|
真正的適用的電子密碼鎖
摘自張志良編著《80C51單片機(jī)實(shí)用教程—基于Keil c和Proteus》
由單片機(jī)控制的電子密碼鎖是一種智能化的電子產(chǎn)品，近年來得到較多應(yīng)用。
⒈ 電路設(shè)計(jì)
電子密碼鎖電路如圖8-27所示，該電路具有EPROM存儲(chǔ)開鎖密碼、LCD顯示、4×4矩陣鍵盤輸入和聲光報(bào)警功能。 ⑴ 右半部分為4×4矩陣式鍵盤電路，與圖8-26電路相同。其中，K0～K9為密碼數(shù)字鍵，其余6鍵為功能鍵：K10為開鎖鍵Open，K11為確認(rèn)鍵Enter，K12為設(shè)置鍵Set，K13為閉鎖鍵Close，K14為復(fù)位鍵Reset，K10為清除鍵Clear。
⑵ 左上部分為LED燈狀態(tài)顯示電路，VD0為閉鎖燈，VD1為開鎖燈，VD2為報(bào)警燈，分別由P2.3、P2.2、P2.1控制，開鎖燈VD1模擬開鎖機(jī)械動(dòng)作。
⑶ 左中部分為LCD1602顯示屏電路，與圖8-10電路相同（控制端改為P2.5～P2.7）。
⑷ 左下部分為串行EPROM AT24C02存儲(chǔ)開鎖密碼電路，與圖7-28b電路相同（數(shù)據(jù)線和時(shí)鐘線分別為P3.6、P3.7）。
⑸ 蜂鳴器（警報(bào)發(fā)聲）接80C51P2.0。
⒉ 功能設(shè)計(jì)
⑴ 開機(jī)。閉鎖燈VD0亮（紅），表示閉鎖；其余燈滅。
⑵ 開鎖。
① 按開鎖鍵Open（鍵編號(hào)10），發(fā)按鍵嘟聲，LCD1602第1行顯示：inputpassword（輸入密碼）。
② 鍵入8位密碼，1602第2行依次顯示鍵入的8位隱形密碼：********。每鍵入一位密碼數(shù)字，發(fā)一次按鍵嘟聲。
③ 8位密碼輸入完畢，按確認(rèn)鍵Enter（鍵編號(hào)11）后，系統(tǒng)核對(duì)密碼。
④ 若密碼正確，1602第1行顯示：password ok！（密碼正確通過），閉鎖燈VD0滅（紅），開鎖燈VD1亮（綠），表示已開鎖。
⑤ 若鍵入密碼中途發(fā)現(xiàn)鍵入有誤，可按清除鍵Clear（鍵編號(hào)15）。按一次Clear鍵，已鍵入的隱形密碼“*”退一格。
⑥ 若鍵入8位密碼有誤，1602第1行顯示：error，try again（錯(cuò)，再輸入一次），允許用戶輸錯(cuò)3次（有error1、error2、error3提示）。
⑦ 若連續(xù)4次輸入錯(cuò)誤，1602第1行顯示：inputfail!（輸入失敗），并發(fā)出警車聲，報(bào)警燈VD2（黃）閃爍，中間不能打斷。
⑧ 開鎖操作有時(shí)限，從按下開鎖鍵后，60秒內(nèi)未鍵入正確密碼，聲光報(bào)警。
⑨ 警車聲停后，仍可正常操作（為便于驗(yàn)證操作演示，警車聲頻率升降循環(huán)3次，實(shí)用時(shí)可大大延長(zhǎng)警車聲時(shí)間，用作鎖定功能）。
⑶ 設(shè)置。
本例初始密碼為12345678，由生產(chǎn)廠商在出廠前錄入串行EPROM AT24C02，用戶使用時(shí)，可設(shè)置新的密碼；或者用戶需要修改原用密碼，前提是先用原有效密碼打開密碼鎖。
① 按設(shè)置鍵Set（鍵編號(hào)12），1602第1行顯示：input password（輸入密碼）。
② 先按開鎖操作步驟和過程鍵入8位有效密碼，密碼驗(yàn)證正確后，1602第1行顯示：password ok！（密碼正確通過），第2行顯示：set new password（設(shè)置新密碼）。
③ 若不能鍵入原有效密碼，則不能進(jìn)入設(shè)置程序。并在第4次輸入錯(cuò)誤后，聲光報(bào)警。
