基于單片機的多功能電子密碼鎖系統(tǒng)設(shè)計摘要在日常的生活和工作中,為了更好地保障房屋和單位的安全，人們通常會使用鎖來存儲單位的檔案信息、財務(wù)報告以及每個人的一些數(shù)據(jù)信息。日常生活中，人們?nèi)绻馔獾膩G失某把鑰匙，住宅和單位的安全可能就得不到保障。所以目前來看，登陸密碼量少、安全性能不高的傳統(tǒng)鎖具與擁有更高安全性能的電子密碼鎖，或許后者會更受歡迎。此外，隨著時代的發(fā)展與科學(xué)的進步，人們有條件也有能力更好的保護自己財產(chǎn)安全，所以對日常生活中的鎖具的要求也越來越高。為了更好地滿足鎖具的應(yīng)用要求，提高鎖具的安全系數(shù)，目前使用的大多數(shù)電子密碼鎖都是基于微控制器的，微控制器是主要設(shè)備，其編碼器與解碼器由軟件所產(chǎn)生。電子密碼鎖相比于傳統(tǒng)鎖具安全性能更高，價格也不是很高，符合大部分家庭的消費觀念，并且功耗很低，使用成本大幅降低，操作步驟簡單，只需要記住密碼便可開門，這也就是電子密碼鎖越來越受人們歡迎的原因本系統(tǒng)主要由AT89C52微控制器系統(tǒng)（主要是AT89C52微控制器最小系統(tǒng)）控制，在外部連接4×4矩陣鍵盤、LCD屏幕顯示及報警電路，具有設(shè)置、修改六位數(shù)用戶密碼、超次報警、超次鎖定、密碼錯誤報警等功能。本系統(tǒng)成本低、價格實惠，可以大大方便人們的日常生活，并為人們的安全帶來保障。關(guān)鍵詞：AT89C52；LCD1602；電子密碼鎖；4×4矩陣鍵盤目錄TOC\o"1-8"\h\z\u1 緒論 I1.1背景及意義 I1.2發(fā)展趨勢 I2 總體設(shè)計方案論證 I2.1設(shè)計要求 I2.2方案選定 I2.3單片機總體架構(gòu) I3 硬件設(shè)計部分 I3.1單片機最小系統(tǒng) I3.1.1AT89C52概述 I3.1.2晶振電路 I3.1.3復(fù)位電路 I3.1.4排阻電路 I3.2AT24C02存儲芯片 I3.3LCD1602電路 I3.44×4矩陣鍵盤 I3.5聲音提示模塊 I3.6繼電器模塊 I4 軟件設(shè)計部分 I4.1軟件平臺簡介 I4.2主程序設(shè)計 I4.3鍵盤掃描程序 I4.4密碼設(shè)置程序 I4.5開鎖子程序流程圖 I5 仿真結(jié)果分析 I6 結(jié)論 I參考文獻 I附錄一程序及注釋 I附錄二仿真電路圖及操作說明 I

緒論1.1背景及意義隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，對微控制器的研究也越來越深入，成本也急劇下降，技術(shù)越來越優(yōu)秀。微控制器因為其體積小、重量輕、價格便宜、功耗損失小、操控性能強、計算速度快等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于大城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、國防安全和生活日用品等各個方面。經(jīng)濟快速發(fā)展，人們的生活質(zhì)量也越來越好，也有了更強的安全防護意識，自然的對安全的要求也將越來越高。鎖具從古至今都是用來防盜的工具，每個人都對鎖抱有很高的期望，希望它既能兼顧操作方便又要兼顧拒不法分子于門外。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，越來越多方便于人們生活的電子產(chǎn)品被設(shè)計出來，電子密碼鎖就是其中一個。據(jù)相關(guān)資料顯示，大家早在30年代就開始對智能密碼鎖進行科學(xué)研究，并已經(jīng)投入使用了很長時間。對于電子密碼鎖，使用起來特別的簡單，使用者只需要輸入正確的開鎖密碼便可以完成開鎖。