數(shù)字密碼鎖課程設計

PAGE32電子密碼鎖課程設計姓名洪學鋒、湯小橋、張健學號P101813251、P101813449、P101813381學院電氣工程學院專業(yè)班級2010級電氣工程及其自動化1班指導老師馬燕老師電子密碼鎖張健P101813381洪學鋒P101813251湯小橋P101813449【摘要】在日常的生活和工作中,住宅與部門的安全防范、單位的文件檔案、財務報表以及一些個人資料的保存多以加鎖的辦法來解決。若使用傳統(tǒng)的機械式鑰匙開鎖，人們常需攜帶多把鑰匙,使用極不方便,且鑰匙丟失后安全性即大打折扣。在安全技術防范領域，具有防盜報警功能的電子密碼鎖逐漸代替了傳統(tǒng)的機械式密碼鎖，電子密碼鎖具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等優(yōu)點。本文從經濟實用的角度出發(fā)，采用美國Atmel公司的單片機AT89C51作為主控芯片與數(shù)據(jù)存儲器單元，結合外圍的矩陣鍵盤輸入、LED數(shù)碼管顯示、開鎖等，用C語言編寫的主控芯片控制程序與EEPROMAT24C02讀寫程序相結合，并用Keil軟件進行編譯，設計了一款可以更改密碼的電子密碼控制系統(tǒng)。這種密碼鎖的電路設計具有上鎖、開鎖、修改密碼等多種功能。密碼保密性強、靈活性高、應用日益廣泛。【關鍵詞】電子密碼鎖，單片機，LED顯示AbstractIndailylifeandwork,security,residentialunitsanddepartmentsofthedocuments,financialstatements,andsomepersonalinformationtendtobesolvedbylocking.Iftheuseoftraditionalmechanicalkeytounlock,peopleoftenneedtocarrymultiplekeys,averyinconvenienttouse,andafterthelossofthekey,securitythatisgreatlyreduced.Inthefieldofsecurityandprotection,withanelectronicanti-theftalarmlockgraduallyreplacethetraditionalmechanicalcombinationlock,electroniclockhastheadvantagesofhighsafety,lowcost,lowpowerconsumption,easyoperationetc..Fromtheeconomicalpointofview,usingtheUnitedStatesAtmelcompanyAT89C51microcontrollerasthemaincontrolchipandthedatamemoryunit,combinedwithperipheralinputmatrixkeyboard,LEDdigitaltubedisplay,thelock,withthemaincontrolClanguagechipcontrolproceduresandEEPROMAT24C02readandwriteprocedurescombined,andcompiledwithKeilsoftware,designedapasswordcanbechangedtotheelectronicpasswordcontrolsystem.Thispasswordlockcircuitdesignwithlock,unlock,passwordmodificationfunctionetc..Passwordconfidentiality,highflexibility,widelyused.Keyword：Electronicpasswordlock,MCU,LEDdisplay目錄1.緒論 52．總體方案設計 52.1設計思路 52.2總體方框圖 73.主要元器件介紹 83.1主控芯片AT89C51 83.1.1主要特性 83.1.2管腳說明 9主電源引腳VSS和VSS 9外接晶體引腳XTAL1和XTAL2 9控制或與其它電源復用引腳RST/VPD、ALE/PROG、PSEN和EA/VPP 10控制或與其它電源復用引腳RST/Vpd，ALE/PROG，PSEN和EA/Vpp 11輸入/輸出（I/O）引腳P0、P1、P2、P3（共32根） 123.1.3串口通訊 133.2LED數(shù)碼管 183.3繼電器 194.硬件系統(tǒng)設計 204.1鍵盤輸入、密碼檢測、開鎖 214.2密碼修改、執(zhí)行電路 225.實驗結果 221.緒論隨著人們生活水平的提高，如何實現(xiàn)家庭防盜這一問題也變的尤其的突出，傳統(tǒng)的機械鎖由于其構造的簡單，被撬的事件屢見不鮮，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。設計本課題時構思了兩種方案：一種是用以AT89C51為核心的單片機控制方案；另一種是用以74LS112雙JK觸發(fā)器構成的數(shù)字邏輯電路控制方案。考慮到在三年學習中，對單片機的了解遠多于JK觸發(fā)器，更容易實現(xiàn)功能，故選用前一種方案。電子密碼鎖是一種通過密碼輸入來控制電路或是芯片工作，從而控制機械開關的閉合，完成開鎖、閉鎖任務的電子產品。它的種類很多，有簡易的電路產品，也有基于芯片的性價比較高的產品?，F(xiàn)在應用較廣的電子密碼鎖是以芯片為核心，通過編程來實現(xiàn)的。其性能和安全性已大大超過了機械鎖。其特點如下：

