單片機(jī)電子密碼鎖的設(shè)計(jì)(匯編語言)

1、一、設(shè)計(jì)總說明 隨著人們對(duì)安全的重視和科技的發(fā)展，許多電子智能鎖（指紋識(shí)別、IC卡辨認(rèn)）已在國(guó)內(nèi)外相繼面世。但是這些產(chǎn)品的特點(diǎn)是針對(duì)特定的指紋和有效卡，只能適用于保密要求的箱、柜、門等。而且指紋識(shí)識(shí)別器若在公共場(chǎng)所使用存在容易機(jī)械損壞，IC卡還存在容易丟失、損壞等特點(diǎn)。加上其成本較高，一定程度上限制了這類產(chǎn)品的普及和推廣。鑒于目前的技術(shù)水平與市場(chǎng)的接收程度，電子密碼鎖是這類電子防盜產(chǎn)品的主流。 本次基于8051單片機(jī)電子密碼鎖的設(shè)計(jì)，其主要具有如下功能： （1）設(shè)置6位密碼，密碼通過鍵盤輸入，若密碼正確，則將鎖打開。 （2）密碼可以由用戶自己修改設(shè)定（只

2、支持6位密碼），鎖打開后才能 改密碼。修改密碼之前必須再次輸入密碼，在輸入新密碼時(shí)候需要二次確 以防止誤操作。 （3）報(bào)警、鎖定鍵盤功能。密碼輸入用發(fā)光管顯示，當(dāng)連續(xù)3次輸入錯(cuò)誤 密碼，系統(tǒng)聲光報(bào)警。 電子密碼鎖的設(shè)計(jì)主要由三部分組成：4×4矩陣鍵盤接口電路、密碼鎖 的控制電路、輸出八段顯示電路。另外系統(tǒng)還有LED提示燈等。 密碼鎖設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題是實(shí)現(xiàn)密碼的輸入、清除、更改、開鎖等功能： （1）密碼輸入功能：按下一個(gè)數(shù)字鍵，一個(gè)“”就顯示在最右邊的數(shù)碼 管上，同時(shí)將先前輸入的所有“”向左移動(dòng)一位

3、。 （2）密碼清除功能：當(dāng)按下清除鍵時(shí)，清除前面輸入的所有值，并清除所 有顯示。 （3）密碼更改功能：將輸入的值作為新的密碼。 （4）開鎖功能：當(dāng)按下開鎖鍵，系統(tǒng)將輸入與密碼進(jìn)行檢查核對(duì)，如果 確鎖打開，否則不打開。 主要的設(shè)計(jì)實(shí)施過程：首先，選用8051單片機(jī)，以及選購其他電子元器件。第二步，設(shè)計(jì)硬件電路。第三步，編寫單片機(jī)語言實(shí)現(xiàn)功能。第四部，分別進(jìn)行軟件和硬件的調(diào)試。最后，聯(lián)合軟、硬件調(diào)試整個(gè)系統(tǒng)，完成本次課程設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞：4×4矩陣鍵盤；8051單片機(jī)；密碼鎖；密碼二次確認(rèn)二、 緒論 

4、2.1         背景 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)問題。而鎖自古以來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)，互開率非常之高。所謂互開率，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)品的互開率居然超標(biāo)26倍。 為何彈子鎖的“互開率”會(huì)如

5、此之高？據(jù)有關(guān)專家人士剖析，彈子鎖質(zhì)量好壞主要取決于彈子數(shù)量的多少以及彈子的大小，而彈子的多少和大小受一定條件的限制。此外，即使是一把質(zhì)量過關(guān)的機(jī)械鎖，通過急開鎖，甚至可以在不損壞鎖的前提下將鎖打開。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。 2.2          電子鎖 電子鎖是采取電子電路控制，以電磁鐵或者衛(wèi)星電機(jī)和鎖體作為執(zhí)行裝置的機(jī)電一體化鎖具，相比傳統(tǒng)的機(jī)械鎖具，電子鎖不使用金屬鑰匙，保密性、精度都有很大提高。  電子鎖的