由于電子密碼鎖密碼可以設(shè)置的很復(fù)雜，破解起來具有一定的難度，可以防止不法分子所破壞，從而造成財產(chǎn)等一系列的損失。因此，電子密碼鎖越來越受到大家的喜愛，他們只需要記住一組登錄密碼，不需要使用任何鑰匙，省去了攜帶金屬鑰匙的不便。80年代以來，隨著人們對電子密碼鎖的研究的進一步深入。電子密碼鎖的體積越來越小，穩(wěn)定性也得到了顯著提升。但是高昂的成本使得電子密碼鎖只適合在部分情況下使用，而且需要有穩(wěn)定供電的場合，使用還存在著一定的局限性，無法進行市場推廣。現(xiàn)階段，西方發(fā)達國家電子密碼鎖的技術(shù)性比較優(yōu)秀，智能門禁系統(tǒng)軟件已經(jīng)普遍選用了各種智能密碼鎖，采用一些較為可靠的技術(shù)來完成門禁管理。中國電子密碼鎖的價格還是比較高的。國內(nèi)的很多企業(yè)也從世界各地引進了更好的技術(shù)，發(fā)展前景十分看好。1.2發(fā)展趨勢無論是哪種鎖，關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)件都必須由質(zhì)量精湛的鎖具來承擔(dān)，完成開鎖功能，并承擔(dān)起物理保護的功能，最大限度地減少或減緩損壞，讓電子密碼鎖的安全性能最大化。一般來說，防盜的重點在于鎖殼和鎖的抗壓強度，鎖的類型、間距和位置。提高電子密碼鎖保護的必然途徑是基于報警裝置。金融行業(yè)的許多場館都有工作人員監(jiān)管，有監(jiān)控攝像頭，并配備了警報器，可以整合實物和人力資源保護的兩大功能。報警裝置的必要條件是能夠檢測都不良行為。因為數(shù)字、符號信息等元素都可以成為電子鑰匙信息，而且這些信息在電子密碼鎖中可以組合起來，從而達到更好的安全性。比如在戒備森嚴(yán)的保險柜中，有必要使用電子密碼鎖的復(fù)合信息碼，使其不被盜賊獲取。所以，為了讓電子密碼鎖可以拓展更多的功能，可以讓電子密鑰信息整合起來，使產(chǎn)品種類更加豐富，這樣可以讓用戶根據(jù)自己的需求選擇最適合自己的產(chǎn)品?？傮w設(shè)計方案論證2.1設(shè)計要求1.本設(shè)計要求在使用者輸入密碼的時候在LCD顯示屏幕上顯示*號，以便密碼不能被他人所截獲；2..解鎖電子密碼鎖的密碼必須是六位數(shù)的密碼；3.LCD顯示屏幕需要在密碼輸入正確，開鎖的時候顯示OPEN，密碼不正確時顯示ERROR，LCD顯示屏幕在使用者準(zhǔn)備輸入密碼時顯示INPUTPASSWORD；4.對使用者可以輸入密碼錯誤的次數(shù)進行限制，如果超過三次，電子密碼鎖鎖定，任何人不得再次輸入；5.為提高鎖具的安全性，應(yīng)具備報警功能，當(dāng)使用者輸入的密碼與存儲的密碼不同時，蜂鳴器響并且LED燈亮，實現(xiàn)報警；6.密碼鎖只可以輸入六位數(shù)密碼，可以隨時隨地修改密碼，但使用者必須連續(xù)對輸入的新的密碼確認(rèn)兩次，才可以完成重新設(shè)置密碼的操作，以防止錯誤操作；2.2方案選定方案一：采用數(shù)字電路控制。用74LS112雙JK觸發(fā)器組成的數(shù)據(jù)數(shù)列邏輯電路。配備有9個按鍵給客戶輸入，但只有4個是正確的密碼功能鍵，如果錯誤按鍵被客戶按下，數(shù)字鍵盤電源電路將自動清除，也就是密碼輸入系統(tǒng)被重置，客戶必須重新輸入密碼才可開鎖；如果客戶輸入登錄密碼的時間超過10秒，電路會發(fā)出報警，如果電路連續(xù)報警3次，電路將鎖定鍵盤2分鐘，使用者不得再進行任何操作。該電路由兩個關(guān)鍵部分組成：一個組合鎖定電路和備用電源（UPS）。其中配備UPS電源為防止密碼鎖電路因電源故障而失效，從而保護用戶不出現(xiàn)問題。。使用數(shù)字電路設(shè)計的方法的優(yōu)點就是設(shè)計簡單，但如果電路設(shè)計完成，系統(tǒng)軟件的成本偏高，鎖具所占用的空間也偏大，操作的準(zhǔn)確性大大降低，而且協(xié)調(diào)性差。