AT89S52单片机密码可更改的电子密码锁设计 源码

AT89S52单片机密码可更改的电子密码锁设计 源码 ---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ AT89S52单片机密码可更改的电子密 码锁设计+源码 摘要:针对老式的机械锁结构简单，安全性不好、保密性差的特点，提出了以AT89S52和E2PROMAT24C02作为主控芯片和数据存储器单元的电子密码锁的设计。本设计由矩阵键盘、LCD1602液晶显示和报警电路等几个部分组成，矩阵键盘可供用户随时修改密码，报警电路由蜂鸣器等组成，具有报警功能，提高了个人资料、部门文件档案的保密性和安全性，设计的电子密码锁具有安全实用等特点，符合住宅、办公用锁的，可作为产品进行开发。 关键词:AT89S52,密码锁,单片机设计,电子锁 The Design of Electronic Combination Lock That Its Password Can Be Changed 1 / 14 Abstract: In view of the old mechanical lock with the characteristics of simple structure, poor security and poor confidentiality, so I put forward the design scheme that makes theAT89S52 and E2PROMAT24C02 as main control chip and data storage unit .This design makes AT89S52 microcontroller as the core of system, which are composed of matrix keyboard, LCD display and alarm system and other several parts. The user can set the password and change it many times to close and save the password at any time. It improves the privacy and the security of personal information and the department documents, and the design of electronic combination lock has the characteristics of safe and practical, which meets the requirement of residential, office of a lock and can be developed as a product. Key Words:AT89S52; Trick lock; The single chip microcomputer design; Electronic lock 目 录 ---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ 摘要1 引言1 1. 总体方案论证2 2. 硬件电路设计4 2.1 矩阵键盘模块4 2.2 1602液晶显示模块5 2.3 开锁电路模块6 方案一:采用数字电路控制。 图1数字电路控制原理图 3 / 14 图1为数字电路控制原理图，中规模集成电路控制的方案总体由密码锁电路和供电系统组成，密码锁电路完成密码输入、密码修改、执行开锁和锁定信号功能，供电系统提供与之匹配的电源信号。显然此种方案的物理结构相当复杂，而且成本较高。同时用户重新设置密码和输入密码的操作也是相当不方便。 方案二:采用以AT89S52为核心的单片机控制方案。 通过比较以上两种方案，单片机方案有较大的活动空间，不但能实现所要求的功能而且能在很大的程度上扩展功能，而且还可以方便的对系统进行升级，所以我们采用后一种方案。 用以AT89S52为核心的单片机控制方案，利用单片机灵活的编程设计和丰富的I/O端口，及其控制的准确性，不但能实现基本的密码锁功能，还能添加掉电保护存储。 ---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ 图2系统总体方案流程图 图2为系统总体方案流程图，本电子密码锁的设计以AT89S52为核心，包括1602液晶显示模块、复位电路模块、开锁电路模块、振荡电路模块、报警模块、掉电存储模块、矩阵键盘模块。输入密码用矩形键盘,4×4,，包括数字键和功能键。LCD1602用来实时显示当前的各操作状态。用继电器驱动电磁阀动作将锁打开。输入密码错误超过三次，系统报警。设置原始密码为“123456”，只要输入此密码，当密码达到6位时系统会自动判断密码的正确与否，欲重新设定密码，需要输入旧密码才能更改。修改密码时，需输入两次新密码确认一致，如果两次输入的密码不一样则LCD显示“no right”并返回初始状态，设置的密码会存储在AT24C02中。 2. 硬件电路设计 5 / 14 图41602液晶显示模块 图4为1602液晶显示模块，该设计的显示采用了LCD1602作为显示模块，LCD1602能够同时显示32个字符，在系统中一共负责12条操作提示，其D0-D7引脚对应接单片机的P1口，VSS和VDD对应接电源和地址，VEE为液晶亮度调节按钮，RS为数据或命令的选择端接P3.0，RW是读写的选择端接P3.1,E为使能信号接P3.2。当用户需要对密码锁开锁时，首先利用键盘上的0-9数字键输入密码，每当按下一个数字键在显示器上显示一个“*”，输入多少位数字就显示多少“*”，这是为了保证客户的密码不被窃取，当密码输入完成时，如果密码正确则LCD1602显示“Unlock ok”，发光二极管也随即变亮，示锁被打开,当密码错误时显示电路则显示“ERROR”，发光二极管不会变亮，表示电子密码锁没有被打开。通过LCD1602显示屏也可以清楚的判断出电子密码锁此时的状态。 