6、發(fā)明思路，源自古代發(fā)明的自動(dòng)機(jī)械，例如古希臘數(shù)學(xué)家赫倫的液壓自動(dòng)門，中國(guó)古代諸葛亮的木牛流馬，它們以重力或蒸汽壓力驅(qū)動(dòng)，最廣泛的用途乃是用在古代墓道的地下機(jī)關(guān)。電子工業(yè)的誕生，使得以微小電量驅(qū)動(dòng)機(jī)械成為可能，于是有了電子鎖一日千里的躍進(jìn)。 三、課題要求 本次課程設(shè)計(jì)，基于8051單片機(jī)電子密碼鎖的設(shè)計(jì)，利用4*4小鍵盤作為輸入，LED作為顯示。當(dāng)輸入密碼和設(shè)定的密碼一致時(shí)，系統(tǒng)利用繼電器輸出解鎖信號(hào)，其主要具有如下功能： （1）設(shè)置6位密碼，密碼通過鍵盤輸入，若密碼正確，則將鎖打開。 （2）密碼可以由用戶自己修改設(shè)定（只支持6位密碼），鎖打開后才能

7、60;改密碼。修改密碼之前必須再次輸入密碼，在輸入新密碼時(shí)候需要二次確 以防止誤操作。 （3）報(bào)警、鎖定鍵盤功能。密碼輸入用發(fā)光管顯示，當(dāng)連續(xù)3次輸入錯(cuò)誤 密碼，系統(tǒng)聲光報(bào)警。四、 課題分析 電路主要包括矩陣鍵盤輸入密碼，外部密碼驗(yàn)證，單片控制，原理方框圖如下： 4.1矩陣鍵盤輸入控制電路 設(shè)計(jì)方案是非編碼鍵盤，每條行線和列線都對(duì)應(yīng)一條I/O口線，鍵位設(shè)在行線和列線的交叉點(diǎn)，當(dāng)一個(gè)鍵按下就會(huì)有某一條行線與某一條列線接觸，只要確定接觸的是哪兩條線，即哪兩個(gè)I/O口線，就可以確定哪一個(gè)鍵被觸動(dòng)。 行線設(shè)計(jì)成上拉口線，初

8、始時(shí)被置高電位，列線懸空，初始置低。通過不斷讀行線口線，或者中斷方式觸發(fā)鍵位掃描。 當(dāng)發(fā)現(xiàn)有鍵按下，將列線逐一置低，其他列線置高，讀行線口線。當(dāng)某條列線置低時(shí)，某條行線也被拉低，則確定這兩條線的交點(diǎn)處的按鈕被按下。 將每個(gè)行線和列線的組合值作成列表，每次就可以通過查表確定鍵位，以決定之后要進(jìn)行的操作。 五、課題方案選擇 方案一：使用8051單片機(jī)，采用匯編語言編寫程序，該程序語言功能強(qiáng)大，調(diào)試較為方便，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。 方案二：利用數(shù)字邏輯電路，運(yùn)用電壓比較器，555單穩(wěn)態(tài)電路，計(jì)數(shù)器，JK觸發(fā)器，UPS電源等實(shí)現(xiàn)對(duì)門的電子控制。 

9、方案三：使用8051單片機(jī)，利用基于單片機(jī)的C語言編寫程序，通過Keil C51 uVision2軟件進(jìn)行仿真模擬。 方案二基于數(shù)字電路，操作繁瑣，會(huì)出現(xiàn)較多的器件故障，同時(shí)調(diào)試復(fù)雜，難于維護(hù)。方案三該邏輯語言較為復(fù)雜，編寫程序時(shí)也較為復(fù)雜，還需進(jìn)行軟件仿真模擬，設(shè)計(jì)復(fù)雜。綜上所述，使用方案一，設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)便，調(diào)試簡(jiǎn)單，硬件電路較少，易于維護(hù)。六、程序部分 ORG  1000H MOV R4,#08H 密碼個(gè)數(shù)8個(gè)  MOV R0,#40H 密碼暫存區(qū) &#

10、160;MOV A,#00H 初始密碼0，1，2，3，4，5  GO: MOV R0,A  INC R0  INC A  DJNZ R4,GO SETB P3.0; 確認(rèn) SETB P3.1 鎖開  SETB P3.2 錯(cuò)誤 SETB P3.4 報(bào)警  MOV R0,#20H &

