基于51单片机的简易电子密码锁毕业设计课程设计.doc

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：

1 2 3 A
4 5 6 B
7 8 9 C
* 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

4、
5、
6、 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）。
7、 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。
8、 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

AT89S52
显示模块
键盘输入模块

报警电路
复位电路

开锁电路
密码存储模块

2、主程序设计流程图
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
出错报警
N N Y
设新密码

返回

3、键功能程序流程图。

键功能程序
键值=0~9？
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

Y

N
Y

N
Y

N
Y

N

4、开锁程序流程图

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

5.电子密码锁原理图

程序（c语言）
#include <REG51.h>
#include<intrins.h>
#define LCM_Data P0
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
#define w 6 //定义密码位数
sbit lcd1602_rs=P2^5;
sbit lcd1602_rw=P2^6;
sbit lcd1602_en=P2^7;
sbit Scl=P3^4; //24C02串行时钟
sbit Sda=P3^5; //24C02串行数据
sbit ALAM = P2^1; //报警
sbit KEY = P2^0; //开锁
sbit open_led=P2^2; //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; //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 "};
unsigned char code LockOpen[] = {" open "}; //OPEN
unsigned char code SetNew[] = {"SetNewWordEnable"};
unsigned char code Input[] = {"input: "}; //INPUT
unsigned char code ResetOK[] = {"ResetPasswordOK "};
unsigned char code initword[] = {"Init password..."};
unsigned char code Er_try[] = {"error,try again!"};
unsigned char code again[] = {"input again "};
unsigned char InputData[6]; //输入密码暂存区unsigned char CurrentPassword[6]={1,3,1,4,2,0}; //当前密码值
unsigned char TempPassword[6];
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 initpassword[6]={0,0,0,0,0,0};
//=====================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;i<125;i++)
{;}
}
}
void Nop(void) //空操作
{
_nop_();
_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 Data)
{
uchar BitCounter=8;
uchar temp;
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*/
uchar Read(void)
{
uchar temp=0;
uchar temp1=0;
uchar BitCounter=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);
}
void WrToROM(uchar Data[],uchar Address,uchar Num)
{
uchar i;
uchar *PData;
PData=Data;
for(i=0;i<Num;i++)
{
Start();
Send(0xa0);
Ack();
Send(Address+i);
Ack();
Send(*(PData+i));
Ack();
Stop();
mDelay(20);
}
}
void RdFromROM(uchar Data[],uchar Address,uchar Num)
{
uchar i;
uchar *PData;
PData=Data;
for(i=0;i<Num;i++)
{
Start();
Send(0xa0);
Ack();
Send(Address+i);
Ack();
Start();
Send(0xa1);
Ack();
*(PData+i)=Read();
Scl=0;
NoAck();
Stop();
}
}
//=======================================LCD1602=============================//#define yi 0x80 //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）
#define er 0x80+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----------------------
void delay(uint xms)//延时函数，有参函数
{
uint x,y;
for(x=xms;x>0;x--)
for(y=110;y>0;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
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=========================
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 (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===============================
unsigned char keynum(void)
{
unsigned char row,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
{
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();
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,'*');
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;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]);
}
}
}
}
void DisplayInput(void)
{
unsigned char i;
if(CorrectCont==1)
{
//DisplayListChar(0,0,Input);
write_1602com(er);
for(i=0;i
<16;i++)
{
write_1602dat(Input[i]);
}
}
}
//========================重置密码==================================================
//==================================================================================
void ResetPassword(void)
{
unsigned char i;
unsigned char j;
if(pass==0)
{
pass=0;
DisplayChar();
ThreeAlam();
}
else
{
if(ReInputEn==1)
{
if(N==6)
{
ReInputCont++;
if(ReInputCont==2)
{
for(i=0;i<6;)
{

if(TempPassword[i]==InputData[i]) //将两次输入的新密码作对比
i++;
else
{
//DisplayListChar(0,1,Error);
write_1602com(er);
for(j=0;j<16;j++)
{
write_1602dat(Error[j]);
}
ThreeAlam(); //错误提示
pass=0;
ReInputEn=0; //关闭重置功能，
ReInputCont=0;
DisplayChar();
break;
}
}
if(i==6)
{
//DisplayListChar(0,1,ResetOK);
write_1602com(er);
for(j=0;j<16;j++)
{
write_1602dat(ResetOK[j]);
}

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;
}
else
{
OneAlam();

//DisplayListChar(0, 1, again); //显示再次输入一次
write_1602com(er);
for(j=0;j<16;j++)
{
write_1602dat(again[j]);
}
for(i=0;i<6;i++)
{
TempPassword[i]=InputData[i]; //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;j<16;j++)
{
write_1602dat(start_line[j]);
}
TwoAlam(); //提示音
for(i=0;i<6;i++)
{
InputData[i]=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 char 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;i<6;)
{
if(CurrentPassword[i]==InputData[i])
{
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;i<16;i++)
{
write_1602dat(Error[i]);
}
do
Alam_KeyUnable();
while(1);
}
else
{
TR0=1; //开启定时
key_disable=1; //锁定键盘
pass=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;j<16;j++)
{
write_1602dat(LockOpen[j]);
}
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;j<6;j++) //将输入清除
{
InputData[i]=0;
}
}
else //当两次正确输入时，开启重置密码功能
{
//DisplayListChar(0,1,SetNew);
write_1602com(er);
for(j=0;j<16;j++)
{
write_1602dat(SetNew[j]);
}
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((InputData[0]==1)&&(InputData[1]==3)&&(InputData[2]==1)&&(InputData[3]==4)&&(InputData[4]==2)&&(InputData[5]==0))
{
WrToROM(initpassword,0,6); //强制将初始密码写入24C02存储
//DisplayListChar(0,1,initword); //显示初始化密码
write_1602com(er);
for(j=0;j<16;j++)
{
write_1602dat(initword[j]);
}
TwoAlam();
Delay400Ms();
TwoAlam();
N=0;
}
else
{
//DisplayListChar(0,1,Error);
write_1602com(er);
for(j=0;j<16;j++)
{
write_1602dat(Error[j]);
}
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_try