
if（P3_7==0）
{
if（hibitflag==0）
{
digitcount++;
if（digitcount==10）
{
digitcount=0;
}
P2=dispcode[digitcount];
if（funcount==1）
{
pslen=digitcount;
templen=pslen;
}
elseif（funcount>1）
{
psbuf[funcount-2]=digitcount;
}
}
else
{
second3=0;
}
while（P3_7==0）;
}
}
}
else
{
cmpflag=0;
for（i=0;i{
if（ps[i]!
=psbuf[i]）
{
hibitflag=1;
i=pslen;
errorflag=1;
rightflag=0;
cmpflag=0;
second3=0;
gotoa;
}
}
cc=0;
errorflag=0;
rightflag=1;
hibitflag=0;
a:
cmpflag=0;
}
}
}
voidt0（void）interrupt1using0
{
TH0=（65536-500）/256;
TL0=（65536-500）%256;
if（（errorflag==1）&&（rightflag==0））
{
bb++;
if（bb==800）
{
bb=0;
alarmflag=~alar
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