因此，它不被使用。方案二：使用AT89C52微控制器的控制方案。微控制器是多功能電子密碼鎖的核心，它用來接收按鍵的輸入信號，并及時對顯示屏顯示、開鎖、報警等電路進行控制。微控制器的優(yōu)勢：種類繁多，各種型號都有其一定的應(yīng)用環(huán)境，可以合理選擇，以獲得最佳的性價比程序設(shè)計靈活、IO端口豐富、控制精確。由微控制器實現(xiàn)的功能需要微控制器具有快速的響應(yīng)時間，正確檢測輸入的密碼，并做出相應(yīng)的處理。因此，既要滿足多功能電子密碼鎖系統(tǒng)的設(shè)計，又要考慮到密碼鎖這一普通生活常用品的成本不宜太高。所以本次設(shè)計中使用AT89C52微控制器。2.3單片機總體架構(gòu)微控制器外接4*4輸入鍵盤用于密碼的輸入，外部連接AT24CO2芯片用于存儲密碼，連接LCD1602顯示器用于密碼鎖顯示功能。當(dāng)用戶需要打開鎖時，必須先按下鍵盤開鎖鍵之后，按鍵盤的數(shù)字鍵0-9輸入密碼。當(dāng)密碼輸入完成后按下確認(rèn)鍵，如果密碼輸入正確，則密碼鎖打開。如果輸入的密碼錯誤，就會顯示密碼輸入錯誤，用戶必須重新輸入密碼，當(dāng)輸入三次密碼錯誤則發(fā)出報警;當(dāng)用戶需要修改密碼時，必須先按下鍵盤設(shè)置鍵后，再輸入原來的密碼，只有當(dāng)輸入的原密碼正確后，用戶才能設(shè)置新的密碼。新密碼輸入正確后按下確認(rèn)鍵使新設(shè)置的密碼存儲到AT24C02存儲芯片中，用戶修改密碼成功。如圖2-1所示圖2-1密碼鎖系統(tǒng)設(shè)計原理圖設(shè)計使用了矩陣鍵盤用于輸入數(shù)字密碼和執(zhí)行不同的功能。矩陣鍵盤與微控制器相連接，用戶使用矩陣鍵盤輸入密碼，然后微控制器將用戶所輸入的密碼與用戶存儲在存儲芯片中的密碼進行比較，如果密碼輸入正確，微控制器控制引腳輸出低電平傳送到開鎖電路，如果密碼輸入錯誤，引腳便輸出高電平傳送至報警電路，從而完成解鎖或者報警。在實際使用時用繼電器的常開觸點去控制電磁鐵吸合線圈。如圖2-2所示。圖2-2系統(tǒng)原理框圖

硬件設(shè)計部分單片機最小系統(tǒng)3.1.1AT89C52概述AT89C52微控制器具備8KB的可重寫的程序存儲器和12B的隨機選擇存取信息數(shù)據(jù)顯示存儲器（RAM），兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令操作系統(tǒng)，配備了一個8位通用中央工作處理器（CPU）和一個閃存單元。AT89C52微控制器屬于AT89C52微控制器的就加強版，在引腳布局、硬件組成、操作特性和指令系統(tǒng)等方面與另一款微控制器80C52相兼容。AT89C52各個引腳布局如圖3-1所示。圖3-1AT89C52單片機引腳分布圖微控制器設(shè)計部分如下所示：（1）VCC:電源電壓（2）GND:接地線（3）XTAL1和XTAL2與晶振電路相連，XTAL1和XTAL2分別為輸入和輸出。（4）微控制器的P0.0至P0.7引腳與LCD1602的7至14引腳相連接，并在它們中間接入10K的排阻，以便進行數(shù)據(jù)的通信。LCD1602的4至6號引腳與微控制器的P2.5至P2.7引腳相連接，用于寄存器的選擇及讀寫功能操作的選擇。（5）RST引腳連接到復(fù)位電路。在晶振電路工作時,RST引腳持續(xù)2個機器周期高電平，這將會使微控制器重置。在看門狗計時工作完成后,RST引腳會輸出96個晶振周期的高電平。（6）P0口：此次設(shè)計中P0口與LCD1602的第7至14腳相連接，這是一條雙向的數(shù)據(jù)線。（7）P1口:在這個設(shè)計中，P1口連接到矩陣鍵盤的水平和垂直兩端，使用掃描原理來檢測具體哪一個按鍵被按下。