【正文】 數(shù)字密碼鎖 【 內(nèi)容摘要 】 電子數(shù)字密碼鎖是一種通過(guò)密碼輸入來(lái)控制電路或是芯片工作，從而控制機(jī)械開(kāi)關(guān)的閉合 的操作方式。 本文 的設(shè)計(jì) 是 基于 單片機(jī) AT89S52，它具有超大規(guī)模集成電路技術(shù)，有極強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理功能， I/O 口多。以它為核心設(shè)計(jì)的密碼鎖，結(jié)構(gòu)小，功能強(qiáng)，可以適用于許多 單位甚至家里的各個(gè)家用電器， 當(dāng)然保險(xiǎn)箱更是 需要它。 【關(guān)鍵詞】 ： AT89S52 單片機(jī) I/O 口接線 LED 顯示 LCD1602 【 Abstract】 Digital electronic locks is a password to control circuit or chips, to control the mechanical switch. We take the microcontroller. It has large scale integrated circuit technology and strong data processing function. With its core design locks, small structure, the function is strong. Now many units of home appliances, even all that were still safe need of it. 【 Key words】 : AT89S52 microcontroller The I/O port connection LED display LCD1602 目 錄 1. 前言 1 2. 基本功能設(shè)計(jì) 2 實(shí)驗(yàn)任務(wù) 2 功能要求 2 系統(tǒng)框圖 2 3. 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 3 使用到的元器件列表 3 個(gè)別元器件介紹 3 單片機(jī) AT89S52 簡(jiǎn)介 3 LCD1602 介紹 6 具體電路介紹 9 4. 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 12 參考文獻(xiàn) 18 致 謝 19 附錄 120 附錄 221 第 1 頁(yè) 共 21 頁(yè) 1 前 言 隨著社會(huì)物質(zhì)財(cái)富的日益增長(zhǎng)，安全防盜已成為社會(huì)問(wèn)題。而鎖自古以來(lái)就是把守門戶的鐵將軍，人們對(duì)它要求甚高，既要安全可靠地防盜，又要使用方便，這也是制鎖者長(zhǎng)期以來(lái)研制的主題。目前國(guó)內(nèi)，大部分人使用的還是傳統(tǒng)的機(jī)械鎖。然而，眼下假冒偽劣的機(jī)械鎖泛濫成災(zāi)，互開(kāi)率非常之高。所謂互開(kāi)率，是各種鎖具的一個(gè)技術(shù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，也就是 1把鑰匙能開(kāi)幾把鎖的比率。經(jīng)國(guó)家工商局、國(guó)家內(nèi)貿(mào)局、中國(guó)消協(xié)等部 門對(duì)鎖具市場(chǎng)的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)個(gè)別產(chǎn)品的互開(kāi)率居然超標(biāo) 26倍。 機(jī)械鎖的互開(kāi) 率如此之高 ，如何實(shí)現(xiàn)家庭防盜這一問(wèn)題也變的尤其的突出，傳統(tǒng)的機(jī)械鎖由于其構(gòu)造的簡(jiǎn)單，被撬的事件屢見(jiàn)不鮮， 機(jī)械鎖的這些弊端為一種新型的鎖 電子密碼鎖，提供了發(fā)展的空間。 電子鎖由于其保密性高，使用靈活性好，安全系數(shù)高，受到了廣大用戶的親呢。 電子密碼鎖是一種通過(guò)密碼輸入來(lái)控制電路或是芯片工作，從而控制機(jī)械開(kāi)關(guān)的閉合，完成開(kāi)鎖、閉鎖任務(wù)的電子產(chǎn)品。它的種類很多，有簡(jiǎn)易的電路產(chǎn)品，也有基于芯片的性價(jià)比較高的產(chǎn)品?，F(xiàn)在應(yīng)用較廣的電子密碼鎖是以芯 片為核心，通過(guò)編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其性能和安全性已大大超過(guò)了機(jī)械鎖，主要特點(diǎn)如下： (1)保密性好，編碼量多，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于彈子鎖，隨機(jī)開(kāi)鎖成功率幾乎為零。 (2)密碼可變。 用戶可以經(jīng)常更改密碼，防止密碼被盜，同時(shí)也可以避免因人的更替而使鎖的密級(jí)下降。 (3)誤碼輸入保護(hù)。當(dāng)輸入密碼多次錯(cuò)誤時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)，防止試探密碼。 