基于51单片机的简易电子密码锁.docx
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基于51单片机的简易电子密码锁
前言
随着电子技术的发展，具有防盗报警等功能的电子密码锁代替密码量少、安全性差的机械式密码锁已是必然趋势。
电子密码锁与普通机械锁相比，具有许多独特的优点：
保密性好，防盗性强，可以不用钥匙，记住密码即可开锁等。
目前使用的电子密码锁大部分是基于单片机技术，以单片机为主要器件，其编码器与解码器的生成为软件方式。
下面就是现在主流电子密码锁：
目前常见的遥控式电子防盗锁主要有光遥控和无线电遥控两类。
键盘式电子密码锁从目前的技术水平和市场认可程度看，使用最为广泛的是键盘式电子密码锁，该产品主要应用于保险箱、保险柜和金库，还有一部分应用于保管箱和运钞车。
卡式电子防盗锁使用各种“卡”作为钥匙的电子防盗锁是当前最为活跃的产品，无论卡的种类如何多种多样，按照输入卡的操作方式，都可分为接触式卡和非接触式卡两大类。
生物特征防盗锁人的某些与生俱来的个性特征（如手、眼睛、声音的特征）几乎不可重复，作为“钥匙”就是唯一的（除非被逼迫或伤害）。
因此，利用生物特征做密码的电子防盗锁，也特别适合金融业注重“验明正身”的行业特点。
人们生活水平的提高和安全意识的加强，对安全的要求也就越来越高。
锁自古以来就是把守护门的铁将军，人们对它要求甚高，既要安全可靠的防盗，又要使用方便，这也是制锁者长期以来研制的主题。
随着电子技术的发展，各类电子产品应运而生，电子密码锁就是其中之一。
据有关资料介绍，电子密码锁的研究从20世纪30年代就开始了，在一些特殊场所早就有所应用。
这种锁是通过键盘输入一组密码完成开锁过程。
研究这种锁的初衷，就是为提高锁的安全性。
由于电子锁的密钥量（密码量）极大，可以与机械锁配合使用，并且可以避免因钥匙被仿制而留下安全隐患。
电子锁只需记住一组密码，无需携带金属钥匙，免除了人们携带金属钥匙的烦恼，而被越来越多的人所欣赏。
电子锁的种类繁多，例如数码锁，指纹锁，磁卡锁，IC卡锁，生物锁等。
但较实用的还是按键式电子密码锁。
20世纪80年代后，随着电子锁专用集成电路的出现，电子锁的体积缩小，可靠性提高，成本较高，是适合使用在安全性要求较高的场合，且需要有电源提供能量，使用还局限在一定范围，难以普及，所以对它的研究一直没有明显进展。
目前，在西方发达国家，电子密码锁技术相对先进，种类齐全，电子密码锁已被广泛应用于智能门禁系统中，通过多种更加安全，更加可靠的技术实现大门的管理。
在我国电子锁整体水平尚处于国际上70年代左右，电子密码锁的成本还很高，市场上仍以按键电子锁为主，按键式和卡片钥匙式电子锁已引进国际先进水平，现国内有几个厂生产供应市场。
但国内自行研制开发的电子锁，其市场结构尚未形成，应用还不广泛。
国内的不少企业也引进了世界上先进的技术，发展前景非常可观。
希望通过不断的努力，使电子密码锁在我国也能得到广泛应用。
一、作品功能：
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保存密码，支持复位保存，掉电保存功能。
二、按键说明
按键定义图
如图示：
采用4X4键盘输入，键盘对应名称如下：
123A
456B
789C
*0#D
其中，【0—9】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
【D】键为修改密码
其它键无功能及定义
三、操作说明：
密码锁初始密码为：
000000.
