基于51單片機的電子密碼鎖程序

ID:860769 · 發表于 2020-12-15 17:38

本系統采用以單片機為核心元件的控制方案。由于單片機種類繁多，各種型號都有其一定的應用環境，因此在選用時要多加比較，合理選擇，以獲得最佳的性價比。一般來說在選取單片機時從下面幾個方面考慮：性能、存儲器、運行速度、I/O口、定時/計數器、串行接口、模擬電路功能、工作電壓、功耗、封裝形式、抗干擾性、保密性，除了以上的一些方面外，還有一些最基本的條件，比如：中斷源的數量和優先級、工作溫度范圍、有沒有低電壓檢測功能、單片機內有無時鐘振蕩器、有無上電復位功能等。在開發過程中還要考慮開發工具、編程器、開發成本、開發人員的適應性、技術支持和服務等因素。基于以上因素本設計選用單片機STC89C516作為本設計的核心元件，利用單片機靈活的編程設計和豐富的I/O端口，及其控制的準確性，實現基本的密碼鎖功能。在單片機的外圍電路外接輸入鍵盤用于密碼的輸入和一些功能的控制，外接AT24C02芯片用于密碼的存儲，外接LCD1602顯示器用于顯示作用。
二、硬件設計硬件連接如下：
         P1 -->矩陣鍵盤
                     P20--> EEPROM模塊SDA
                     P21--> EEPROM模塊SCL
                     P22-->繼電器模塊J15
其他管腳說明：
P0             LCD1602_DATAPINS
P2^7       LCD1602_E;
P2^5             LCD1602_RW;
P2^6             LCD1602_RS;
P1    矩陣鍵盤
P2^1;  存儲模塊  24C02 SCL
P2^0 存儲模塊 24C02 SDA
2.1 主控芯片
2.2存儲模塊24c02
存儲模塊的設計是把WP引腳接到GND上因為要讓器件進行正常的讀/寫操作，把SDA串行數據/地址與單片機的P2.0引腳使AT24C02與單片機進行所有數據的發送或接收，把SCL串行時鐘引腳與單片機的P2.1引腳相連接，讓單片機產生一個AT24C02工作的時鐘，使其正常的工作。存儲模塊電路如圖所示。
AT24C02的特點：數據線看門狗定時器；可編程復位門級；高數據傳輸速率400kHz速率和I2C總線；2.7V至7V電壓；低功耗CMOS工藝兼容；16 bespate寫緩沖區；反撇寫保護芯片；高低電平復位信號輸出；100萬擦除周期；保存長達100年。
2.3顯示模塊LCD1602
如果想要了解系統的運行與工作狀態顯示器是不可缺少的，顯示器是一個典型的輸出設備并且它的實際應用也是極為廣泛的，幾乎所有的電子產品都會使用到顯示器其差別僅在于顯示器的結構類型不同而已。最簡單的顯示器可以是LED發光二極管或者數碼管，它可以給出一個簡單的開關信息或者數字顯示，而需要顯示復雜的完整的信息上述的器件就不能勝任，而液晶的出現就很好的解決了這一問題，它不僅顯示內容豐富而且好節約了單片機的管腳資源。本設計采用的是液晶顯示LCD1602。LCD1602內部的字符已經儲存了不同的字符形式，每一個字符都有一個固定的代碼，其代碼與標準的ASCII字符代碼一致。因此只要寫入顯示字符的ASCII碼即可，這種標準化的設計給使用帶來很大的方便。比如英文字母“C”的ASCII代碼是01000011（43H），顯示時單片機往液晶模塊寫入顯示指令，模塊就會把地址為43H中的點陣字符圖形識別出，并會在液晶屏相應位置上看到字母“C”。
目前市場字符液晶絕大多數是基于HD44780的液晶芯片，控制原理是完全相同的，因此基于HD44780的寫控制程序可以很容易地應用到市場上大部分的字符液晶。LCD1602液晶的幾個特性：+5V電壓、對比度可調、內含復位電路；提供各種控制命令，如：清屏、字符閃爍、光標閃爍、顯示移位等多種功能；有80字節顯示數據存儲器DDRAM；內建有160個5X7點陣的字型的字符發生器CGROM 8個可由用戶自定義的5X7的字符發生器CGRAM。1602的引腳如下所示：
LCD1602采用標準的16腳接口，其中VSS為地電源，VDD接5V正電源，VEE為液晶顯示器。RS為寄存器選擇，高電平時選擇數據寄存器、低電平時選擇指令寄存器。RW為讀寫信號線，高電平1時進行讀操作，低電平0時進行寫操作。E端為使能端。D0~D7為8位雙向數據線。
2.4鍵盤輸入模塊
鍵盤是單片機十分重要的輸入設備，是實現人機對話的紐帶。鍵盤是由一組規則排列的按鍵組成，一個按鍵實際上就是一個開關元件，即鍵盤是一組規則排列的開關。根據按鍵與單片機的連接方式不同，按鍵主要分為獨立式按鍵和矩陣式按鍵，有了這些按鍵，對單片機的控制就方便多了。
本設計按鍵數量較多，所以采用矩陣式按鍵以節省I/O口線。將16個按鍵分為4排4列排列好，下圖是矩陣鍵盤硬件結構。當有一個鍵按下時，通過某一邊引腳賦低電平，掃描全部引腳看是否與最初的賦值一樣，不一樣則根據相應的算法（通過改變后的值與初始值相或，根據結果賦值）確定是哪個鍵按下。
2.5開鎖電路
開鎖電路的功能是當輸入正確的密碼后密碼鎖將被鎖定，既開鎖。當單片機P2.2引腳發出信號經三極管放大后，觸動電磁閥即會把鎖打開。一旦輸入密碼，單片機便會與初始密碼進行比對，如果密碼輸入3次都與原始密碼不相符即會報警。其原理圖如圖3-11所示