（8）P2口:P2口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。在本次設(shè)計中P2.1接報警點，用來控制蜂鳴器。P2.5至P2.7接LCD1602的第4至6腳。（9）P3口:P3口是8位雙向I/O口，內(nèi)部有上拉電阻。此次設(shè)計中P3.4和P3.5與存儲器AT24C02的SCKSDA相連接，以進行讀寫操作。3.1.2晶振電路在微控制器的整個工作過程中，不同的指令必須要有一個特定的時間序列，這種時間序列也被稱為做時序，所以微控制器必須生成一個時鐘信號。時鐘信號通過連接一個振蕩電路到引腳XTAL1（引腳18）和XTAL2（引腳19）產(chǎn)生的。電容和晶振的選擇尤為關(guān)鍵，因為晶振的大小與微控制器的振蕩頻率有很大的關(guān)系，而振蕩器的穩(wěn)定性和工作速度取決于電容的大小。所以這次設(shè)計中，選擇的電容為22pF，晶振為12MHz，之所以選擇這個頻率的晶振是以便在微處理器與電子計算機進行串行通訊時，更好地設(shè)置波特率與電子計算機時鐘同步。為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力及穩(wěn)定性，在設(shè)計電路時，我們讓電容和晶振離芯片的距離越小越好?？紤]到電源會有諧波失真，在電源部分中，電源與地之間接一個0.1uF的電容，用了來解決這一問題，使微控制器平穩(wěn)運行。如圖3-2所示。圖3-2晶振電路3.1.3復(fù)位電路這個電路在微控制器設(shè)計中是一個關(guān)鍵部件。微控制器在啟動的時候在運行時，必須進行校準(zhǔn)，以確保所有系統(tǒng)軟件電源電路在運行過程中保持初始狀態(tài)，并確保一切從一開始就正常工作。當(dāng)微控制器的第九引腳RESET得到高電平，就會被復(fù)位。即接通電源就完成了對系統(tǒng)的初始化。如圖3-3所示。圖3-3復(fù)位電路3.1.4排阻電路由于AT89C52微控制器P0口內(nèi)部沒有上拉電阻，當(dāng)它作為通用I/O口使用時，對于其輸出驅(qū)動級為漏極開路，不能正常的輸出高低電平，因此必須在外部連接上拉電阻。一般我們選擇用一個阻值為10K的上拉電阻。如圖3-4所示。圖3-4排阻電路3.2AT24C02存儲芯片該芯片是一種含有256*8位存儲空間的低功耗CMOS型E2PROM，工作標(biāo)準(zhǔn)電壓寬（2.5～5.5V），擦除率大（10000次以上），加載速度更快（小于10ms），抗干擾性強，數(shù)據(jù)信息不易丟失，體積小等特點。另外，它占用資源和I/O線極少，適合可視化編程，非常適合實時存儲數(shù)據(jù)和信息。AT24C02中包含的片上地址寄存器。每當(dāng)加載或讀取數(shù)據(jù)庫查詢時，地址寄存器將自動加1，以允許讀取和寫入下一個數(shù)據(jù)存儲器。所有字節(jié)都以單個實際操作方法加載。在實際操作中，數(shù)據(jù)最多可以加載8個字節(jié)的數(shù)據(jù)信息，以減少總加載時間。本系統(tǒng)使用AT24CO2用來對設(shè)置的登錄密碼進行存儲，它的SCKSDA端接微處理器的TO和T1端，訪問微處理器之間的數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)；WP接低工頻，說明微處理器可以對機器設(shè)備進行所有正常的讀/寫實際操作。EO、E1、E2為機器設(shè)備詳細(xì)地址輸入端，均接低工頻，表示機器設(shè)備只尋址一個AT24C02。需要注意的是，SCLSDA必須加一個電阻與之相連，阻值為4.7K。客戶設(shè)置的登錄密碼存儲在AT24C02中。