11、#160; MOV A,#03H    MOV R0,A  8155初始化   MOV R0,#79H   MOV R7,#06H INIT: MOV R0,#0  顯示緩沖區(qū)清零   INC R0   DJNZ R7,INIT LOP: LCALL DISP 

12、0; LCALL KEYB   JB ACC.4,LOP  未按鍵返回   MOV R0,#7EH   MOV R7,#05H        PUSH A SETD: DEC R0 MOV A,R0INC R0 MOV R0,ADEC R0 DJNZ

13、 R7,SETD POP ACC MOV R0,A MOV 7DH,7CH CJNE ,A,#0AH,LOP CLR P3.0 ACALL COMP  CJNE  R3,  #03H, LOP CLR  P3.4 SJMP LOP-KEYB: LCALL BKS  按鍵處理子程序  

14、60;JNZ BLK1   LCALL DISP  SJMP KEYB BLK1: LCALL DISP   LCALL DISP   LCALL BKS   JNZ BLK2   LCALL DISP   SJMP KEYB BLK2: MOV R2,#0F

15、EH   MOV R4,#0 BLK4: MOV R1,#21H   MOV A,R2   MOVX R1,A   MOV R1,#23H   MOVX A,R1   JB ACC.0,BL1   MOV A,#0   SJMP BLKP 

16、BL1:  JB ACC.1,BL2   MOV A,#08H   SJMP BLKP BL2: JB ACC.2,BL3   MOV A,#10H   SJMP BLKP BL3: JB ACC.3,BL   MOV A,#18H BLKP: ADD A,R4 

17、60; PUSH ACCBLK3: LCALL DISP   LCALL BKS   JNZ BLK3   POP ACC   CJNE A,#10H,PP PP:  JNC PP1   MOV DPTR,#TBL   MOVC A,A+DPTR PP1: R

18、ET TBL: DB 07H,04H,08H,05H,09H,06H,0AH,0BH,01H,00H   DB 02H,0FH,03H,0EH,0CH,0DH BL:   INC R4   MOV A,R2JNB ACC.7,BKLD   RL A   MOV R2,A   SJMP BLK4 BL

19、KD: SJMP KEYBBKS: MOV R1,#21H   MOV A,#0   MOVX R1,A   MOV R1,#23H   MOVX A,R1   CPL A   ANL A,#0FH   RET - DISP: MOV R0,#79H

20、   MOV R3,#20H BTL: MOV A,R3   MOV R1,#21H   MOVX R1,A  送位選碼到PA口   MOV A,R0  MOV DPTR,#TAB1   MOVC A,A+DPTR 查表   INC R1  

21、0;MOVX R1,A  送顯示碼到PB口   LCALL DELAY  延時(shí)   INC R0   MOV A,R3   JB ACC.0,HERE  一輪顯示完到HERE   RR A   MOV R3,A   SJMP BTL 

22、60; 繼續(xù)本輪顯示 HERE: RET TAB1: DB 0C0H,0F9,0A4H,0B0H,99H,92H,82H 共陽顯示碼   DB 0F8H,80H,90H DELAY: MOV R6,#0FFH 延時(shí)子程序  D1: MOV R5,#0FFH  D2: DJNZ R5,D2   DJNZ R6,D1 &#

23、160;     MOV 30H,7EH       MOV 31H,7DH       MOV 32H,7CH MOV 33H,7BH MOV 34H,7AH MOV 35H,79HRET - COMP: MOV  R1,#40H   &

24、#160;    MOV  A,R1        CJNE  A,30H, MORE        INC R1 MOV  A,R1        CJNE  A,31H, MORE &#

25、160;      INC R1 MOV  A,R1        CJNE  A,32H, MORE        INC R1 MOV  A,R1        CJNE &#

26、160;A,33H, MORE        INC R1 MOV  A,R1        CJNE  A,34H, MORE        SJMP K MORE: INC R3     

27、;   CLR P3.2    K: RET   END   ORG  1000H MOV R4,#08H 密碼個(gè)數(shù)8個(gè)  MOV R0,#40H 密碼暫存區(qū)  MOV A,#00H 初始密碼0，1，2，3，4，5  GO: MOV R0,A  INC