1)

保密性好，編碼量多，遠遠大于彈子鎖。隨機開鎖成功率幾乎為零。

2)

密碼可變，用戶可以隨時更改密碼，防止密碼被盜，同時也可以避免因人員的更替而使鎖的密級下降。

2．總體方案設計2.1設計思路共設了12個用戶輸入鍵，其中只有12個是有效的密碼按鍵，無干擾按鍵，可設定密碼；若按下密碼錯誤，鍵盤輸入電路自動清零，原先輸入的密碼無效，需要重新輸入。2.2總體方框圖圖13.主要元器件介紹3.1主控芯片AT89C51單片機AT89C51功能介紹AT89C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲器（FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低電壓、高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡版本。AT89C51單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。外形及引腳排列如圖所示3.1.1主要特性·與MCS-51兼容·4K字節(jié)可編程FLASH存儲器·壽命：1000寫/擦循環(huán)·數(shù)據(jù)保留時間：10年·全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz·三級程序存儲器鎖定·128*8位內部RAM·32可編程I/O線·兩個16位定時器/計數(shù)器·5個中斷源·可編程串行通道·低功耗的閑置和掉電模式·片內振蕩器和時鐘電路3.1.2管腳說明下面按其引腳功能分為四部分敘述這40條引腳的功能。主電源引腳VSS和VSSAT89C51芯片引腳圖圖2VSS——（40腳）接+5V電壓；VSS——（20腳）接地。外接晶體引腳XTAL1和XTAL2XTAL1接外部晶體的一個引腳。在單片機內部，它是一個反相放大器的輸入端，這個放大器構成了片內振蕩器。當采用外部振蕩器時，對HMOS單片機，此引腳應接地；對SHMOS單片機，此引腳作為驅動端。XTAL2（18腳）接外晶體的另一端。在單片機內部，接至上述振蕩器的反相放大器的輸出端。采用外部振蕩器時，對HMOS單片機，該引腳接外部振蕩器的信號，即把外部振蕩器的信號直接接到內部時鐘發(fā)生器的輸入端；對XHMOS，此引腳應懸浮?？刂苹蚺c其它電源復用引腳RST/VPD、ALE/PROG、PSEN和EA/VPP①RST:復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。②ALE/PROG：當訪問外部存貯器時，ALE（允許地址鎖存）的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。即使不訪問外部存儲器，ALE端仍以不變的頻率周期性地出現(xiàn)正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此，它可用作對外輸出的時鐘，或用于定時目的。然而要注意的是，每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。ALE端可以驅動（吸收或輸出電流）8個LS型的TTL輸入電路。對于EPROM單片機（如8751），在EPROM編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖（PROG）。③：此腳的輸出是外部程序存儲器的讀選通信號。在從外部程序存儲器取指令（或常數(shù)）期間，每個機器周期兩次有效。但在此期間，每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的PSEN信號將不出現(xiàn)。同樣可以驅動（吸收或輸出）8個LS型的TTL輸入。④/VPP（引腳）：當EA端保持高電平時，訪問內部程序存儲器，但在PS（程序計數(shù)器）值超過0FFFH（對851/8751/80S51）或1FFFH（對8052）時，將自動轉向執(zhí)行外部程序存儲器內的程序。當EA保持低電平時，則只訪問外部程序存儲器，不管是否有內部程序存儲器。