基于STC89C52單片機的電子密碼鎖

ID:105323 · 發表于 2016-2-22 00:16

以往個人資料保存、部門文件檔案多用機械鎖，需攜帶多把鑰匙，使用極不方便，鑰匙丟失后安全性差。隨著科學技術的不斷發展，人們對日常生活中的安全保險器件的要求越來越高。為滿足人們對門鎖的使用要求、增加其安全性，電子密碼鎖應運而生，它具有防試探按鍵輸入，智能控制上鎖、開鎖、報警、修改密碼等多種功能。鑒于以往單片機的內部程序存儲器不能由單片機自身修改，要完成修改密碼功能，多采用片外串行E2PROM實現。STC89系列單片機，高速、低功耗、新增在系統／在應用可編程(ISP，IAP)功能，使不具有E2PROM的單片機具有了E2PROM的功能，可以在線對現場歷史數據的存儲功能，適用于一些需經常改變數據的應用產品(如計費器、門禁系統等)及需遠距離改變設備參數的產品(遙控設備等)。采用STC89C52單片機設計的電子密碼鎖，利用內部E2PROM資源，不需要外接程序存儲器就能完成修改密碼等多種功能，并且保密性高、成本低、簡單易行，符合住宅、部門辦公安全要求。

1 設計思路及軟硬件實現

電子密碼鎖工作時分為兩種工作狀態，分別是正常狀態和鎖定狀態。鎖定狀態時，輸出鎖定信號，供外部執行機構使用，實現上鎖功能；正常狀態時，鎖定信號消失，供外部執行機構使用，實現開鎖功能，并允許用戶進行密碼修改。

電子密碼鎖設計分硬件和軟件部分。硬件電路見圖1，包括穩壓、晶振、復位、3×4鍵盤、指示燈、報警和電機驅動電路。軟件編程思路如圖2所示。

用1個無符號字符型數組Val_Code和1個無符號字符型變量Val_Num來存放鍵盤輸入的數據大小和輸入個數。程序啟動或復位后，清空數組Val_Code和變量Val_Num，并初始化定時器、報警器；進入鎖定狀態時，啟動報警功能，如發現用戶按下“開鎖”鍵，則讀入從微鍵盤輸入的數字序列，更新數組Val_Code和變量Val_Num；然后比較數組Val_Code與單片機內部E2PROM中的密碼是否相同，如密碼相同則開鎖、執行開鎖動作、輸出開鎖信號、進入正常狀態，否則繼續等待用戶開鎖(為防止非法用戶惡意多次試探密碼，可在程序中設置當連續三次輸入錯誤密碼后自動報警，直至開鎖后解除)。在正常狀態時，可以進行重新設置密碼、上鎖等操作，重新設置密碼時，首先驗證原始密碼，如相同則可進行密碼更改，然后將新密碼保存至單片機內部E2PROM中。

2 STC89C52單片機內部E2PROM及使用

2.1 STC89C52RC單片機內部E2PROM

在STC89C52單片機中有2 kB的E2PROM存儲器，分8個扇區，每個扇區512 B，擦寫次數可達10萬次以上，寫人數據有效保存時間可達100年。片內DataFlash(E2PROM)地址如表1所示。

2.2 相關特殊功能寄存器

與使用STC89C52RC單片機內部E2PROM有關的特殊功能寄存器見表2。

2.2.1 ISP CONTR控制寄存器

ISP_CONTR控制寄存器的功能見表3。

ISPEN：功能允許位。0禁止改變FLASH內容；1允許改變內容。

SWBS：軟件選擇從用戶區啟動還是從ISP啟動。0從用戶區啟動；1從ISP啟動。

SWRST：軟件復位操作。0不操作；1產生軟件系統復位，硬件自動清零。

讀、寫、擦除扇區時間由控制寄存器設置。

2.2.2 ISP_TRIG命令觸發寄存器

在ISP_CONTR最高位ISPEN=1時，對ISP_TRIG先寫46H，再寫B9H，讀寫E2PROM的命令才會生效。

2.2.3 ISP_CMD命令寄存器

ISP_CMD對讀寫或擦除FLASH進行控制，其功能見表4。

2.2.4 ISP_DATA，ISP_ADDRH，ISP_ADDRL

使用單片機內部FLASH E2PROM寫入數據或擦除數據時，需要用專門的存儲器存放處理的數據和地址，ISP_DATA用來存放數據，ISP_ADDRH用來存放地址高字節，ISP_ADDRL用來存放地址低字節。

3 結語

采用STC89C52單片機設計的電子密碼鎖，實現智能電子密碼鎖的控制功能，克服了機械密碼鎖密碼量少的缺點；采用內部E2PROM保存密碼，比采用片外E2PROM具有更高的安全性、可靠性，可廣泛用于家居、辦公等智能控制系統中。

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