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基于單片機(jī)的電子密碼鎖設(shè)計(jì)
沈陽工學(xué)院 東軟集團(tuán)股份有限公司 魏靜敏 劉歡杰 2016/2/11 18:43:12
摘要：本設(shè)計(jì)以單片機(jī)為核心元件，利用單片機(jī)體積小，可靠性高的特點(diǎn)設(shè)計(jì)一個(gè)電子密碼鎖。能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確的密碼檢測、顯示、傳送功能，報(bào)警提示等功能。具體功能包括開關(guān)鎖、密碼顯示、輸入錯(cuò)誤更改、修改原始密碼、密碼初始化密碼輸入錯(cuò)誤三次報(bào)警、在密碼鎖輸入密碼錯(cuò)誤3次后，會有1分鐘停止按鍵輸入功能。系統(tǒng)由單片機(jī)、1062顯示器、24C02芯片、蜂鳴器、繼電器等元器件組成。
關(guān)鍵詞：單片機(jī)；密碼鎖；1062顯示器；繼電器
一、密碼鎖的工作原理及操作流程
本電子密碼鎖的工作原理是系統(tǒng)上電后，通過矩陣鍵盤輸入密碼，24C02儲存芯片進(jìn)行比較輸入的數(shù)字是否與預(yù)先設(shè)置密碼一致，如果輸入密碼一致，根據(jù)LCD顯示屏的顯示進(jìn)行后續(xù)動作，進(jìn)入選擇繼電器工作，還是進(jìn)行密碼修改選項(xiàng)；如果密碼輸入與預(yù)設(shè)密碼不一樣，在LCD顯示屏上會顯示重新輸入，并且顯示輸入錯(cuò)誤次數(shù)，然后在進(jìn)行密碼輸入，本電子密碼鎖可以允許連續(xù)三次密碼輸入錯(cuò)誤，連續(xù)三次密碼輸入錯(cuò)誤后，電子密碼鎖的報(bào)警電路會進(jìn)行報(bào)警。
本設(shè)計(jì)模塊主要有液晶顯示模塊、儲存芯片模塊、報(bào)警模塊、矩陣鍵盤模塊等。液晶顯示模塊顯示輸入內(nèi)容；儲存芯片模塊儲存預(yù)設(shè)密碼，并將通過矩陣鍵盤輸入的數(shù)字與預(yù)設(shè)密碼進(jìn)行比較，將數(shù)據(jù)傳輸給繼電器；4*4的矩陣鍵盤是起輸入數(shù)字及其他指令的作用，其中包括0-9的數(shù)字鍵，輸入功能鍵，數(shù)字清除功能鍵，加、減選擇鍵，密碼還原鍵，退出鍵。系統(tǒng)的操作流程主要如下面所示：
⑴系統(tǒng)啟動后，LCD屏幕上顯示兩行單詞，第一行是Password Lock，另一行是Relay:off（繼電器關(guān)閉）。
⑵當(dāng)按下選擇鍵時(shí)，會進(jìn)入選項(xiàng)，LCD顯示屏上會顯示兩行單詞：一行顯示kongzhi relay（控制繼電器），另一行顯示Xiugai Password（修改密碼）。
⑶輸入6位密碼時(shí)，在LCD屏幕上會顯示*號來防止密碼被窺視，從而保護(hù)隱私。
⑷輸入密碼正確后，LCD顯示屏上顯示：relay open off，用加減鍵進(jìn)行選擇，選擇open為允許打開密碼鎖，允許打開密碼鎖后，LED小燈亮，選擇close即不允許打開鎖，LED小燈不亮。
⑸用戶可以根據(jù)自身需要修改密碼（只支持6位密碼），輸入新密碼時(shí)需要進(jìn)行二次確認(rèn)，以防止個(gè)別字符輸入錯(cuò)誤，當(dāng)密碼修改成功時(shí)，會顯示Password success，并且小燈被點(diǎn)亮且有鳴笛聲；密碼輸入錯(cuò)誤三次時(shí)，鍵盤鎖定1分鐘。
二、電子密碼鎖系統(tǒng)總電路設(shè)計(jì)
電子密碼鎖的電路是由單片機(jī)晶振和復(fù)位電路、按鍵電路、警報(bào)電路、液晶顯示電路、儲存電路、密碼鎖電路等電路組成的。這幾個(gè)電路各自都有其重要的作用，缺一不可。本系統(tǒng)可以完成輸入密碼，修改密碼，密碼輸入超過三次發(fā)出警報(bào)等動作。
三、系統(tǒng)流程圖
本系統(tǒng)包括主體工作流程、鍵盤掃描流程、儲存器工作流程等。
1、主體工作流程
主程序主要完成初始化、設(shè)置中斷向量、檢查是否有按鍵按下、以及調(diào)用顯示等動作。系統(tǒng)初始化后就會自動等待輸入密碼，如果操作有錯(cuò)誤會發(fā)出報(bào)警提示，然后等待密碼重新進(jìn)行輸入；密碼輸入完成之后，按下確認(rèn)鍵，進(jìn)行密碼判斷，如果密碼輸入錯(cuò)誤，則會報(bào)警并將各位密碼清零且顯示屏顯示01，表示密碼已經(jīng)錯(cuò)誤輸入一次，密碼共可以錯(cuò)誤輸入三次，此后鍵盤會停止輸入一分鐘；如果密碼輸入正確，繼電器工作且小燈常亮。再按下返回按鍵，可進(jìn)行修改密碼，或關(guān)閉繼電器的動作。系統(tǒng)主程序的流程圖如圖1所示。
圖1 電子密碼鎖主程序流程圖
2、鍵盤掃描程序設(shè)計(jì)
鍵盤輸入程序設(shè)計(jì)一般包括⑴判別有無按鍵按下；⑵去除按鍵機(jī)械抖動；⑶判別閉合鍵的鍵號。消除機(jī)械抖動方法是，判別按鍵有閉合，延時(shí)一段時(shí)間再判別鍵盤狀態(tài)，若仍有按鍵閉合，則確定鍵盤上有一個(gè)按鍵處于閉合狀態(tài)；判別鍵盤閉合的方法是對鍵盤行線進(jìn)行掃描。當(dāng)確定好某一按鍵被按下，延時(shí)1ms消除抖動，確定是有效按鍵后，向顯示屏傳輸被按下的按鍵，松開按鍵后輸入動作完畢。鍵盤輸入流程圖如圖2所示。
圖2 鍵盤輸入流程圖
3、 總線與存儲芯片程序設(shè)計(jì)
這部分電路主要是進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫操作。預(yù)先設(shè)置初始密碼，上電后進(jìn)行密碼輸入，然后存儲器會與預(yù)先儲存的密碼進(jìn)行數(shù)據(jù)比較，比較后數(shù)據(jù)相同，則會給繼電器一個(gè)打開的信號，將密碼鎖打開；如果輸入數(shù)據(jù)不同，則會進(jìn)入另一個(gè)存儲記憶，即輸入錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的次數(shù)記憶，當(dāng)密碼錯(cuò)誤輸入三次以后，存儲器會將這個(gè)數(shù)據(jù)傳輸給警報(bào)器，報(bào)警器進(jìn)行報(bào)警。如果想要重新設(shè)置密碼，要將存儲器儲存的原密碼“擦掉”，再設(shè)置新密碼。這就是存儲器的可擦除的特性。儲存器流程圖如圖3所（未完，下一頁）
附件下載：圖1 電子密碼鎖主程序流程圖
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