單片機源程序如下:

/**************************************************************************************
* 電子密碼鎖 *
實現現象：下載程序輸入正確密碼，會聽到繼電器吸合的聲音
硬件連接：
P1 -->矩陣鍵盤
P20--> EEPROM模塊SDA
P21--> EEPROM模塊SCL
P22-->繼電器模塊J15
矩陣鍵盤：
0 1 2 3
4 5 6 7
8 9 返回確定
$ $ $ $
注意事項：無
***************************************************************************************/
#include "reg52.h" //此文件中定義了單片機的一些特殊功能寄存器
#include "lcd.h"
#include "key.h"
#include "i2c.h"
#define u16 unsigned int //對數據類型進行聲明定義
#define u8 unsigned char
sbit AS=P2^2; //繼電器
/*****************************************************************************/
/*****************************************************************************/
u8 pw_num,Error_Num,PassWord_Length=6;
u8 PASSWORD[]={6,6,6,6,6,6,6,6,6,6};
u8 INPUT_PW_Tab[10];
u8 key_num,Step,Step5,Load_first_flag=0;
/*****************************************************************************/
/*******************************************************************************/
bit result_flag,Input_suc_flag;
bit List1=0;
/*****************************************************************************/
/*******************************************************************************/
void Step_0();
void Step_1();
void Step_2();
void Step_3();
void Step_4();
void Step_5();
void Step5_0();
void Step5_1();
void Step5_2();
void Step5_3();
void Step5_4();
void Step5_5();
void Step_6();
/********************************************************************************/
/*******************************************************************************/
void CipherComparison();
void input_password(bit m);
void Read_Password();
/*******************************************************************************
* 函數名 : main
* 函數功能 : 主函數
* 輸入 : 無
* 輸出 : 無
*******************************************************************************/
void main()
{
u8 data1,a;
// ShowString(0x00," Pechin Science ");
// At24c02Write(0,0); //開機顯示密碼
LcdWriteCom(0x01); //清屏
for(data1=0;data1<PassWord_Length+2;data1++)
{
a=At24c02Read(data1)+0x30;
LcdWriteData(a);
delay(1000);
}
delay(1000);
LcdInit();
delay(1000);
Step=0;
Step5=0;
Error_Num=0x00;
Read_Password();
//保存密碼長度
// for(j=0;j<10;j++)
// {
// At24c02Write(j,j);
// delay(100);
// }
//
while(1)
{
key_num=KeyDown(); //讀取輸入值
switch(Step)
{
case 0:
{Step_0();break;}
case 1:
{Step_1();break;}
case 2:
{Step_2();break;}
case 3:
{Step_3();break;}
case 4:
{Step_4();break;}
case 5:
{Step_5();break;}
case 6:
{Step_6();break;}
}
}
}
/*****************************************************************************/
/*******************************************************************************/
void Step_0()
{
LcdInit();
ShowString(0x00," Pechin Science "); //第一行顯示Pechin Science