從目前的技術(shù)水平和市場(chǎng)認(rèn)可程度看，使用最為廣泛的是鍵盤式電子密碼鎖，該產(chǎn)品主要應(yīng)用于保險(xiǎn)箱、保險(xiǎn)柜和金庫(kù)，還有一部分應(yīng)用于保管箱和運(yùn)鈔車。鍵盤式電子密碼在鍵盤上輸入，與打電話差不多，因而易于掌 握，其突出優(yōu)點(diǎn)是 “ 密碼 ” 是記在被授權(quán)人腦子里的數(shù)字和字符，既準(zhǔn)確又可靠，不會(huì)丟失（除了忘記），難以被竊（除非自己泄露）。但是密碼不能太簡(jiǎn)單， 太簡(jiǎn)單了 造成保密性不足。當(dāng)然，密碼又不能太復(fù)雜， 太復(fù)雜了 輸入密碼操作成功率低，造成使用不便。因此，為了發(fā)揚(yáng)優(yōu)點(diǎn)、克服弱點(diǎn)，鍵盤式電子密碼也在不斷發(fā)展中，如 “ 任意設(shè)定密碼 ” 技術(shù)使得被授權(quán)人可以根據(jù)自己的需要或喜好設(shè)定密碼，常用常新；而 “ 自動(dòng)更改密碼 ” 技術(shù)使得本次輸入的密碼將自動(dòng)更改成下次應(yīng)輸入的密碼，更改的規(guī)律不為他人所知，因而不怕旁觀者窺測(cè)；獨(dú)出心裁的 “ 鍵盤亂序顯示 ”技 術(shù)使得鍵盤上的固定鍵位每次顯示出的字符不固定，并且顯示的窄小角度只能由操作者正面看得到，因而即使旁觀者看見(jiàn)操作動(dòng)作也難以窺測(cè)出密碼； “ 多重密碼設(shè)定 ” 技術(shù)使 第 2 頁(yè) 共 21 頁(yè) 得單組密碼不一定有效，適合多人分權(quán)使用，需要輸入兩組以上的密碼才被認(rèn)可，大大提高了保密性，如果限定輸入這些密碼的先后順序或時(shí)間區(qū)段，則保密性還可提高。在輸入密碼的過(guò)程中，為了限制試探密碼的企圖，通常輸入錯(cuò)誤碼若干次或若干時(shí)間內(nèi)輸入不正確，即 “ 封鎖 ” 鍵盤，不再接受輸入操作?？傊?，盡管新式電子防盜鎖層出不窮，但鍵盤式電子密碼防盜鎖不僅在市場(chǎng)上居于主流地位，而且 ，還經(jīng)常作為其他類型電子防盜鎖的輔助輸入手段。 2 基本功能設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)任務(wù) 根據(jù)設(shè)定好的密碼，采用矩陣式按鍵實(shí)現(xiàn)密碼的輸入功能，當(dāng)密碼輸入正確之后，鎖就打開(kāi)（即綠燈亮），如果輸入的三次密碼不正確，就鎖定按鍵 3 秒鐘，同時(shí)報(bào)警（即紅燈亮）。 功能要求 （ 1） 具有良好的提示界面 （ 2） 密文顯示密碼 （ 3） 具有密碼修改功能 （ 4） 具有聲光報(bào)警功能 （ 5） 在線編程電路 系統(tǒng)框圖 硬件系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖如圖 1所示 圖 1 硬件系統(tǒng)的總體結(jié) 構(gòu)圖 AT89S52 驅(qū)動(dòng)電路 報(bào)警電路 振蕩電路 LCD1602 顯示 密碼修改 4 4 鍵盤輸入 第 3 頁(yè) 共 21 頁(yè) 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 使用到的元器件列表 如表 1所示，本系統(tǒng)的硬件部分主要由單片機(jī) AT89S5存儲(chǔ)芯片 AT24C0 4 4 矩陣鍵盤、 LCD160報(bào)警電路和驅(qū)動(dòng)電路組成；其中驅(qū)動(dòng)電路用發(fā)光二極管 LED 表示，而報(bào)警電路使用蜂鳴器?？偟膩?lái)說(shuō)，數(shù)字密碼鎖主要由微處理器模塊、記憶模塊、鍵盤模塊、聲光提示模塊和顯示模塊構(gòu)成。 元器件 規(guī)格 /型號(hào) 數(shù)量 單片機(jī) AT89S52 1 三 極管 8550 1 穩(wěn)壓管 7805 1 液晶顯示器 LCD1602 1 晶振 12M 1 電阻 10K/1K/100 4/6/1 排阻 10K 1 電容 104/ 3/2/1 發(fā)光二極管 紅色 /綠色 /黃色 1/1/1 蜂鳴器 1 表 1 元器件列表 個(gè)別元器件介紹 單片機(jī) AT89S52 簡(jiǎn)介 At89s52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器。使用 Atmel 公司高密度非 易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完 全兼容。片上 Flash 允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于 常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng) 可編程 Flash，使得 AT89S52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提 供高靈活、超有效的解決方案。 