對于常用的8031來說，無內部程序存儲器，所以EA腳須常接地，這樣才能只選擇外部程序存儲器。對于EPROM型的單片機（如8751），在EPROM編程期間，此引腳也用于施加21V的編程電源（VPP）?？刂苹蚺c其它電源復用引腳RST/Vpd，ALE/PROG，PSEN和EA/VppRST/Vpd當振蕩器運行時。在此引腳上出現(xiàn)兩個機器同期的高電平（由低到高跳變），將使單片機復位。在VSS掉電期間，此引腳可接上備用電源，由Vpd向內部RAM提供備用電源，以保持內部RAM中的數(shù)據(jù)。ALE/PROG正常操作時為ALE功能（允許地址錢存），提供把地址的低字節(jié)鎖存到外部鎖存器。ALE引腳以不變的頻率（振蕩周期的1/6）周期性地發(fā)出正脈沖信號。因此，它可用作對外輸出的時鐘，或用于定時目的。但要注意，每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。ALE端可以驅動（吸收或輸出電流）八個LSTTL電路。對于EPROM型單片機，在EPROM編程期間，此引腳接收編程脈沖（PROG功能）。PSEN外部程序存儲器讀選通信號輸出端。在從外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）期間；PSEN在每個機器周期內兩次有效。PSEN同樣可以驅動八個LSTTL輸入。EA／VppEA為內部程序存儲器和外部程序存儲器選擇端。當EA為高電平時，訪問內部程序存儲器（PS值小于4K）。當EA為低電平時，則訪問外部程序存儲器。對于EPROM型單片機，在EPROM編程期間，此引腳上加21VEPROM編程電源（Vpp）。輸入/輸出（I/O）引腳P0、P1、P2、P3（共32根）①P0口：是雙向8位三態(tài)I/O口，在外接存儲器時，與地址總線的低8位及數(shù)據(jù)總線復用，能以吸收電流的方式驅動8個LS型的TTL負載。②P1口：是準雙向8位I/O口。由于這種接口輸出沒有高阻狀態(tài)，輸入也不能鎖存，故不是真正的雙向I/O口。P1口能驅動（吸收或輸出電流）4個LS型的TTL負載。對8052、8032，P1.0引腳的第二功能為T2定時/計數(shù)器的外部輸入，P1.1引腳的第二功能為T2EX捕捉、重裝觸發(fā)，即T2外部控制端。對EPROM編程和程序驗證時，它接收低8位地址。③P2口：是準雙向8位I/O口。在訪問外部存儲器時，它可以作為擴展電路高8位地址總線送出高8位地址。在對EPROM編程和程序驗證期間，它接收高8位地址。P2可以驅動（吸收或輸出電流）4個LS型的TTL負載。④P3口：是準雙向8位I/O口，在MSS-51中，這8個引腳還用于專門功能，是復用雙功能口。P3能驅動（吸收或輸出電流）4個LS型的TTL負載。作為第一功能使用時，就作為普通I/O口用，功能和操作方法與P1口相同。作為第二功能使用時，各引腳的定義如表所示。值得強調的是，P3口的每一條引腳均可獨立定義為第一功能的輸入輸出或第二功能。整個PEROM陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復編程以前，該操作必須被執(zhí)行。此外，AT89C51設有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU停止工作。但RAM，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存RAM的內容并且凍結振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復位為止。3.1.3串口通訊單片機的結構和特殊寄存器，這是你編寫軟件的關鍵。至于串口通信需要用到那些特殊功能寄存器呢，它們是SCON，TCON，TMOD，SCON等，各代表什么含義呢？SBUF數(shù)據(jù)緩沖寄存器這是一個可以直接尋址的串行口專用寄存器。有朋友這樣問起過“為何在串行口收發(fā)中，都只是使用到同一個寄存器SBUF？而不是收發(fā)各用一個寄存器。”實際上SBUF

