电子技术综合设计总结报告基于51单片机的电子密码锁

1、电子技术综合设计总结报告基于51单片机的电子密码锁姓 名： 学 号： 专业与班级： 设计题目： 基于51单片机的电子密码锁 时 间： 2011 2012 学年第（1）学期 指导教师： 成 绩： 日 期： 第一章 课题任务基于51单片机的简易电子密码锁一、 实现功能：1、设置6位密码，密码通过键盘输入，若密码正确，则将锁打开。2、密码可以由用户自己修改设定（只支持6位密码），锁打开后才能修改密码。修改密码之前必须再次输入密码，在输入新密码时候需要二次确认，以防止误操作。3、报警、锁定键盘功能。密码输入错误显示器会出现错误提示，若密码输入错误次数超过3次，蜂鸣器报警并且锁定键盘。4、at24c02

2、保存密码，支持复位保存，掉电保存功能。第2章 系统总体方案设计方案一：采用数字电路控制。其原理方框图如图21所示。图21 数字密码锁电路方案采用数字密码锁电路的好处就是设计简单。用以74ls112双jk触发器构成的数字逻辑电路作为密码锁的核心控制，共设了9个用户输入键，其中只有4个是有效的密码按键，其它的都是干扰按键，若按下干扰键，键盘输入电路自动清零，原先输入的密码无效，需要重新输入；如果用户输入密码的时间超过40秒（一般情况下，用户不会超过40秒，若用户觉得不便，还可以修改）电路将报警80秒，若电路连续报警三次，电路将锁定键盘5分钟，防止他人的非法操作。电路由两大部分组成：密码锁电路和备用

3、电源(ups)，其中设置ups电源是为了防止因为停电造成的密码锁电路失效，使用户免遭麻烦。密码锁电路包含：键盘输入、密码修改、密码检测、开锁电路、执行电路、报警电路、键盘输入次数锁定电路。方案二：采用一种是用以at89s51为核心的单片机控制方案。利用单片机灵活的编程设计和丰富的io端口，及其控制的准确性，不但能实现基本的密码锁功能，还能添加调电存储、声光提示甚至添加遥控控制功能。其原理如图22所示。显示模块键盘输入模块 at89c51报警电路复位电路开锁电路密码存储模块图22单片机控制方案通过比较以上两种方案，单片机方案有较大的活动空间，不但能实现所要求的功能而且能在很大的程度上扩展功能，而

4、且还可以方便的对系统进行升级，所以我们采用后一种方案。本方案采用一种是用以89c51为核心的单片机控制方案。利用单片机灵活的编程设计和丰富的i/o端口，及其控制的准确性，实现基本的密码锁功能。作用说明：开锁： 插上电源后，输入正确密码，然后按【#】（确认）键，此时锁会打开，可以看到显示open，密码锁打开。1、 退出并关锁：按下【*】（取消）键，此时锁关闭，所有输入清除。2、 修改密码：在开锁状态下，再次输入正确的密码并按下【#】（确认）键，此时听到两声提示，输入新的六位密码并按【d】（重设）键，再重复输入一次新密码并按【d】，会听到报警并锁定键盘：当输入密码错误后，报警并锁定键盘3秒，如3秒

5、内又有按键，3秒再启动。当重置新密码时，新密码会保存于at24c02存储器里。第3章 硬件电路设计3.1 键盘电路设计使用矩阵键盘，所以本设计就采用行列式键盘，同时也能减少键盘与单片机接口时所占用的i/o线的数目，在按键比较多的时候，通常采用这样方法。其原理如图3.1。图3.1 矩阵键盘每一条水平（行线）与垂直线（列线）的交叉处不相通，而是通过一个按键来连通，利用这种行列式矩阵结构只需要n条行线和m条列线，即可组成具有nm个按键的键盘。在这种行列式矩阵键盘非键盘编码的单片机系统中，键盘处理程序首先执行等待按键并确认有无按键按下的程序段。当确认有按键按下后，下一步就要识别哪一个按键按下。对键的识

6、别通常有两种方法：一种是常用的逐行扫描查询法；另一种是速度较快的线反转法。对照图3.1所示的44键盘，说明线反转个工作原理。首先辨别键盘中有无键按下，有单片机i/o口向键盘送全扫描字，然后读入行线状态来判断。方法是：向行线输出全扫描字00h，把全部列线置为低电平，然后将列线的电平状态读入累加器a中。如果有按键按下，总会有一根行线电平被拉至低电平从而使行线不全为1。判断键盘中哪一个键被按下使通过将列线逐列置低电平后，检查行输入状态来实现的。方法是：依次给列线送低电平，然后查所有行线状态，如果全为1，则所按下的键不在此列；如果不全为1，则所按下的键必在此列，而且是在与零电平行线相交的交点上的那个键