ShowString(0x10," WELCOME! "); // 第二行顯示 WELCOME!
while(KeyDown()==0xff)Step=1; // 有按鍵按下進入下一步
}
/*****************************************************************************/
/*******************************************************************************/
void Step_1()
{
LcdWriteCom(0x01); //清屏
ShowString(0x00,"Unlock");
ShowString(0x0f,"<"); //1602第一行顯示unlock
ShowString(0x10,"Change Password");
ShowString(0x1f," "); // 1602第二行顯示Change Password
Step=2; //
}
/*****************************************************************************/
/*******************************************************************************/
void Step_2()
{
if(key_num!=0x0b)
{
if((key_num==0x01) ||( key_num==0x09)) //1鍵或9鍵按下
{
List1=~List1; //Change Password
if(List1==0)
{
ShowString(0x0f,"<"); // Unlock <
ShowString(0x1f," "); // Change Password
}
else
{
ShowString(0x0f," "); // Unlock
ShowString(0x1f,"<"); // Change Password <
}
}
}
else //確認鍵按下
{
if(List1==0){Step=3;}
else {Step=5;List1=0;}
}
}
/*****************************************************************************/
/*******************************************************************************/
void Step_3() //
{
Step=4;
pw_num=0;
LcdInit();
ShowString(0x00,"Pass Word: ");
}
/*****************************************************************************/
/*******************************************************************************/
void Step_4()
{
input_password(0); //輸入密碼并以*顯示
if(Input_suc_flag==1){Step=6;} //密碼輸入完成進入下一步
Input_suc_flag=0; //清除密碼輸入完成標志
}
/*****************************************************************************/
/*******************************************************************************/
void Step_5() //修改密碼
{
switch(Step5)
{
case 0: {Step5_0();} break;
case 1: {Step5_1();} break;
case 2: {Step5_2();} break;
case 3: {Step5_3();} break;
case 4: {Step5_4();} break;
case 5: {Step5_5();} break;
}
}
/*****************************************************************************/
/*******************************************************************************/
void Step_6()
{
CipherComparison(); //密碼比對
if(result_flag==1) //密碼正確
{
LcdInit();
ShowString(0x00," WELCOME!");
AS=0; //開繼電器
delay(60000);
delay(60000);
AS=1; //關繼電器
}
else //密碼錯誤
{
LcdInit();
ShowString(0x00,"Error 01!");
}
Step=0;
}
/****************************************************************************************
密碼輸入函數
密碼長度：pw_num
密碼輸入完成標志：Input_suc_flag
*****************************************************************************************/
void Step5_0()
{
LcdWriteCom(0x01); //清屏
ShowString (0x00,"Input PassWord:"); //1602顯示：輸入密碼
Step5=1;
pw_num=0;
}
void Step5_1()
{
input_password(0); // 輸入密碼并以*顯示
if(Input_suc_flag==1) //密碼輸入完成
{
Step5=2; //