如果必須更改或加載客戶的登錄密碼，您只需更改或加載AT24CO2中的數(shù)據(jù)信息。如圖3-5所示。圖3-5AT24C02的電路接線圖3.3LCD1602電路采用LCD1602作為演示控制模塊使用。液晶屏作為微處理器系統(tǒng)軟件中的外接設(shè)備，具有質(zhì)量高、數(shù)字顯示插座、體積小、重量輕、功能損耗低等諸多優(yōu)點。只有當(dāng)矩陣鍵盤上的開啟按鈕被用戶按下時，LCD屏幕才會開啟。同樣地，只有當(dāng)客戶按下關(guān)閉按鈕時，液晶顯示屏才會關(guān)閉，否則顯示屏將保持原來的狀態(tài)。如果用戶需要開鎖，在按下矩陣鍵盤上的開鎖按鍵后，使用鍵盤上的0-9輸入密碼，用戶每按下一個數(shù)字鍵后，LCD顯示器上便會顯示一個*，輸入多少位數(shù)便會顯示多少個*。當(dāng)用戶完成密碼輸入后，按下確認(rèn)鍵，如果輸入的密碼正確的話，液晶屏顯示“RIGHT”，電子密碼鎖打開。如果密碼不正確，LCD顯示屏顯示“ERROR”,電子密碼鎖不能被打開。用戶可以通過LCD顯示屏清楚的判斷出電子密碼鎖所處的狀態(tài)。LCD1602液晶顯示模塊連接電路如圖3-6所示。圖3-6LCD1602與AT89C52電路連接其中，LCD1602的7至14引腳與微控制器的P0.0至P0.7引腳相連接，這是由于AT89C52微控制器的P0口沒有上拉電阻，所以在它們中間接入10K的排阻，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的通訊傳輸。LCD1602的4至6引腳與微控制器的P2.5至P2.7引腳相連接，進行寄存器的選擇和讀寫功能。3.44×4矩陣鍵盤在此次設(shè)計中，由于使用的功能鍵較多，考慮到鍵盤與微控制器接口時所占用的I/O線的數(shù)量也會較多，為減少所使用的I/O的數(shù)量，采用行列式鍵盤。掃描基本原理：每個按鍵分為橫向和縱向兩側(cè)連接。例如，掃描碼是從垂直端輸入的，這就意味著從該行獲得的掃描碼與讀取的掃描碼是同一位的，而讀入掃描碼的則是水平，掃描的操作是先輸入掃描碼，再去讀取輸入的值，經(jīng)過比較之后就可知道是按下了哪個鍵。如圖3-7所示圖3-74×4矩陣鍵盤電路圖3.5聲音提示模塊本設(shè)計采用有源蜂鳴器，蜂鳴器的驅(qū)動電路由三個元素構(gòu)成：三極管、蜂鳴器和限流電阻。但是想要蜂鳴器發(fā)聲微控制器，因此為此采用了NPN三極管。微控制器的P21端口與三極管的基極相連。電路圖如圖3-8所示。圖3-8聲音提示電路3.6繼電器模塊在這個系統(tǒng)中，繼電器被用來模擬密碼鎖的打開和關(guān)閉。一個電磁繼電器一般由鐵芯、電磁線圈、電樞、簧片觸點等組成。想要產(chǎn)生電磁效應(yīng)，只能讓電磁線圈的兩端附加上電壓，進而一定量的電流便會從線圈中流過，產(chǎn)生電磁效應(yīng)，電樞的電磁吸引，使電樞克服了彈簧的拉力，從而帶動吸力電樞的動觸點和靜觸點（常開觸點）。當(dāng)線圈斷電時，電磁吸力也隨之消失，電樞在彈簧的作用下回到了初始位置。這就是吸合和松開的過程，以達到導(dǎo)通和斷開電路的目的。電路如圖3-9。圖3-9繼電器模擬電路電路中繼電器通過PNP型三極管驅(qū)動，必須有大量的電流通過才能使繼電器吸合，采用三極管來控制繼電器工作。圖中所示的電阻作為一個電流限制器。此設(shè)計選用1kΩ電阻。正確輸入登陸密碼后，微控制器會由高電平跳變成低電平，三極管導(dǎo)通，繼電器吸合，同時綠色LED燈點亮，表示密碼鎖已經(jīng)成功解鎖，繼電器起開關(guān)作用，用于驅(qū)動負(fù)載。

