電子密碼鎖通常使用ARM和單片機(jī)控制,，單片機(jī)相對ARM實(shí)現(xiàn)較為簡單,，功能較為完善，因此使用單片機(jī)控制較多。用單片機(jī)控制的密碼鎖常使用匯編語言編寫程序，顯示器多數(shù)用數(shù)碼管,。而本文所介紹的電子密碼鎖使用移植性及可讀性強(qiáng)的高級語言C語言編寫，便于修改和增減功能;同時(shí)采用顯示清楚,，功率消耗小而且壽命長的1602液晶顯示器,，顯示更加直觀,，使用更加方便。從經(jīng)濟(jì)實(shí)用的角度出發(fā),，采用STC8 9C52單片機(jī)設(shè)計(jì)出一種具有密碼設(shè)置,、報(bào)警和防止多次試探密碼功能的電子密碼鎖，通過Protues軟件成功地進(jìn)行了仿真,。
1 系統(tǒng)工作原理
本系統(tǒng)以STC89C52單片機(jī)為核心,，使用4×4矩陣鍵盤作為數(shù)據(jù)輸入方式，驅(qū)動1602顯示器提示程序運(yùn)行過程和開鎖的步驟,。本系統(tǒng)的密碼判斷過程如下：
當(dāng)使用者輸入6位密碼后按下BESURE鍵,，單片機(jī)通過密碼逐個(gè)比較,，如果輸入的6位密碼和設(shè)定的密碼完全相同,，那么能成功驅(qū)動開鎖模擬燈將鎖打開。若輸入6位密碼與設(shè)定的密碼不相同,，按下BESURE鍵后,，模擬燈不亮，可以按BACK鍵重新輸入,。由于輸入密碼過程中難免輸入失誤,，如果密碼輸錯(cuò)，可直接按下BACK鍵重新輸入,，但是系統(tǒng)不允許無限次地按BACK鍵,，以免密碼被套用，當(dāng)3次密碼輸入都錯(cuò)誤,，單片機(jī)將驅(qū)動蜂鳴器報(bào)警,。并且本系統(tǒng)輸入密碼還有時(shí)間限制，若在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)沒有將正確密碼輸入也會報(bào)警,。
修改密碼功能如下：當(dāng)密碼輸入正確后,，按下SET鍵可新設(shè)置密碼。每設(shè)定一位新密碼,，單片機(jī)將其送給E2PROM,，當(dāng)6位新密碼都輸入完畢，系統(tǒng)將自動回到程序開始,，重新讀取密碼并保存,，使用者需輸入新的密碼才能將鎖打開。
2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1 硬件支持
使用的元器件有：核心芯片STC89C52,、存儲芯片AT24C02,、液晶顯示1602、矩陣鍵盤,、報(bào)警蜂鳴器,、獨(dú)立按鍵(模擬門的開關(guān)),、發(fā)光二極管(模擬鎖的開關(guān))和三極管(放大電流)。
2.2 軟件設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)軟件包括主程序模塊,、密碼比較判斷模塊,、修改密碼模塊、鍵盤掃描模塊,、液晶顯示模塊及定時(shí)程序等模塊,。系統(tǒng)程序流程如圖1所示。
2.2.1 主程序模塊
主程序主要用于定義全局變量,，給全局變量賦初值,，初始化E2PROM，啟動定時(shí)器以及從AT24C02中讀取密碼,，為整個(gè)程序提供數(shù)據(jù),。
2.2.2 密碼比較判斷模塊
該模塊的功能是將鍵盤輸入的密碼利用if語句與設(shè)定的密碼進(jìn)行逐個(gè)比較，若密碼完全正確則開鎖;若不正確,，則按下BACK鍵,，重新輸入密碼，每按下BACK鍵一次,，輸入次數(shù)將自加1,，當(dāng)3次都出錯(cuò)則報(bào)警。
2.2.3 密碼修改模塊