Input_suc_flag=0; //清除密碼輸入完成標志
}
}
void Step5_2() //
{
CipherComparison(); //密碼比對
Step5=3;
}
void Step5_3() //
{
if(result_flag==0) // 密碼錯誤
{
if(Error_Num<3) //輸出錯誤次數小于3
{
Error_Num++;
LcdInit();
ShowString (0x00,"Error 01");
delay(20000);
Step5=0;
}
else //密碼錯誤次數大于3
{
Error_Num=0;
Step=0;
}
}
else //密碼正確
{
LcdInit();
ShowString (0x00,"New PassWord:");
pw_num=0;
Step5=4;
}
}
void Step5_4()
{
input_password(1); //輸入密碼并顯示
if(Input_suc_flag==1) //輸入完成
{
Step5=5;
Input_suc_flag=0;
LcdWriteCom(0x01); //清屏
ShowString (0x00," OK!");
}
}
void Step5_5()
{
unsigned char j;
PassWord_Length=pw_num; //讀取輸入密碼長度
At24c02Write(0,Load_first_flag);
delay(100);
At24c02Write(1,PassWord_Length); //保存密碼長度
delay(100);
for(j=0;j<PassWord_Length;j++)
{
PASSWORD[j]=INPUT_PW_Tab[j]; //讀取密碼
At24c02Write(j+2,INPUT_PW_Tab[j]); //保存密碼至EEPROM
delay(100);
}
Step5=0;
Step=0;
}
void Read_Password()
{
unsigned char j;
Load_first_flag=At24c02Read(0x00);
if(Load_first_flag==0) //初次運行
{
Load_first_flag=1;
At24c02Write(0,0x01);
delay(100);
At24c02Write(1,0x06); //寫默認密碼長度6至EEPROM
delay(100);
for(j=0;j<PassWord_Length;j++)
{
At24c02Write(j+2,8); //寫默認密碼888888至EEPROM
PASSWORD[j]=INPUT_PW_Tab[j]; //讀密碼
delay(100);
}
}
Load_first_flag=At24c02Read(0x00);
PassWord_Length=At24c02Read(0x01); //讀取密碼長度
for(j=0;j<PassWord_Length;j++) //讀取密碼
{
PASSWORD[j]=At24c02Read(j+2);
}
}
void input_password(bit m)
{
unsigned char j;
if(key_num!=0x0b) //ok鍵沒有按下
{
if(key_num<0x0a) //1-9按下
{
INPUT_PW_Tab[pw_num]=key_num; //保存至輸入密碼數組
pw_num=pw_num+1; //密碼長度+1
LcdWriteCom(0xc0);
for(j=0;j<pw_num;j++)
{
if(m==0) {LcdWriteData('*'); } //密碼隱藏
else {LcdWriteData(INPUT_PW_Tab[j]+0x30);} //顯示密碼
}
}
if(key_num==0x0a) //返回鍵按下
{
if(pw_num!=0) {pw_num=pw_num-1;}
else {Step=0;}
// ShowString (0x00,"Pass Word：");
LcdWriteCom(0xc0);
for(j=0;j<pw_num;j++)
{
if(m==0) {LcdWriteData('*'); } //密碼隱藏
else {LcdWriteData(INPUT_PW_Tab[j]+0x30);} //顯示密碼
}
LcdWriteData(' ');
}
}
else //ok鍵按下
{
if(pw_num==0)
{
Step=0;
LcdWriteCom(0x01);
ShowString (0x00,"Error 02!");
delay(10000);
}
else{
Input_suc_flag=1;
}
//AS=0;
}
}
/*******************************************************
密碼比對
********************************************************/
void CipherComparison()
{
u8 i,j=0;
if(PassWord_Length==pw_num) //密碼長度比對
{
for(i=0;i<PassWord_Length;i++) //密碼比對
{
if(PASSWORD[i]!=INPUT_PW_Tab[i])
{
result_flag=0;break; //密碼錯誤
}
else
{
result_flag=1; //密碼正確
}
INPUT_PW_Tab[i]=0XFF; //清除密碼緩存數組
}
}
else
{result_flag=0;}
}

復制代碼

所有程序51hei提供下載:

程序.zip (63.28 KB, 下載次數: 15)

ID:865733 · 發表于 2020-12-22 19:45

51黑論壇里面這個密碼鎖很多：http://www.zg4o1577.cn/bbs/dpj-22586-1.html

ID:866052 · 發表于 2020-12-25 18:55

請問有軟件設計的流程圖嗎

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基于51單片機的電子密碼鎖程序