7、。具体的功能设计如下按键说明采用4x4键盘输入，键盘对应名称如下：4 2 3 a4 5 6 b7 8 9 c* 0 # d其中，【09】为数字键，用于输入相应的密码， 【*】号键为取消当前操作【#】号键为确认其它键无功能及定义3.2开关电路当输入正确密码时，二极管导通发光。输入错误密码时，二极管不能导通3.3报警电路当输入错误密码时，电路中蜂鸣器开始报警。当输入密码错误三次时，蜂鸣器持续报警34,密码存储模块密码经过修改后，存储在at24c02中，从而实现掉电保护3.5复位电路第四章 软件设计主程序设计流程图如图5-1所示。 开始 初始化 修改开锁密码正确 输入旧密码n原密码相同 y开锁出错报

8、警 n n y设新密码 返回 图5-1主程序流程图键功能程序流程图如图5-2所示。 键功能程序键值=09？键值=开锁？键值=确认？键值=设置？ 返回密码输入程序确认程序设置程序开锁程序ynynyn yn 图5-2 键功能流程图开锁程序流程图如图5-3所示。lcd初始化按开锁键输入密码确认程序开锁n输入密码正确？报警程序开锁成功返回y 图5-3 开锁流程图程序如下：#include #include#define lcm_data p0#define uchar unsigned char #define uint unsigned int#define w 6/定义密码位数sbit lcd16

9、02_rs=p25;sbit lcd1602_rw=p26;sbit lcd1602_en=p27;sbit scl=p34;/24c02串行时钟sbit sda=p35;/24c02串行数据sbit alam = p21;/报警sbit key = p20;/开锁sbit open_led=p22;/开锁指示灯bit operation=0;/操作标志位bit pass=0;/密码正确标志bit reinputen=0;/重置输入充许标志bit s3_keydown=0;/3秒按键标志位bit key_disable=0;/锁定键盘标志unsigned char countt0,second

10、;/t0中断计数器,秒计数器void delay5ms(void);unsigned char code a=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7; /控盘扫描控制表unsigned char code start_line= “password: “;unsigned char code name = “=coded lock=”;/显示名称unsigned char code correct = “ correct “; /输入正确unsigned char code error = “ error “; /输入错误unsigned char code codepass= “ pass

11、“; unsigned char code lockopen= “ open “;/openunsigned char code setnew = “setnewwordenable”;unsigned char code input = “input: “;/inputunsigned char code resetok = “resetpasswordok “;unsigned char code initword= “init password.”;unsigned char code er_try= “error,try again!”;unsigned char code again

12、= “input again “;unsigned char inputdata6;/输入密码暂存区unsigned char currentpassword6=1,3,1,4,2,0; /当前密码值unsigned char temppassword6;unsigned char n=0;/密码输入位数记数unsigned char errorcont;/错误次数计数unsigned char correctcont;/正确输入计数unsigned char reinputcont; /重新输入计数unsigned char code initpassword6=0,0,0,0,0,0;/=

13、5ms延时=void delay5ms(void)unsigned int tempcyc = 5552;while(tempcyc-);/=400ms延时=void delay400ms(void) unsigned char tempcyca = 5; unsigned int tempcycb; while(tempcyca-) tempcycb=7269; while(tempcycb-); /=/=24c02=/=void mdelay(uint t) /延时 uchar i; while(t-) for(i=0;i125;i+) ; void nop(void) /空操作 _nop

14、_(); _nop_(); _nop_(); _nop_();/*起始条件*/void start(void) sda=1; scl=1; nop(); sda=0; nop(); /*停止条件*/void stop(void) sda=0; scl=1; nop(); sda=1; nop();/*应答位*/void ack(void)sda=0;nop();scl=1;nop();scl=0;/*反向应答位*/void noack(void) sda=1; nop(); scl=1; nop(); scl=0; /*发送数据子程序，data为要求发送的数据*/void send(uchar

15、 data) uchar bitcounter=8; uchar temp; do temp=data; scl=0; nop(); if(temp&0x80)=0x80) sda=1; else sda=0; scl=1; temp=data1; data=temp; bitcounter-; while(bitcounter); scl=0;/*读一字节的数据，并返回该字节值*/uchar read(void)uchar temp=0;uchar temp1=0;uchar bitcounter=8;sda=1;doscl=0;nop();scl=1;nop();if(sda)temp=t