④ 系統(tǒng)提示設(shè)置新密碼后，鍵入8位新密碼，1602第2行依次顯示鍵入的8位隱形密碼：********。操作步驟和功能同開鎖過程。
⑤ 按Enter鍵后，1602第1行顯示：input again（再輸入一遍）。
⑥ 再次輸入第一次鍵入的8位新密碼，按Enter鍵后，若二次密碼相同，1602第1行顯示：new password ok!（新密碼設(shè)置完成）。
⑦ 若二次密碼不相同，1602第1行顯示：error，try again（錯(cuò)，再輸入一次），允許用戶輸錯(cuò)2次（有error1、error2提示）。若第3次輸入錯(cuò)誤，1602第1行顯示：input fail!（輸入失敗）。
⑧ 設(shè)置操作有時(shí)限，從按下設(shè)置鍵后，60秒內(nèi)未鍵入正確密碼，聲光報(bào)警。
⑷ 復(fù)位。用于用戶忘記密碼，無法開鎖時(shí)，由生產(chǎn)廠商高級(jí)維修人員將密碼鎖初始化。因此，復(fù)位操作的功能需要保密和隱蔽，并不對(duì)用戶和無關(guān)人員公開，以防被非法利用。
① 按復(fù)位鍵Reset（鍵編號(hào)14），1602及LED燈均無反應(yīng)（對(duì)無關(guān)人員表示Reset鍵無作用），但若按下復(fù)位鍵后10秒內(nèi)，不能進(jìn)行正確的第二步操作，立刻聲光報(bào)警。
② 正確的第二步操作是在10秒內(nèi)，按下清除鍵Clear（鍵編號(hào)15）。
③ 正確的第三步操作是鍵入8位復(fù)位密碼（81815151）。若依次鍵入密碼中，有一位出錯(cuò)，1602第1行立刻顯示：error，并聲光報(bào)警。出錯(cuò)后，須再次按復(fù)位鍵Reset，才能重新進(jìn)入復(fù)位操作。
④ 正確鍵入8位復(fù)位密碼后，開鎖燈VD1亮（綠），1602第1行顯示：reset ok!（復(fù)位成功），第2行顯示：12345678（初始密碼）。
⑤ 復(fù)位操作進(jìn)入第三步操作后，仍有時(shí)限要求，若30秒內(nèi)未正確鍵入8位復(fù)位密碼，聲光報(bào)警。
⑸ 關(guān)閉。用于上述幾種操作完成后退出。
按閉鎖鍵Close（鍵編號(hào)13），停顯示、停嘟聲、滅燈。但在進(jìn)入上述4種鍵操作程序或報(bào)警過程中，按閉鎖鍵無效，需待程序和報(bào)警執(zhí)行完畢，才有效。
⒊ 程序設(shè)計(jì)
⑴ 程序流程圖
密碼鎖程序流程圖如圖8-28所示。
⑵ C51程序
C51程序見張志良編著《80C51單片機(jī)實(shí)用教程—基于Keil c和Proteus》（高等教育出版社ISBN 978-7-04-044532-9）P.332。
程序條例清晰，每條語句均有注釋，真實(shí)可靠可信可行，便于閱讀理解。
涉及程序如下：
void STAT ( ); //啟動(dòng)信號(hào)子函數(shù)STAT，見7.4.2節(jié)
void STOP ( ); //終止信號(hào)子函數(shù)STOP，見7.4.2節(jié)
void ACK ( ); //發(fā)送應(yīng)答A子函數(shù)ACK，見7.4.2節(jié)
void NACK ( ); //發(fā)送應(yīng)答 子函數(shù)NACK，見 7.4.2節(jié)
bit CACK ( ); //檢查應(yīng)答子函數(shù)CACK，見7.4.2節(jié)
void WR1B ( ); //寫一字節(jié)子函數(shù)WR1B，形參x：發(fā)送數(shù)據(jù)，見7.4.2節(jié)
unsigned char RD1B ( ); //讀一字節(jié)子函數(shù)RD1B，返回值：接收數(shù)據(jù)，見7.4.2節(jié)