包含了兩個獨立的寄存器，一個是發(fā)送寄存，另一個是接收寄存器，但它們都共同使用同一個尋址地址－99H。CPU在讀SBUF

時會指到接收寄存器，在寫時會指到發(fā)送寄存器，而且接收寄存器是雙緩沖寄存器，這樣可以避免接收中斷沒有及時的被響應，數(shù)據(jù)沒有被取走，下一幀數(shù)據(jù)已到來，而造成的數(shù)據(jù)重疊問題。發(fā)送器則不需要用到雙緩沖，一般情況下我們在寫發(fā)送程序時也不必用到發(fā)送中斷去外理發(fā)送數(shù)據(jù)。操作SBUF寄存器的方法則很簡單，只要把這個99H地址用關鍵字sfr定義為一個變量就可以對其進行讀寫操作了，如sfrSBUF=0x99;當然你也可以用其它的名稱。通常在標準的reg51.h或at89x51.h等頭文件中已對其做了定義，只要用#include引用就可以了。SCON

串行口控制寄存器通常在芯片或設備中為了監(jiān)視或控制接口狀態(tài)，都會引用到接口控制寄存器。SCON就是51芯片的串行口控制寄存器。它的尋址地址是98H，是一個可以位尋址的寄存器，作用就是監(jiān)視和控制51芯片串行口的工作狀態(tài)。51芯片的串口可以工作在幾個不同的工作模式下，其工作模式的設置就是使用SCON

寄存器。它的各個位的具體定義如下：SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRISM0、SM1為串行口工作模式設置位，這樣兩位可以對應進行四種模式的設置。串行口工作模式設置。SM0SM1模式功能

波特率000同步移位寄存器

fosc/120118位UART可變1029位UARTfosc/32或fosc/641139位UART可變在這里只說明最常用的模式1，其它的模式也就一一略過，有興趣的朋友可以找相關的硬件資料查看。表中的fosc代表振蕩器的頻率，也就是晶振的頻率。UART為(UniversalAsynchronousReceiver）的英文縮寫。SM2在模式2、模式3中為多處理機通信使能位。在模式0中要求該位為0。REM為允許接收位，REM置1時串口允許接收，置0時禁止接收。REM是由軟件置位或清零。如果在一個電路中接收和發(fā)送引腳P3.0,P3.1都和上位機相連，在軟件上有串口中斷處理程序，當要求在處理某個子程序時不允許串口被上位機來的控制字符產生中斷，那么可以在這個子程序的開始處加入REM=0來禁止接收，在子程序結束處加入REM=1再次打開串口接收。大家也可以用上面的實際源碼加入REM=0來進行實驗。TB8發(fā)送數(shù)據(jù)位8，在模式2和3是要發(fā)送的第9位。該位可以用軟件根據(jù)需要置位或清除，通常這位在通信協(xié)議中做奇偶位，在多處理機通信中這一位則用于表示是地址幀還是數(shù)據(jù)幀。RB8接收數(shù)據(jù)位8，在模式2和3是已接收數(shù)據(jù)的第9位。該位可能是奇偶位，地址/數(shù)據(jù)標識位。在模式0中，RB8為保留位沒有被使用。在模式1中，當SM2=0，RB8是已接收數(shù)據(jù)的停止位。TI發(fā)送中斷標識位。在模式0，發(fā)送完第8位數(shù)據(jù)時，由硬件置位。其它模式中則是在發(fā)送停止位之初，由硬件置位。TI置位后，申請中斷，CPU響應中斷后，發(fā)送下一幀數(shù)據(jù)。在任何模式下，TI都必須由軟件來清除，也就是說在數(shù)據(jù)寫入到SBUF

后，硬件發(fā)送數(shù)據(jù)，中斷響應（如中斷打開），這時TI=1，表明發(fā)送已完成，TI不會由硬件清除，所以這時必須用軟件對其清零。RI接收中斷標識位。在模式0，接收第8位結束時，由硬件置位。其它模式中則是在接收停止位的半中間，由硬件置位。RI=1，申請中斷，要求CPU取走數(shù)據(jù)。但在模式1中，SM2=1時，當未收到有效的停止位，則不會對RI置位。同樣RI也必須要靠軟件清除。常用的串口模式1是傳輸10個位的，1位起始位為0,8位數(shù)據(jù)位，低位在先，1位停止位為1。它的波特率是可變的，其速率是取決于定時器1或定時器2的定時值（溢出速率）。AT89C51和AT89C2051等51系列芯片只有兩個定時器，定時器0和定時器1，而定時器2是89C52

系列芯片才有的。波特率在使用串口做通訊時，一個很重要的參數(shù)就是波特率，只有上下位機的波特率一樣時才可以進行正常通訊。波特率是指串行端口每秒內可以傳輸?shù)牟ㄌ匚粩?shù)。有一些初學的朋友認為波特率是指每秒傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)，如標準9600會被誤認為每秒種可以傳送9600個字節(jié)，而實際上它是指每秒可以傳送9600個二進位，而一個字節(jié)要8個二進位，如用串口模式1來傳輸那么加上起始位和停止位，每個數(shù)據(jù)字節(jié)就要占用10個二進位，9600

波特率用模式1傳輸時，每秒傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)是9600÷10=960字節(jié)。51芯片的串口工作模式0的波特率是固定的，為fosc/12，以一個12M的晶振來計算，那么它的波特率可以達到1M。模式2的波特率是固定在fosc/64或fosc/32，具體用那一種就取決于PCON