1、开锁：
插上电源后，程序自动调入初始密码，此时依次输入：
000000，然后按【#】（确认）键，此时锁会打开，可以看到显示open，密码锁打开。
2、退出并关锁：
按下【*】（取消）键，此时锁关闭，所有输入清除。
3、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】，会听到两声提示音，表示重设密码成功，内部保存新密码并存储到AT24C02。
（如两次输入的新密码不一样，则重设密码失败）。
4、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秒内又有按键，3秒再启动。
5、当重置新密码时，新密码会保存于AT24C02存储器里。
四、框图及流程图
1、系统结构框图
2、主程序设计流程图
N
Y
NNY
3、键功能程序流程图。
Y
N
Y
N
Y
N
Y
N
4、开锁程序流程图
Y
5.电子密码锁原理图
程序（c语言）
#include
#include
#defineLCM_DataP0
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
#definew6//定义密码位数
sbitlcd1602_rs=P2^5;
sbitlcd1602_rw=P2^6;
sbitlcd1602_en=P2^7;
sbitScl=P3^4;//24C02串行时钟
sbitSda=P3^5;//24C02串行数据
sbitALAM=P2^1;//报警
sbitKEY=P2^0;//开锁
sbitopen_led=P2^2;//开锁指示灯
bitoperation=0;//操作标志位
bitpass=0;//密码正确标志
bitReInputEn=0;//重置输入充许标志
bits3_keydown=0;//3秒按键标志位
bitkey_disable=0;//锁定键盘标志
unsignedcharcountt0,second;//t0中断计数器,秒计数器
voidDelay5Ms（void）;
unsignedcharcodea[]={0xFE,0xFD,0xFB,0xF7};//控盘扫描控制表
unsignedcharcodestart_line[]={"password:
"};
unsignedcharcodename[]={"===CodedLock==="};//显示名称
unsignedcharcodeCorrect[]={"correct"};//输入正确unsignedcharcodeError[]={"error"};//输入错误unsignedcharcodecodepass[]={"pass"};
unsignedcharcodeLockOpen[]={"open"};//OPEN
unsignedcharcodeSetNew[]={"SetNewWordEnable"};
unsignedcharcodeInput[]={"input:
"};//INPUT
unsignedcharcodeResetOK[]={"ResetPasswordOK"};
unsignedcharcodeinitword[]={"Initpassword..."};
unsignedcharcodeEr_try[]={"error,tryagain!
"};
unsignedcharcodeagain[]={"inputagain"};
unsignedcharInputData[6];//输入密码暂存区unsignedcharCurrentPassword[6]={1,3,1,4,2,0};//当前密码值
unsignedcharTempPassword[6];
unsignedcharN=0;//密码输入位数记数
unsignedcharErrorCont;//错误次数计数
unsignedcharCorrectCont;//正确输入计数
unsignedcharReInputCont;//重新输入计数
unsignedcharcodeinitpassword[6]={0,0,0,0,0,0};
//=====================5ms延时==============================
voidDelay5Ms（void）
{
unsignedintTempCyc=5552;
while（TempCyc--）;
}
//===================400ms延时==============================
voidDelay400Ms（void）
{
unsignedcharTempCycA=5;
unsignedintTempCycB;
while（TempCycA--）
{
TempCycB=7269;
while（TempCycB--）;
}
}
//================================24C02======================================
voidmDelay（uintt）//延时
{
uchari;
while（t--）
{
for（i=0;i<125;i++）
{;}
}
}
voidNop（void）//空操作
{
_nop_（）;
_nop_（）;
_nop_（）;
_nop_（）;
}
/*起始条件*/
voidStart（void）
{
Sda=1;
Scl=1;
Nop（）;
Sda=0;
Nop（）;
}
/*停止条件*/
voidStop（void）
{
Sda=0;
Scl=1;
Nop（）;
Sda=1;
Nop（）;
}
/*应答位*/
voidAck（void）
{
Sda=0;
Nop（）;
Scl=1;
Nop（）;
Scl=0;
}
/*反向应答位*/
voidNoAck（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*/
voidSend（ucharData）
{
ucharBitCounter=8;
uchartemp;
do
{
temp=Data;
Scl=0;
Nop（）;
if（（temp&0x80）==0x80）
Sda=1;
else
Sda=0;
Scl=1;
temp=Data<<1;
Data=temp;
BitCounter--;
}
while（BitCounter）;
Scl=0;
}
/*读一字节的数据，并返回该字节值*/
ucharRead（void）
{
uchartemp=0;
uchartemp1=0;
ucharBitCounter=8;
Sda=1;
do{
Scl=0;
Nop（）;
Scl=1;
Nop（）;
if（Sda）
temp=temp|0x01;
else
temp=temp&0xfe;
if（BitCounter-1）
{
temp1=temp<<1;
temp=temp1;
}
BitCounter--;
}
while（BitCounter）;
return（temp）;
}
voidWrToROM（ucharData[],ucharAddress,ucharNum）
{
uchari;
uchar*PData;
PData=Data;
for（i=0;i{
Start（）;
Send（0xa0）;
Ack（）;
Send（Address+i）;
Ack（）;