軟件設(shè)計部分4.1軟件平臺簡介用于微控制器的KeilC51C編譯器是世界上最流行的編譯器。它提供了比當(dāng)今任何其他編譯器更多的功能。C51編譯器允許你用C語言編寫微控制器應(yīng)用程序，一旦編譯完成，就具有匯編語言的效率和速度。C51編譯器中的語言擴展使你可以完整訪問微控制器的所有資源。C51編譯器將C源文件翻譯成可重定位的對象模塊，其中包含完整的符號信息，以便用調(diào)試器或在線仿真器進行調(diào)試。4.2主程序設(shè)計本系統(tǒng)軟件設(shè)計由主程序、初始化程序、LCD1602顯示程序、鍵盤掃描程序、鍵功能程序、密碼設(shè)置程序、EEPROM讀寫程序和延時程序等組成。開啟系統(tǒng)后，程序?qū)㈤_始執(zhí)行初始化子程序。初始化就是對將要用到AT89C52微控制器內(nèi)部元件進行初始化工作狀態(tài)設(shè)定。初始密碼為：000000，輸入完成后，點擊“確認(rèn)”鍵，LCD顯示開鎖成功，繼電器將被接通，綠色LED燈點亮。如果初始密碼不對，或者忘記密碼，輸入管理員密碼：131420，LCD顯示initpassword，提示音響后，系統(tǒng)會自動將初始密碼設(shè)為000000，此時輸入000000按下“確認(rèn)”，即可開鎖；在輸入密碼過程中，輸入的密碼錯誤，可通過按下“清除”鍵來刪除輸入錯誤的密碼，重新輸入；設(shè)置好新的密碼后，點擊“關(guān)鎖”按鈕，密碼鎖將被關(guān)閉，此時必須輸入新密碼才可以開鎖；即使關(guān)閉電源，仿真關(guān)閉重啟，AT24C02存儲的數(shù)據(jù)都不會丟失；如果密碼輸入錯誤，LCD將會顯示“error”，并且蜂鳴器鳴3s。如果連續(xù)三次輸入的密碼錯誤，蜂鳴器就會長時間蜂鳴，并且鍵盤被鎖住，不得繼續(xù)操作。主程序設(shè)計流程圖如下圖4-1所示。圖4-1主程序設(shè)計流程圖4.3鍵盤掃描程序由于這種按鍵是機械式的開關(guān)，當(dāng)按鍵被按下時，按鍵會震動一小段時間，然后穩(wěn)定下來。必須在檢測到有按鍵被使用者按下時，就延遲一小段時間，使鍵盤達到穩(wěn)定狀態(tài)，這是為了防止微控制器將使用者的一次操作而錯誤判斷為多次輸入操作。再鍵盤穩(wěn)定下來后，再去判斷使用者所按下的按鍵，就可以讓鍵盤的輸入穩(wěn)定又準(zhǔn)確。如圖4-2所示。圖4-24×4矩陣鍵盤程序流程圖4.4密碼設(shè)置程序只有在密碼鎖處于“Open”狀態(tài)下，才可以有效的重置密碼。輸入密碼，在密碼鎖打開后，再次輸入密碼，按下“確認(rèn)”鍵后，LCD顯示“SetNewWordEnable”，此時進入重設(shè)密碼狀態(tài)。輸入六位新的密碼后，點擊“重設(shè)”鍵，LCD顯示“inputagain”提示用戶再次輸入新密碼，輸入完成后，再次點擊“重設(shè)”鍵，LCD顯示“ResetPasswordOK”，新的密碼被寫入AT24C02，重新設(shè)置完成。在重設(shè)密碼過程中，如果舊密碼輸入錯誤，系統(tǒng)會記錄錯誤次數(shù)加1，繼續(xù)輸入舊密碼，如果錯誤次數(shù)大于三，則蜂鳴器長鳴，報警。設(shè)置完新的密碼后，點擊“關(guān)鎖”按鈕，密碼鎖關(guān)閉，此時輸入新密碼才可以開鎖；即使關(guān)閉電源，仿真關(guān)閉重啟，AT24C02存儲的數(shù)據(jù)都不會丟失。密碼重設(shè)邏輯如下圖4-3所示。圖4-3密碼重設(shè)流程圖4.5開鎖子程序流程圖當(dāng)開鎖的時候，輸入密碼后按下確認(rèn)按鈕，如果密碼輸入正確，鎖就會打開（仿真中用繼電器代替鎖，綠色LE燈會亮起）。如果密碼輸入錯誤，LCD屏幕將會顯示“error”，并且蜂鳴器鳴3s。如果連續(xù)三次輸入的密碼不正確，蜂鳴器長鳴，并且鍵盤被鎖住，無法繼續(xù)操作。開鎖邏輯如圖4-4所示。圖4-4開鎖設(shè)計流程圖

