以STC89C52单片机为核心的电子密码锁设计

引言

电子密码锁是现代生活中常用的加密工具。它克服了机械式密码锁密码量少、安全性能差的缺点，尤其是微控制器的智能电子密码锁；不仅具有电子密码锁的功能”还可引人智能化管理功能，从而使密码锁具有更离的安全性和可靠性。

电子密码锁通常使用ARM和单片机控制，单片机相对ARM实现较为简单，功能较为完善，因此使用单片机控制较多。用单片机控制的窖码锁常使用汇编语言编写程序，显示器多数用数码管。而本文所介绍的电子密犸锁使用移植性及可读性强的高级语言C语言编写，便于修改和增减功能蚤同时采用显示清楚，功率消耗小而且寿命长的1602 液晶显示器，显示更加直观，使用更加方便。从经济实用的角度出发，采用STC89C52单片机设计出一种具有密码设置、报警和防止多次试探密码功能的电子密码锁，通过Protues软件成功地进行了仿真。

1、系统工作原理

本系统以STC89C52单片机为核心，使用4X4矩阵键盘作为数据输人方式，驱动1602显示器提示程序运行过程和*的步骤。本系统的密码判断过程如下：

当使用者输人6位密码后按下BESURE键，单片机通过密码逐个比较，如果输入的6位蜜码和设定的密码完全相同，那么能成功驱动*模拟灯将锁打开。若输入6位密码与设定的密码不相同，按下BESURE键后，模拟灯不亮，可以按BACK键重新输入。由于输入密码过程中难免输入失误，如果密码输错，可直接攒下BACK键重新输入，但是系统不允许无限次地按BACK 键，以免密码被套用，当3次密码输入都错误，单片机将驱动蜂鸣器报警。并且本系统输入密码还有呓间限制，在规定的时阍内没有将正确密码输入也会报警。

修改密码功能如下：当密码输人正确后，按下SET键可新设置密码。每设定一位新密码，单片机将其送给EPROM，当6位新密码都输入完毕，系统将自动回到程序开始，重新读取密码并保存，使用者需输人新的密码才能将锁打开。

2、系统设计 2.1 硬件支持

使用的元器件有：核心芯片STC89C52、存储芯片AT24C02、液晶显示1602、矩阵键盘、报警蜂鸣器、独立按键（摸拟门的开关）、发光二极管（模拟锁的开关）和三极管（放大电流）。

2.2 软件设计

本系统软件包插主程序模块、甯码比较判断模块、修改密码模块、键盘扫描模块、液晶显示模块及定时程序等模块。系统程序流程如图1所示。

图1 系统程序流程图

2.2.1 主程序模块

主租序主要用于定义全局变量，给全局变量赋初值，初始化EPROM，启动定时器以及从AT24C02中读取密码， 为整个程序提供数据。

2.2.2 密码比较判断模块

该模块的功能是将键盘输入的密码利用IF语句与设定的密码进行逐个比较，若密码完全正确则*；若不正确，则按下BACK键，重新输入密码，每按下BACK键一次，输人次数将自加1，当3｝fi都出错则报警。

2．2．3 密码修改模块

在窖码输入正确情况下，可以按下SET对密码进行重新设置，每设定一位就将密码送给AT24C02存储起来，当设置6位密码完毕后，系统将自动跳到程序开始，调用新设置的辚码。

STC89C52向AT24C02写入密码子程序：

void wrtte_byte（uchar date）

STC89C52 从 AT24C02读取密码子程序：

2.2.4 键盘扫描模块

该模块具备功能有：逐列扫描键盘确实被按键的具体位置、判断键盘上有无键按下、消除抖动、判断闭合的键是否释放等功能。

2.2.5定时模块

本模块用于对密码输入时间控制。在程序运行时首先对定时器进行了初始化，从按下PUT IN键开始，系统开始计时，当输入的时间达到规定的时间将立即报警。

2.2.6 液晶显示模块

此模块包括液晶初始化、命令的输入、显示数据的输入。其中命令 用于控制液晶状态是否显示光标，光标是否闪烁，是否清除原来数据以及显示的具体位置。数据显示主要是将要显示的信息安需要准时显示出来。

3 系统仿真

为了方便程序高度。本文采用了 Protues 仿真，仿真图如图2所示。

3.1系统介绍

图2中U1为STC89C52是个系统的核心，编写的程序以二进制的文件导入其中；U2为AT24C02，第5和第6个引脚分别与单片机的P1.2和P1.3相连；LCD1为1602液晶显示器，引脚连接如图2所示；独立按键DOOR，当门关上为键按下状态；D1为模拟*灯，当密码正确，按下BESURE键D1将亮；BUZ1为蜂鸣器报警。当程序编写好并导入到单片机里后，按下图2最下面的开始按钮，1602液晶显示器将提示密码锁的运行状态，系统开始工作。

3.2*功能

当电源开启后，1602液晶显示Welcome欢迎界面，当按下PUT IN键后，显示器显示PUT IN CODES提示使用输入密码，如图3所示。几秒后液晶显示器上提示将自动消失。此进可输入正确密码，且密码输入时显示*而不会将输入的数据显示出来。当输入密码完毕后，按下BESURE键，如果输入的密码正确D1将亮（D1作为*的模拟开关）。若密码错误，可以按下BACK键，程序将跳到loop（开始界面），重新输入密码，同时输入次数将增加一次。当3次都输入错误则自动报警，并且输入密码的时间必须在规定时间完成，否则也会报警。

3.3密码设定

在密码输入正确后，按下SET键可对密码进行重新设置，液晶显示器显示SET CODS。同样几秒后提示将自动消失，此时开始重设密码。在密码设定过程中会将设定的数字显示出来，每输入一位密码需按下YES键确定，当设置的密码达到6位将自动回到启动界面。

4、结论

（1）成功仿真实现了1602液晶显示，密码*，密码设置，防止多次试探，报警等功能。

（2）采用C语言编写程序，具有很强的移植性，为系统增减和修改带了方便。