void WRNB ( ); //寫AT24Cxx n字節(jié)子函數(shù)，見7.4.3節(jié)
void RDNB ( ); //讀AT24Cxx n字節(jié)子函數(shù)，見7.4.3節(jié)
void in1602 (unsigned char x); //并行數(shù)據(jù)輸入1602子函數(shù)，形參：輸入數(shù)據(jù)x，見例8-7
void init1602 ( ); //1602初始化設(shè)置子函數(shù)，見例8-7
void wr1602(unsigned char d[],a); //寫1602子函數(shù)，形參：寫入數(shù)組d[]，地址a，見例8-7
unsignedchar k_scan ( ); //鍵掃描子函數(shù)，返回值：閉合鍵序號(hào)，見例8-11
void input ( ); //鍵入密碼子函數(shù)
void alm ( ); //警報(bào)子函數(shù)
void open (); //開鎖子函數(shù)
void set ( ); //設(shè)置子函數(shù)
void clos ( ); //閉鎖子函數(shù)
void reset ( ); //復(fù)位子函數(shù)
void main ( ); //主函數(shù)
void t1 ( ) interrupt 3 { } //T1中斷函數(shù)（50ms定時(shí)中斷）
void int0 ( ) interrupt 0{ } //外中斷0中斷函數(shù)（鍵閉合中斷）
void t0 ( ) interrupt 1 { } //T0中斷函數(shù)（警報(bào)聲中斷）
⒋Proteus仿真
⑴ 按實(shí)驗(yàn)1所述Proteus仿真步驟，打開Proteus軟件，按表8-17選擇和放置元器件，并連接線路，畫出Proteus仿真電路如圖8-39所示。
⑵ 左鍵雙擊Proteus ISIS仿真電路中AT89C51，裝入Keil調(diào)試后自動(dòng)生成的Hex文件。
⑶ 按8.3.3節(jié)電子密碼鎖功能設(shè)計(jì)要求，可逐條驗(yàn)證開鎖、設(shè)置、復(fù)位、閉鎖、顯示、嘟聲、亮燈、出錯(cuò)和超時(shí)報(bào)警等功能，此處不再重復(fù)。
需要說明的是，本例初始密碼為12345678，已錄入電子密碼鎖仿真DSN文件隨帶的AT24C02片內(nèi)ERROM 50H中，打開AT24C02片內(nèi)Memory（左鍵單擊暫停按鈕“ ”，然后左鍵單擊主菜單“Debug”→“I2C Memory Internal Memory –U3”），可看到該AT24C02片內(nèi)Memory 0x50~0x57區(qū)域已存有該初始密碼：01、02、03、04、05、06、07、08。設(shè)置新的密碼后，可再次打開AT24C02片內(nèi)Memory，查看寫入AT24C02的新密碼。但是，關(guān)閉Proteus軟件時(shí)，并不能一并將新密碼留存，必須左鍵單擊主菜單“File”→“Save Design”保存，才能實(shí)際保存新密碼。這樣，下次啟動(dòng)Proteus軟件，打開電子密碼鎖仿真DSN文件，隨帶的AT24C02片內(nèi)ERROM 50H中，就是新密碼了，否則還是原密碼。
⑷ 終止程序運(yùn)行，可按停止按鈕。
讀者可先下載Proteus ISIS仿真電路DSN文件和驅(qū)動(dòng)程序Hex文件，在電腦上仿真驗(yàn)證，確認(rèn)有效后，再購買《80C51單片機(jī)實(shí)用教程—基于Keil c和Proteus》，查看程序。
歡迎質(zhì)詢，張志良Email：zzlls@126.com，有信必復(fù)。
| 