16、emp|0x01;elsetemp=temp&0xfe;if(bitcounter-1)temp1=temp1;temp=temp1;bitcounter-;while(bitcounter);return(temp);void wrtorom(uchar data,uchar address,uchar num) uchar i; uchar *pdata; pdata=data; for(i=0;inum;i+) start(); send(0xa0); ack(); send(address+i); ack(); send(*(pdata+i); ack(); stop(); mdela

17、y(20); void rdfromrom(uchar data,uchar address,uchar num) uchar i; uchar *pdata; pdata=data; for(i=0;i0;x-) for(y=110;y0;y-);/-写指令-write_1602com(uchar com)/*液晶写入指令函数*lcd1602_rs=0;/数据/指令选择置为指令lcd1602_rw=0; /读写选择置为写p0=com;/送入数据delay(1);lcd1602_en=1;/拉高使能端，为制造有效的下降沿做准备delay(1);lcd1602_en=0;/en由高变低，产生下降

18、沿，液晶执行命令/-写数据-write_1602dat(uchar dat)/*液晶写入数据函数*lcd1602_rs=1;/数据/指令选择置为数据lcd1602_rw=0; /读写选择置为写p0=dat;/送入数据delay(1);lcd1602_en=1; /en置高电平，为制造下降沿做准备delay(1);lcd1602_en=0; /en由高变低，产生下降沿，液晶执行命令/-初始化-void lcd_init(void)write_1602com(0x38);/设置液晶工作模式，意思：16*2行显示，5*7点阵，8位数据write_1602com(0x0c);/开显示不显示光标writ

19、e_1602com(0x06);/整屏不移动，光标自动右移write_1602com(0x01);/清显示/=/=/=将按键值编码为数值=unsigned char coding(unsigned char m) unsigned char k;switch(m)case (0x18): k=1;break;case (0x28): k=2;break;case (0x48): k=3;break;case (0x88): k=a;break;case (0x14): k=4;break;case (0x24): k=5;break;case (0x44): k=6;break;case (0

20、x84): k=b;break;case (0x12): k=7;break;case (0x22): k=8;break;case (0x42): k=9;break;case (0x82): k=c;break;case (0x11): k=*;break;case (0x21): k=0;break;case (0x41): k=#;break;case (0x81): k=d;break;return(k);/=按键检测并返回按键值=unsigned char keynum(void) unsigned char row,col,i; p1=0xf0; if(p1&0xf0)!=0xf

21、0) delay5ms(); delay5ms(); if(p1&0xf0)!=0xf0) row=p10xf0; /确定行线i=0;p1=ai; /精确定位while(i4) if(p1&0xf0)!=0xf0) col=(p1&0xff); /确定列线 break; /已定位后提前退出 else i+; p1=ai; else return 0;while(p1&0xf0)!=0xf0);return (row|col); /行线与列线组合后返回 else return 0; /无键按下时返回0/=一声提示音，表示有效输入=void onealam(void)alam=0;delay5ms

22、();alam=1;/=二声提示音，表示操作成功=void twoalam(void)alam=0;delay5ms();alam=1;delay5ms();alam=0;delay5ms();alam=1;/=三声提示音,表示错误=void threealam(void)alam=0;delay5ms();alam=1;delay5ms();alam=0;delay5ms();alam=1;delay5ms();alam=0;delay5ms();alam=1;/=显示输入的n个数字，用h代替以便隐藏=void displayone(void)/displayonechar(9+n,1,*)

23、;write_1602com(yi+5+n);write_1602dat(*);/=显示提示输入=void displaychar(void)unsigned char i;if(pass=1)/displaylistchar(0,1,lockopen);write_1602com(er);for(i=0;i16;i+)write_1602dat(lockopeni);elseif(n=0)/displaylistchar(0,1,error);write_1602com(er);for(i=0;i16;i+)write_1602dat(errori);else/displaylistchar

24、(0,1,start_line);write_1602com(er);for(i=0;i16;i+)write_1602dat(start_linei);void displayinput(void)unsigned char i;if(correctcont=1)/displaylistchar(0,0,input);write_1602com(er);for(i=0;i16;i+)write_1602dat(inputi);/=重置密码=/=void resetpassword(void)unsigned char i;unsigned char j;if(pass=0)pass=0;di

25、splaychar();threealam();else if(reinputen=1)if(n=6)reinputcont+;if(reinputcont=2)for(i=0;i6;)if(temppasswordi=inputdatai)/将两次输入的新密码作对比i+;else/displaylistchar(0,1,error);write_1602com(er);for(j=0;j16;j+)write_1602dat(errorj);threealam();/错误提示pass=0;reinputen=0;/关闭重置功能，reinputcont=0;displaychar();brea