Send（*（PData+i））;
Ack（）;
Stop（）;
mDelay（20）;
}
}
voidRdFromROM（ucharData[],ucharAddress,ucharNum）
{
uchari;
uchar*PData;
PData=Data;
for（i=0;i{
Start（）;
Send（0xa0）;
Ack（）;
Send（Address+i）;
Ack（）;
Start（）;
Send（0xa1）;
Ack（）;
*（PData+i）=Read（）;
Scl=0;
NoAck（）;
Stop（）;
}
}
//=======================================LCD1602=============================//#defineyi0x80//LCD第一行的初始位置,因为LCD1602字符地址首位D7恒定为1（100000000=80）
#defineer0x80+0x40//LCD第二行初始位置（因为第二行第一个字符位置地址是0x40）
//----------------延时函数，后面经常调用----------------------
voiddelay（uintxms）//延时函数，有参函数
{
uintx,y;
for（x=xms;x>0;x--）
for（y=110;y>0;y--）;
}
//--------------------------写指令---------------------------
write_1602com（ucharcom）//****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，产生下降沿，液晶执行命令
}
//-------------------------写数据-----------------------------
write_1602dat（uchardat）//***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-------------------------
voidlcd_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
write_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=========================
unsignedcharcoding（unsignedcharm）
{
unsignedchark;
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（0x84）:
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===============================
unsignedcharkeynum（void）
{
unsignedcharrow,col,i;
P1=0xf0;
if（（P1&0xf0）!
=0xf0）
{
Delay5Ms（）;
Delay5Ms（）;
if（（P1&0xf0）!
=0xf0）
{
row=P1^0xf0;//确定行线
i=0;
P1=a[i];//精确定位
while（i<4）
{
if（（P1&0xf0）!
=0xf0）
{
col=~（P1&0xff）;//确定列线
break;//已定位后提前退出
}
else
{
i++;
P1=a[i];
}
}
}
else
{
return0;
}
while（（P1&0xf0）!
=0xf0）;
return（row|col）;//行线与列线组合后返回
}
elsereturn0;//无键按下时返回0
}
//=======================一声提示音，表示有效输入========================
voidOneAlam（void）
{
ALAM=0;
Delay5Ms（）;
ALAM=1;
}
//========================二声提示音，表示操作成功========================
voidTwoAlam（void）
{
ALAM=0;
Delay5Ms（）;
ALAM=1;
Delay5Ms（）;
ALAM=0;
Delay5Ms（）;
ALAM=1;
}
//========================三声提示音,表示错误========================
voidThreeAlam（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============================
voidDisplayOne（void）
{
//DisplayOneChar（9+N,1,'*'）;
write_1602com（yi+5+N）;
write_1602dat（'*'）;
}
//=======================显示提示输入=========================
voidDisplayChar（void）
{
unsignedchari;
if（pass==1）
{
//DisplayListChar（0,1,LockOpen）;
write_1602com（er）;
for（i=0;i<16;i++）
{
write_1602dat（LockOpen[i]）;
}
}
else
{
if（N==0）
{
//DisplayListChar（0,1,Error）;
write_1602com（er）;
for（i=0;i<16;i++）
{
write_1602dat（Error[i]）;
}
}
else
{
//DisplayListChar（0,1,start_line）;
write_1602com（er）;
for（i=0;i<16;i++）
{
write_1602dat（start_line[i]）;
}
}
}
}
voidDisplayInput（void）
{
unsignedchari;
if（CorrectCont==1）
{
//DisplayListChar（0,0,Input）;
write_1602com（er）;
for（i=0;i<16;i++）
{
write_1602dat（Input[i]）;
}
}
}
//========================重置密码==================================================
//==================================================================================
voidResetPassword（void）
{
unsignedchari;
unsignedcharj;
if（pass==0）
{
pass=0;
DisplayChar（）;
ThreeAlam（）;
}
else
{
if（ReInputEn==1）
{
if（N==6）
{
ReInputCont++;
if（ReInputCont==2）
{
for（
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