仿真結(jié)果分析首先創(chuàng)建好文件后在元器件庫里提取用到的元器件，本次仿真用到的元器件見下表5-1。表5-1元器件對應(yīng)名稱表元器件Proteus中對應(yīng)名稱晶振CRYSTAL電容CAP電解電容CAP-ELEC按鍵BUTTON綠色LEDLED-GREEN微控制器AT89C52三極管NPN/PNP液晶模塊LM016L繼電器G2RL-14B-CF-DC5電阻RES排阻RESPACK-8蜂鳴器SOUNDERLCD顯示初始密碼輸入界面如圖5-1所示。圖5-1LCD初始界面輸入初始密碼6個0后，LCD點亮，如圖5-2所示。圖5-2輸入密碼后狀態(tài)點擊“確認(rèn)”鍵，LCD顯示Open，密碼鎖打開，繼電器動作，綠色LED燈點亮，開鎖成功狀態(tài)如圖5-3所示。圖5-3密碼鎖開鎖成功狀態(tài)重設(shè)密碼的全過程為：在密碼鎖已經(jīng)開鎖成功的狀態(tài)下，也就是LCD顯示Open的時候，再次輸入6位舊的登錄密碼，點擊“確認(rèn)”按鈕，此時LCD顯示為SetNewWordEnable，開始重新設(shè)置開鎖密碼，如圖5-4所示。圖5-4系統(tǒng)進入重設(shè)密碼狀態(tài)此時，輸入6位新密碼，如666666，點擊“重設(shè)”按鈕，LCD顯示變?yōu)椤癷nputagain”,如圖5-5所示：圖5-5再次輸入重設(shè)的密碼再次輸入6位新的開鎖密碼666666，點擊“重設(shè)”按鈕，此時密碼重新設(shè)置成功過，LCD顯示“ResetPasswordOK”，新的開鎖密碼被加載入AT24C02存儲芯片。即使仿真完成，或微控制器校準(zhǔn)完畢，AT24C02存儲的開鎖密碼也不會輕易丟失。重新設(shè)置成功如圖5-6所示。圖5-6密碼重設(shè)成功此時密碼鎖一直處于打開狀態(tài)（即綠色LED燈亮起）。如果忘記密碼，可輸入管理員密碼：131420，點擊“確認(rèn)”鍵后，LCD顯示“InitPassword”，密碼鎖開鎖密碼被重置為：000000。如圖5-7所示。圖5-7重置密碼鎖在輸入開鎖密碼的整個過程中，都會產(chǎn)生提示音。一聲提示音，表示已經(jīng)完成一個按鍵的輸入過程；兩聲提示音，表示已經(jīng)成功開鎖或者開鎖密碼已被重新設(shè)置成功；三聲提示音，表示用戶輸入的密碼錯誤。如果用戶輸入的密碼與存儲芯片中的密碼不一致，LCD便會顯示“error”，如圖5-8所示。若密碼輸入錯誤3次，鍵盤將會被鎖定，不得再次進行輸入操作，同時蜂鳴器長鳴報警。圖5-8操作錯誤LCD顯示用戶開鎖成功后，可以點擊“關(guān)鎖”按鈕，以此來模擬電子密碼鎖的關(guān)鎖，此時繼電器失電，綠色LED燈熄滅，LCD重新顯示密碼輸入界面，如圖5-9所示。圖5-9關(guān)鎖成功LED燈熄滅

結(jié)論本設(shè)計優(yōu)先考慮了性價比，采用微控制器AT89C52作為主板芯片和數(shù)據(jù)信息存儲模塊，集成了外接數(shù)字鍵盤、顯示、報警、門開鎖等電路，并用C語言的管理程序，設(shè)計了一種智能密碼鎖，包含了狀態(tài)顯示、報警等功能，相比于傳統(tǒng)鎖具，安全性能大大提高。軟件硬件設(shè)計簡單，易于開發(fā)，成本較低，安全可靠，實際操作方便是基于微控制器的多功能電子密碼鎖的優(yōu)點。它可以應(yīng)用在日常生活及辦公文件柜、金屬文件柜等需要提高安全性的區(qū)域。本次電路設(shè)計還具有按鍵有效提示，輸入錯誤提示，控制開鎖電路，控制報警電路，修改密碼等多種功能。因為它具有可以隨時隨地修改密碼的特點，所以即使發(fā)生密碼遺忘或者被他人知曉的情況，用戶也大可不必?fù)?dān)心。更能體現(xiàn)出他的安全性強，協(xié)調(diào)能力強，特別適用于家庭、公司辦公室、學(xué)生公寓及酒店等場所。

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