寄存器中的SMOD位，如SMOD為0，波特率為focs/64,SMOD為1，波特率為focs/32。模式1和模式3的波特率是可變的，取決于定時器1或2（52芯片）的溢出速率。那么我們怎么去計算這兩個模式的波特率設置時相關的寄存器的值呢？可以用以下的公式去計算。波特率=（2SMOD÷32）×定時器1溢出速率上式中如設置了PCON

寄存器中的SMOD位為1時就可以把波特率提升2倍。通常會使用定時器1工作在定時器工作模式2下，這時定時值中的TL1做為計數(shù)，TH1做為自動重裝值，這個定時模式下，定時器溢出后，TH1的值會自動裝載到TL1，再次開始計數(shù)，這樣可以不用軟件去干預，使得定時更準確。在這個定時模式2下定時器1溢出速率的計算公式如下：溢出速率=（計數(shù)速率）/(256－TH1)上式中的“計數(shù)速率”與所使用的晶體振蕩器頻率有關，在51芯片中定時器啟動后會在每一個機器周期使定時寄存器TH的值增加一，一個機器周期等于十二個振蕩周期，所以可以得知51芯片的計數(shù)速率為晶體振蕩器頻率的1/12，一個12M的晶振用在51芯片上，那么51的計數(shù)速率就為1M。通常用11.0592M晶體是為了得到標準的無誤差的波特率，那么為何呢？計算一下就知道了。如我們要得到9600的波特率，晶振為11.0592M和12M，定時器1為模式2，SMOD設為1，分別看看那所要求的TH1為何值。代入公式：11.0592M9600=(2÷32)×((11.0592M/12)/(256-TH1))TH1=25012M9600=(2÷32)×((12M/12)/(256-TH1))TH1≈249.49上面的計算可以看出使用12M晶體的時候計算出來的TH1不為整數(shù)，而TH1的值只能取整數(shù)，這樣它就會有一定的誤差存在不能產生精確的9600波特率。當然一定的誤差是可以在使用中被接受的，就算使用11.0592M的晶體振蕩器也會因晶體本身所存在的誤差使波特率產生誤差，但晶體本身的誤差對波特率的影響是十分之小的，可以忽略不計。表1P3口管腳備選功能P3.0RXD(串行輸入口)P3.1TXD(串行輸出口)P3.2/INT0(外部中斷0)P3.3/INT1(外部中斷1)P3.4T0(計時器0外部輸入)P3.5T1(計時器1外部輸入)P3.6/WR(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通)P3.7/RD(外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通)3.2LED數(shù)碼管LED數(shù)碼管實際上是由七個發(fā)光管組成8字形構成的，加上小數(shù)點就是8個。這些段分別由字母a,b,c,d,e,f,g,dp來表示。當數(shù)碼管特定的段加上電壓后，這些特定的段就會發(fā)亮，發(fā)光二極管的陽極連接到一起連接到電源正極的稱為共陽數(shù)碼管，發(fā)光二極管的陰極連接到一起連接到電源負極的稱為共陰數(shù)碼管。常用LED數(shù)碼管顯示的數(shù)字和字符是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F。這類數(shù)碼管可以分為共陽極與共陰極兩種，共陽極就是把所有LED的陽極連接到共同接點COM，而每個LED的陰極分別為a、b、c、d、e、f、g及dp（小數(shù)點）；共陰極則是把所有LED的陰極連接到共同接點com，而每個LED的陽極分別為a、b、c、d、e、f、g及dp（小數(shù)點），如下圖所示。圖中的8個LED分別與上面那個圖中的A~DP各段相對應，通過控制各個LED的亮滅來顯示數(shù)字。圖33.3繼電器繼電器（英文名稱：relay）是一種電控制器件，是當輸入量（激勵量）的變化達到規(guī)定要求時，在電氣輸出電路中使被控量發(fā)生預定的階躍變化的一種電器。它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路）之間的互動關系。通常應用于自動化的控制電路中，它實際上是用小電流去控制大電流運作的一種“自動開關”。故在電路中起著自動調節(jié)、安全保護、轉換電路等作用。繼電器的觸點有三種基本形式：1、動合型（常開）（H型）線圈不通電時兩觸點是斷開的，通電后，兩個觸點就閉合。以合字的拼音字頭“H”表示。2、動斷型（常閉）（D型）線圈不通電時兩觸點是閉合的，通電后兩個觸點就斷開。用斷字的拼音字頭“D”表示。3、轉換型（Z型）這是觸點組型。這種觸點組共有三個觸點，即中間是動觸點，上下各一個靜觸點。線圈不通電時，動觸點和其中一個靜觸點斷開和另一個閉合，線圈通電后，動觸點就移動，使原來斷開的成閉合，原來閉合的成斷開狀態(tài)，達到轉換的目的。這樣的觸點組稱為轉換觸點。用“轉”字的拼音字頭“z”表示。本設計中使用的繼電器型號為SRD-05VDC-SL-C，提供了常開型和常閉型。圖4三個腳的這邊兩邊的腳是線圈，加12VDC直流電壓，不區(qū)分正負方向，是電壓驅動，線圈直流電阻每個工廠或者靈敏度不同稍有區(qū)別。中間一個腳是觸點的COM端，另外一邊兩個腳正向看，左邊是常開，右邊是常閉。松樂這個繼電器通過TUV