2.3 开锁电路模块 ---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ 通过单片机传送信号给开锁机构，电路驱动电磁锁吸合，从而达到开锁的目的。当用户输入密码正确，单片机便输出开锁信号，送到开锁驱动电路，然后驱动电磁锁，达到开锁的目的。电磁锁的选用要视情况而定，但是吸合力要足够且有一定的余量。 图5开锁电路模块 图5为开锁电路模块，如果用户输入的密码正确，单片机自动识别，系统使单片机其中一引脚发出信号，经过三极管放大后，由继电器驱动电磁阀动作将锁打开，在本设计中，基于节省材料的原则，暂时使用继电器模拟开锁，当密码输入正确后，实物中继电器会发出“咔”的一声，代表开锁成功。 2.4 掉电存储模块 掉电存储电路的作用是在电源断开的时候，存储当前设定的开锁信息。该设计中为了在系统掉电时能够 7 / 14 保存系统设置的密码，使用了具有I2 C总线接口的EE2PROM的AT24C02芯片来保存密码锁的密码。AT24C02是一个2K位串行CMOS EEPROM,内部含有256个8位字节，AT24C02芯片可执行电擦出、可编程、有记忆的并行EEPROM存储芯片，它采用两线并行的总线和单片机通讯，芯片内的资料可以在断电的情况下保存。在利用+5V电压清除EEPROM时，通常不需要设置单独的清除操作，而是在写入的过程中自动清除即可。 2.7 复位电路模块 为了保证微机系统中电路可以稳定可靠的工作，复位电路是必不可少的一部分，复位电路的第一个功能是上电复位，一般情况下微机电路正常工作需要供电电源为4.75-5.25V，由于微机电路是时序数字电路，所以它需要稳定的时钟信号，故在电源上电时，只有当供电电源在4.75-5.25V之间以及晶体振荡器稳定工作时，复位信号才被撤销，微机电路开始正常工作。 ---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ 图9复位电路模块 图9为复位电路模块，在复位期间即RST为高电平期间，P0口为高组态，P1-P3口输出高电平，外部的程序存储器选通信号PSEN无效，同时地址锁存信号ALE也为高电平。 3. 软件设计 3.1 软件设计思路 应用系统要完成各项功能，首先需要有比较完善的硬件作为保证，与此同时还必须得到相应的设计合理的软件支持。特别是微机应用高速发展的今天，很多由硬件完成的工作都是可以通过软件编程来代替的。其中有些必须采用很复杂的硬件电路才能完成的工作，使用软件编程有的时候就会变得很简单，例如数字滤波，信号处理等。因此现代的设计充分利用其内部丰富的硬件资源和软件资源，然后采用与51系列单 9 / 14 片机相应的汇编语言和结构话程序设计方法进行软件的编程。 本设计的软件设计是整个密码锁能够可靠安全运行的关键，为了提高密码锁的安全性能，本设计引入了安全体系概念，即使在设计建立一般的指导性原则和约束条件，为密码锁提供安全服务和安全机制，使其软件程序成完整的安全体系结构。 本设计的软件部分的设计基于单片机的C语言，采用了模块化的设计思路，为了保证控制器的功能完全和结构、原理简单，本设计采用了自顶向下、逐步细化的方法，以主程序为核心设置的很多功能模块子程序是大量的功能在子程序中实现的主流程[4]。软件工作流程包括:系统的初始化,数据存储空间初始化，设置初始密码,、键盘扫描程序,计算键值并存入VAL,、按键处理程序,对不同按键做出响应,、定时器中断服务程序,用于声音报警,、段码、输入密码左、右移程序、数码显示程序、密码更改、校对开锁、电子时钟等。 ---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ 图12密码设置程序流程图 3.2.5 键功能程序模块 图13为键功能流程图，按键分为0-9十个数字输入键、K10、K11总共12个按键，其中K10是更改密码键，如果密码输入正确，按下K10，并输入两次新密码一致，则修改密码成功。按下K11返回。 图13键功能流程图 3.2.6 键盘扫描模块 图14为键盘扫描模块，该模块具备的功能有:逐列扫描键盘并确定案件的具体位置、判断键盘上有没有按键按下、消除去抖动、判断闭合的键是否释放等功 11 / 14 能。本设计的键盘扫描模块包括行扫描和列扫描，现将高四位置0放入四行，通过异或操作，判断出按下的键在第几列，然后将低四位置0放入四行，用同样的方法判断出按下的键在第几行，行与列的交叉点就是按下的键，如按下的键在第二行第三列，则按下的键为“6”。 图14键盘扫描模块 4. 系统调试 系统调试工程可以分为三大部分:硬件调试、软件调试、软件和硬件联调。电路先按模块逐个调试，每个模块调试成功后再进行联调。软件程序调试则先在最小系统调试，通过后再进行软件和硬件联调。 4.1 硬件调试 (1) 在简单的复位电路中,干扰容易串入复位端,在却大部分情况下是不会造成单片机的错误复位,但是会 ---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ 引起内部一些寄存器的错误复位,所以采用在RESET引脚接上一个去耦电容。同时为了操作上的方便，我们采用了开机复位和按钮复位这两种复位方式。 (2) 同时为了节省AT89S52的引脚，本设计把一些元器件的片选端都直接接地。 4.2 软件调试 本设计的软件系统采用汇编语言编写，调试分模块进行，每个模块程序调试好后，通过采用调用子程序的方法，进行整体的程序合并，这样的程序结构明了。出错的概率比较小。 本设计介绍的只是一种简单的电子密码锁，随着电子元器件的发展及人们对保密性需求的提高，出现了越来越多的电子密码锁，例如指纹密码锁、声音密码锁、远程红外密码锁。这些密码锁只能适用于保密要求高且供个人使用的箱、柜、房间等。由于数字、字 13 / 14 符、图形图像、人体生物特征和时间等要素均可成为钥匙的电子信息，组合使用这些信息能够使电子密码锁获得高度的保密性，如防范森严的金库，需要使用复合信息密码的电子防盗锁，可以看出组合使用电子信息是电子密码锁以后发展的趋势 AT89S52单片机密码可更改的电子密码锁设计+源码(6):