28、0;R0  INC A  DJNZ R4,GO SETB P3.0; 確認(rèn) SETB P3.1 鎖開  SETB P3.2 錯(cuò)誤 SETB P3.4 報(bào)警 MOV R0,#20H   MOV A,#03H   MOV R0,A  8155初始化   MOV&#

29、160;R0,#79H   MOV R7,#06H INIT: MOV R0,#0  顯示緩沖區(qū)清零   INC R0   DJNZ R7,INITLOP: LCALL DISP   LCALL KEYB   JB ACC.4,LOP  未按鍵返回   MOV R0,#

30、7EH   MOV R7,#05H        PUSH A SETD: DEC R0 MOV A,R0 INC R0 MOV R0,A DEC R0 DJNZ R7,SETD POP ACC MOV R0,A MOV 7DH,7CH CJNE ,A,#0A

31、H,LOP CLR P3.0 ACALL COMP  CJNE  R3,  #03H, LOP CLR  P3.4 SJMP LOP   - KEYB: LCALL BKS  按鍵處理子程序   JNZ BLK1   LCALL DISP   SJM

32、P KEYB BLK1: LCALL DISP   LCALL DISP   LCALL BKS   JNZ BLK2   LCALL DISP   SJMP KEYB BLK2: MOV R2,#0FEH   MOV R4,#0 BLK4: MOV R1,#

33、21H   MOV A,R2   MOVX R1,A   MOV R1,#23H   MOVX A,R1   JB ACC.0,BL1   MOV A,#0   SJMP BLKP BL1:  JB ACC.1,BL2 MOV A,#08H 

34、0; SJMP BLKP BL2: JB ACC.2,BL3   MOV A,#10H   SJMP BLKP BL3: JB ACC.3,BL   MOV A,#18H BLKP: ADD A,R4   PUSH ACC BLK3: LCALL DISP   LCAL

35、L BKS   JNZ BLK3   POP ACC   CJNE A,#10H,PP PP:  JNC PP1   MOV DPTR,#TBL   MOVC A,A+DPTR PP1: RET TBL: DB 07H,04H,08H,05H,09H,06H,0AH,0BH,01H,00H 

36、;  DB 02H,0FH,03H,0EH,0CH,0DH BL: INC R4   MOV A,R2   JNB ACC.7,BKLD   RL A   MOV R2,A   SJMP BLK4 BLKD: SJMP KEYB BKS: MOV R1,#21H 

37、60; MOV A,#0   MOVX R1,A  MOV R1,#23H   MOVX A,R1   CPL A   ANL A,#0FH   RET - DISP: MOV R0,#79H   MOV R3,#20H BTL: MOV A,R3&

38、#160;  MOV R1,#21H   MOVX R1,A  送位選碼到PA口   MOV A,R0   MOV DPTR,#TAB1  MOVC A,A+DPTR 查表INC R1   MOVX R1,A  送顯示碼到PB口   LCALL DELAY  

39、延時(shí)   INC R0   MOV A,R3   JB ACC.0,HERE  一輪顯示完到HERE   RR A   MOV R3,A   SJMP BTL   繼續(xù)本輪顯示 HERE: RET TAB1: DB 0C0H,0F9,0A4H,0B0H,99H

40、,92H,82H 共陽顯示碼   DB 0F8H,80H,90H DELAY: MOV R6,#0FFH 延時(shí)子程序  D1: MOV R5,#0FFH  D2: DJNZ R5,D2   DJNZ R6,D1        MOV 30H,7EH    &#

41、160;   MOV 31H,7DH        MOV 32H,7CH MOV 33H,7BH MOV 34H,7AH MOV 35H,79H RET - COMP: MOV  R1,#40H        MOV  A,R1 

42、0;     CJNE  A,30H, MORE        INC R1 MOV  A,R1        CJNE  A,31H, MORE        INC R1 MOV

43、0; A,R1        CJNE  A,32H, MORE        INC R1 MOV  A,R1        CJNE  A,33H, MORE        INC