UL認證，10A

250VAC/30VDC和10A

125VAC/28VDC

應該是指不同認證試驗的最大額定值，是指在最大觸點額定電壓下的最大額定電流，超過這個值不行，電氣壽命縮短。4.硬件系統(tǒng)設計本設計主要由單片機、矩陣鍵盤、LED數(shù)碼管和密碼存儲等部分組成。其中矩陣鍵盤用于輸入數(shù)字密碼和進行各種功能的實現(xiàn)。由用戶通過連接單片機的矩陣鍵盤輸入密碼，后經過單片機對用戶輸入的密碼與自己保存的密碼進行對比，從而判斷密碼是否正確，然后控制引腳的高低電平傳到開鎖電路或者不動作。表2元器件清單序號名稱型號數(shù)量1單片機芯片AT89C5112電磁繼電器SRD-05VDC-SL-C13LED數(shù)碼管CPS03641AR144X3矩陣鍵盤15開關165v電源適配器17杜邦線若干4.1鍵盤輸入、密碼檢測、開鎖密碼鎖電路包含：鍵盤輸入、密碼修改、密碼檢測、開鎖電路、執(zhí)行電路其電路如下圖所示：圖5鍵盤輸入、密碼修改、密碼檢測、開鎖、執(zhí)行電路開關K1~K12是用戶的輸入密碼的鍵盤，用戶可以通過矩陣鍵盤輸入密碼，行鍵值輸入送P1.0/T2、P1.1/T2EX、P1.2，列鍵值送P1.4、P1.5、P1.6、P1.7。進過燒錄的數(shù)字密碼鎖.ASM文件通過單片機處理，將段選信號由P0口輸出，位選信號由P2.0~P2.3輸出送LED數(shù)碼管顯示明碼。同時單片機芯片對輸入信號與存儲密碼進行比對判別，密碼正確則P2.7發(fā)出信號使吸盤式電磁鐵動作，數(shù)字密碼鎖開鎖完成。4.2密碼修改、執(zhí)行電路初始密碼為0000，若要對密碼進行修改，則對單片機進行復位直接輸入修改后的密碼按任意鍵確認，確認后實現(xiàn)密碼鎖存。之后屏幕清空，等待輸入。若輸入密碼正確，繼電器動作，將電磁鐵斷開10秒，屏幕顯示“OPEN”；若密碼輸入錯誤，屏幕清空，連續(xù)輸入錯誤3次，系統(tǒng)鎖定10秒，然后繼續(xù)等待輸入。執(zhí)行電路是由電磁繼電器和電磁鐵組成，屬于常閉開關，密碼正確繼電器輸入電信號使互感器動作將開關由接地端打到電源端，使電磁鐵接通電源而動作。5.實驗結果1.驗證了3*4矩陣鍵盤的輸入功能。2.實現(xiàn)了4位8段共陰數(shù)碼管的動態(tài)輸出功能。3.實現(xiàn)了繼電器常閉開關控制電磁鐵的功能。4.實現(xiàn)了密碼鎖存，檢測的人機交互功能。參考文獻[1]康華光《電子技術基礎》，北京：高等教育出版社，1998，第四版[2]李正軍《計算機控制系統(tǒng)》，北京：機械工業(yè)出版社，2009，第二版[3]李全利《單片機原理及接口技術》，北京：高等教育出版社，2009，第二版[4]潘永雄，沙河《電子線路CAD實用教程》，西安：西安電子科技大學出版社，2007，第三版[5]居滋培《過程控制系統(tǒng)及其應用》，北京：機械工業(yè)出版社，2005附錄附錄1：源程序/*********************************************************************文件名：end.c*描述:實現(xiàn)讀入數(shù)據(jù)與原密碼比較，控制繼電器開鎖功能*杜邦線接法：P1.2用杜邦線連接到J17的左邊第二個。 *********************************************************************/#include<reg51.h>#include<intrins.h>#defineuintunsignedint#defineucharunsignedcharvoiddisplay();sbitRELAY=P3^7;uchark=0,initialize=0;ucharcodetable[15]={0x3F,0x03,0x6D, 0x67,0x53,0x76, 0x7E,0x23,0x7F, 0x77,0x3F,0x79, 0x7C,0x3B,0x04};ucharKey_arrary[4]={14,14,14,14};//輸入數(shù)列ucharPassword[4]={0,0,0,0};/*********************************************************************名稱:Delay_1ms()*功能:延時子程序，延時時間為1ms*x*輸入:x(延時一毫秒的個數(shù))*輸出:無***********************************************************************/voidDelay_1ms(uinti)//ims延時{ ucharx,j; for(j=0;j<i;j++) for(x=0;x<=148;x++); }/*********************************************************************名稱:Warn()*功能:輸入密碼錯誤超過3次報警程序，當輸入錯誤時，將LED屏鎖定10s；*輸入:無*輸出:無***********************************************************************/Warn(){ inti=10; for(;i>=0;i--) { Key_arrary[0]=i; Key_arrary[1]=i; Key_arrary[2]=i; Key_arrary[3]=i; display(); Delay_1ms(240); } Key_arrary[0]=14; //按鍵清零 Key_arrary[1]=14; Key_arrary[2]=14; Key_arrary[3]=14; return0; }/*********************************************************************名稱:Error()*功能:輸入密碼錯誤處理程序，當輸入錯誤時，將LED屏清零*輸入:無*輸出:無***********************************************************************/voidError(){ initialize++; Key_arrary[0]=14; //按鍵清零 Key_arrary[1]=14; Key_arrary[2]=14; Key_arrary[3]=14; if(initialize>3) { Warn(); initialize=1; } }/*********************************************************************名稱:Pass(ucharkeynum)*功能:判別子程序，判別輸入值是否等于鎖存密碼*輸入:keynum*輸出:無***********************************************************************/voidPass(ucharkeynum){ if(k<4) { Key_arrary[k]=keynum; k++; } else { k=0; if(Key_arrary[0]==Password[0]) { if(Key_arrary[1]==Password[1]) { if(Key_arrary[2]==Password[2]) { if(Key_arrary[3]==Password[3]) { Key_arrary[0]=10; //顯示字符“OPEN” Key_arrary[1]=11; Key_arrary[2]=12; Key_arrary[3]=13; RELAY=1; //釋放繼電器 Delay_1ms(240); Warn(); //延時3s RELAY=0; //吸合繼電器 } elseError(); } elseError(); } elseError(); } elseError(); } }/*********************************************************************名稱:keyarray(ucharkeynum)*功能:鎖存密碼子程序，將第一次輸入的值鎖存于Key_arrary[]數(shù)組中*輸入:keynum*輸出:無***********************************************************************/voidkeyarray(ucharkeynum){ if(k<4) { Key_arrary[k]=keynum; k++; } else { Password[0]=Key_arrary[0]; //鎖存密碼 Password[1]=Key_arrary[1]; Password[2]=Key_arrary[2]; Password[3]=Key_arrary[3]; k=0; Key_arrary[0]=14; //按鍵清零 Key_arrary[1]=14; Key_arrary[2]=14; Key_arrary[3]=14; initialize=1; }}/*********************************************************************名稱:Keyscan()*功能:實現(xiàn)按鍵的讀取。下面這個子程序是按處理矩陣鍵盤的基本方法處理的。*輸入:無*輸出:按鍵值***********************************************************************/voidKeyscan(void){ uchari,j,temp,Buffer[4]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7}; //讓矩陣鍵盤的每行分別為低電平 ucharkeynum; P1=0xf0; if(P1!=0xf0) //判斷有無按