在密碼輸入正確情況下,，可以按下SET對密碼進(jìn)行重新設(shè)置,，每設(shè)定一位就將密碼送給AT24C02存儲起來，當(dāng)設(shè)置6位密碼完畢后,，系統(tǒng)將自動跳到程序開始,，調(diào)用新設(shè)置的密碼。
STC89C52向AT24C02寫入密碼子程序：
2.2.4 鍵盤掃描模塊
該模塊具備功能有：逐列掃描鍵盤確定被按鍵的具體位置,、判斷鍵盤上有無鍵按下,、消除去抖動、判斷閉合的鍵是否釋放等功能,。
2.2.5 定時(shí)模塊
本模塊用于對密碼輸入時(shí)間控制,。在程序開始運(yùn)行時(shí)首先對定時(shí)器進(jìn)行了初始化，從按下PUT IN鍵開始,，系統(tǒng)開始計(jì)時(shí),，當(dāng)輸入的時(shí)間達(dá)到規(guī)定的時(shí)間將立即報(bào)警。
2.2.6 液晶顯示模塊
此模塊包括液晶初始化,、命令的輸入,、顯示數(shù)據(jù)的輸入。其中命令是用于控制液晶狀態(tài)是否顯示光標(biāo),，光標(biāo)是否閃爍,，是否清除原來數(shù)據(jù)以及顯示的具體位置,。數(shù)據(jù)顯示主要是將要顯示的信息按需要準(zhǔn)時(shí)顯示出來。
3 系統(tǒng)仿真
為了方便程序調(diào)試,，本文采用了Proteus仿真,，仿真圖如圖2所示。
3.1 系統(tǒng)介紹
圖2中U1為STC89C52是整個(gè)系統(tǒng)的核心,，編寫的程序以二進(jìn)制的文件導(dǎo)入其中;U2為AT24C02,，第5和第6個(gè)引腳分別與單片機(jī)的P1.2和 P1.3相連;LCD1為1602液晶顯示器，引腳連接如圖2所示;獨(dú)立按鍵DOOR,，當(dāng)門關(guān)上為鍵按下狀態(tài);D1為模擬開鎖燈,，當(dāng)密碼正確，按下BE- SURE鍵D1將亮;BUZ1為蜂鳴器報(bào)警,。當(dāng)程序編寫好并導(dǎo)入到單片機(jī)里后,，按下圖2最下面的開始按鈕，1602液晶顯示器將提示密碼鎖的運(yùn)行狀態(tài),，系統(tǒng)開始工作,。
3.2 開鎖功能
當(dāng)電源開啟時(shí)，1602液晶顯示W(wǎng)elcome歡迎界面,，當(dāng)按下PUT IN鍵后，顯示器顯示PUT IN CODES提示使用者輸入密碼,，如圖3所示,。幾秒后液晶顯示器上提示將自動消失。此時(shí)可輸入正確密碼,，且密碼輸入時(shí)顯示*而不會將輸入的數(shù)據(jù)顯示出來,。當(dāng)輸入密碼完畢后，按下BESURE鍵,，如果輸入的密碼正確D1將亮(D1作為開鎖的模擬開關(guān)),。若密碼錯(cuò)誤，可以按下BACK鍵,，程序?qū)⑻絣oop(開始界面),，重新輸入密碼，同時(shí)輸入次數(shù)將增加一次,。當(dāng)3次都輸入錯(cuò)誤則自動報(bào)警,，并且輸入密碼的時(shí)間必須在規(guī)定的時(shí)間完成，否則也會報(bào)警,。
3.3 密碼設(shè)定
在密碼輸入正確后,，按下SET鍵可對密碼進(jìn)行重新設(shè)置，液晶顯示器顯示SET CODS,。同樣幾秒后提示信息將自動消失,，此時(shí)開始重設(shè)密碼,。在密碼設(shè)定過程中會將設(shè)定的數(shù)字顯示出來，每輸入一位密碼需按下YES鍵確定,，當(dāng)設(shè)置的密碼達(dá)到6位將自動回到啟動界面,。
4 結(jié)論
(1)成功仿真實(shí)現(xiàn)了1602液晶顯示，密碼開鎖,，密碼設(shè)置,，防止多次試探，報(bào)警等功能,。
(2)采用C語言編寫程序,，具有很強(qiáng)的移植性，為系統(tǒng)增減和修改功能帶來了方便,。