AT89S52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié) Flash， 256 字 第 4 頁(yè) 共 21 頁(yè) 節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門狗定時(shí)器， 2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè) 16 位 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6向量 2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口， 片內(nèi)晶振及時(shí) 鐘電路。另外， AT89S52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏 輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工 作。掉電保護(hù)方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)， 單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。 主要性能 與 MCS51單片機(jī)產(chǎn)品兼容 、 8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器、 1000 次擦寫周期、 全靜態(tài)操作： 0Hz～ 33MHz 、 三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器 、 32個(gè)可編程 I/O 口線 、三個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 八個(gè)中斷 源 、全雙工 UART 串行通道、 低功耗空閑和掉電模式 、掉電后中斷可喚醒 、看門狗定時(shí)器 、雙數(shù)據(jù)指針 、掉電標(biāo)識(shí)符 。 圖 2 AT89S52 引腳 P0 口： P0 口是一個(gè) 8位漏極開(kāi)路的雙向 I/O 口。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng) 8個(gè) TTL邏 輯電平。對(duì) P0 端口寫 “1” 時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0 口也被作為低 8位地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下， P0具有內(nèi)部上拉電阻。在 flash 編程時(shí)， P0 口也用來(lái)接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。程序校驗(yàn)時(shí)，需 要外部上拉電阻。 P1 口： P1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p1 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。對(duì) P1 端口寫 “1” 時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。此外， 第 5 頁(yè) 共 21 頁(yè) 和 分別作定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2的外部計(jì)數(shù)輸入（ ）和時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2 的觸發(fā)輸入（ ），具體如下表所示。在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口接收低 8 位地址字節(jié)。引腳號(hào)第二功能 T2（定時(shí) 器 /計(jì)數(shù)器 T2 的外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出 T2EX（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T2的捕捉 /重載觸發(fā)信號(hào)和方向控制） MOSI（在系統(tǒng)編程用） MISO（在系統(tǒng)編程用） SCK（在系統(tǒng)編程用） P2 口： P2 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。對(duì) P2 端口寫 “1” 時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或用 16 位地址讀取外 部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行 MOVX @DPTR）時(shí)， P2 口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中， P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。在使用 8 位地址（如MOVX @RI）訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)，P2