26、k; if(i=6)/displaylistchar(0,1,resetok);write_1602com(er);for(j=0;j16;j+)write_1602dat(resetokj);twoalam();/操作成功提示 wrtorom(temppassword,0,6);/将新密码写入24c02存储reinputen=0;reinputcont=0;correctcont=0;elseonealam();/displaylistchar(0, 1, again); /显示再次输入一次write_1602com(er);for(j=0;j16;j+)write_1602dat(agai

27、nj);for(i=0;i6;i+)temppasswordi=inputdatai;/将第一次输入的数据暂存起来n=0;/输入数据位数计数器清零 /=输入密码错误超过三过，报警并锁死键盘=void alam_keyunable(void)p1=0x00;alam=alam;delay5ms();/=取消所有操作=void cancel(void)unsigned char i;unsigned char j;/displaylistchar(0, 1, start_line); write_1602com(er);for(j=0;j16;j+)write_1602dat(start_line

28、j);twoalam();/提示音for(i=0;i6;i+)inputdatai=0;key=1;/关闭锁alam=1;/报警关operation=0;/操作标志位清零pass=0;/密码正确标志清零reinputen=0;/重置输入充许标志清零errorcont=0;/密码错误输入次数清零correctcont=0;/密码正确输入次数清零reinputcont=0;/重置密码输入次数清零 open_led=1;s3_keydown=0;key_disable=0;n=0;/输入位数计数器清零/=确认键，并通过相应标志位执行相应功能=void ensure(void)unsigned cha

29、r i,j;rdfromrom(currentpassword,0,6); /从24c02里读出存储密码if(n=6) if(reinputen=0)/重置密码功能未开启for(i=0;i6;) if(currentpasswordi=inputdatai)i+;else errorcont+;if(errorcont=3)/错误输入计数达三次时，报警并锁定键盘write_1602com(er);for(i=0;i16;i+)write_1602dat(errori);doalam_keyunable();while(1);elsetr0=1;/开启定时key_disable=1;/锁定键盘p

30、ass=0;break;if(i=6)correctcont+;if(correctcont=1)/正确输入计数，当只有一次正确输入时，开锁，/displaylistchar(0,1,lockopen);write_1602com(er);for(j=0;j16;j+)write_1602dat(lockopenj);twoalam();/操作成功提示音key=0;/开锁pass=1;/置正确标志位tr0=1;/开启定时open_led=0;/开锁指示灯亮for(j=0;j6;j+)/将输入清除inputdatai=0;else/当两次正确输入时，开启重置密码功能/displaylistcha

31、r(0,1,setnew);write_1602com(er);for(j=0;j16;j+)write_1602dat(setnewj);twoalam(); /操作成功提示reinputen=1;/允许重置密码输入correctcont=0;/正确计数器清零 else/=当第一次使用或忘记密码时可以用131420对其密码初始化=if(inputdata0=1)&(inputdata1=3)&(inputdata2=1)&(inputdata3=4)&(inputdata4=2)&(inputdata5=0) wrtorom(initpassword,0,6); /强制将初始密码写入24c0

32、2存储/displaylistchar(0,1,initword);/显示初始化密码write_1602com(er);for(j=0;j16;j+)write_1602dat(initwordj);twoalam();delay400ms();twoalam();n=0;else/displaylistchar(0,1,error);write_1602com(er);for(j=0;j16;j+)write_1602dat(errorj); threealam();/错误提示音pass=0;else/当已经开启重置密码功能时，而按下开锁键，/displaylistchar(0,1,er_t

33、ry);write_1602com(er);for(j=0;j16;j+)write_1602dat(er_tryj);threealam();else/displaylistchar(0,1,error);write_1602com(er);for(j=0;j16;j+)write_1602dat(errorj); threealam();/错误提示音pass=0;n=0;/将输入数据计数器清零，为下一次输入作准备operation=1;/=主函数=void main(void) unsigned char key,num;unsigned char i,j; p1=0xff; tmod=0x11; tl0=0xb0; th0=0x3c; ea=1; et0=1; tr0=0; delay400ms(); /启动等待，等lcm讲入工作状态 lcd_init(); /lcd初始化write_1602com(yi);/日历显示固定符号从第一行第0个位置之后开始显示for(i=0;i16;i+)write_1602dat(namei);/向液晶屏写日历显示的固定符号部分write_1602com(er);/时间显示固定符号写入位置，从第2个位置后开始显示for(i=0;i16;i+)write_1602dat(start_line