基于STC单片机的电子密码锁AT24C02储存密码

bcwx · 发表于 2023-1-3 19:25:27

此密码锁采用的是数电知识，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10秒（一般情况下，用户不会超过10秒，若用户觉得不便，还可以修改）电路将报警20秒，若电路连续报警三次，电路将锁定键盘2分钟，防止他人的非法操作。采用数字电路设计的方案好处就是设计简单但控制的准确性和灵活性差。现如今可编程控制器发展迅速，密码锁多变并加稳定，可以选用单片机作为本设计的核心元件，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，实现基本的密码锁功能。在单片机的外围电路外接输入键盘用于密码的输入和一些功能的控制，外接LCD1602显示器用于显示作用

1、任务要求

本次课设计与实现一个电子密码锁设计，作品具有如下功能：

（1）本设计为了防止密码被窃取要求在输入密码时在LCD屏幕上显示*号。

（2）设计开锁密码位六位密码的电子密码锁。

（3）能够LCD显示在密码正确时显示OPEN，密码错误时显示ERROR。

（4）实现输入密码错误超过限定的三次电子密码锁定。

（5） 4×4的矩阵键盘其中包括0-9的数字键和A-D的功能键和*、#按键。

（6）本产品具备报警功能，当输入密码错误时蜂鸣器响提示。

（7）密码可以由用户自己修改设定（只支持6位密码），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。

（8）输入正确的密码继电器闭合，可以随意驱动负载。

2、课题完成过程需要使用如下技术实现

（1）使用 DXP 软件设计硬件电路技术；

（2） Keil 软件编写程序技术；

（3） Proteus 软件实现软件仿真技术。

3、提交毕业设计成果

（1）基于 STC89C52 单片机的电子密码锁作品设计成果说明书；

（2）基于 STC89C52 单片机的电子密码锁设计的作品。

一、按键说明：

排列方式：

AB暂时没有定义，C是删除键，如果输错了可以按下C键删除，*号是取消当前操作，#号是确认键，D键是用来修改密码的

二、使用说明

1．开启电源之后LCd液晶会显示Pass Word，提示用户输入六位数正确密码，密码输入正确后按下#号键，锁就打开了，LCD液晶显示OPEN。

2.修改密码：在开锁状态，再次输入正确的密码按下#键，此时听到两声提示，这个时候输入新的六位密码并按下D，就会听见蜂鸣器两声提示音，表示重设密码成功，内部就会保存新密码，再输入以前的密码就没用了。

3.当输入正确密码之后，可以按*键复位键，就可以关锁退出。

4.如果密码输入错误三次之后，就会报警并且锁定键盘，这个时候只有按下复位键或者重启电源才可以退出报警。

5.如果忘记密码可以输入131420进行初始化，初始化完成后此时开锁密码就是000000.

//包含头文件
#include <REG51.h>
#include<intrins.h>
//宏定义
#define LCM_Data P0 //将P0口定义为LCM_Data
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
//1602的控制脚
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 = P3^6; //开锁
bit pass=0; //密码正确标志
bit ReInputEn=0; //重置输入允许标志
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); //声明延时函数
unsigned char code a[]={0xFE,0xFD,0xFB,0xF7}; //控盘扫描控制表
//液晶显示数据数组
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]={0,0,0,0,0,0}; //读取EEPROM密码暂存数组
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}; //输入管理员密码后将密码初始为000000
unsigned char code adminpassword[6]={1,3,1,4,2,0}; //输入管理员密码后将密码初始为000000
//=====================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_(); //仅作延时用一条语句大约1us
_nop_();
_nop_();
_nop_();
}
/*****24c02程序参照24c02时序图*****/
/*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; //将待发送数据暂存temp
Scl=0;
Nop();
if((temp&0x80)==0x80) //将读到的数据&0x80
Sda=1;
else
Sda=0;
Scl=1;
temp=Data<<1; //数据左移
Data=temp; //数据左移后重新赋值Data
BitCounter--; //该变量减到0时，数据也就传送完成了
}
while(BitCounter); //判断是否传送完成
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) //数据位是否为1
temp=temp|0x01; //为1 temp的最低位为1（|0x01，就是将最低位变为1）
else //如果为0
temp=temp&0xfe; //temp最低位为0（&0xfe（11111110）最低位就是0）
if(BitCounter-1) //BitCounter减1后是否为真
{
temp1=temp<<1; //temp左移
temp=temp1;
}
BitCounter--; //BitCounter减到0时，数据就接收完了
}
while(BitCounter); //判断是否接收完成
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---------------------------
void 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-----------------------------
void 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 (0x11): k=1;break;
case (0x21): k=2;break;
case (0x41): k=3;break;
case (0x81): k='A';break;
case (0x12): k=4;break;
case (0x22): k=5;break;
case (0x42): k=6;break;
case (0x82): k='B';break;
case (0x14): k=7;break;
case (0x24): k=8;break;
case (0x44): k=9;break;
case (0x84): k='C';break;
case (0x18): k='*';break;
case (0x28): k=0;break;
case (0x48): k='#';break;
case (0x88): 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;
}
//=======================显示提示输入=========================
void DisplayChar(void)
{
unsigned char i;
if(pass==1)
{
//DisplayListChar(0,1,LockOpen);
write_1602com(er); //在二行开始显示
for(i=0;i<16;i++)
{
write_1602dat(LockOpen[i]); //显示open 开锁成功
}
}
else
{
if(N==0)
{
//DisplayListChar(0,1,Error);
write_1602com(er);
for(i=0;i<16;i++)
{
write_1602dat(Error[i]); //显示错误
}
}
else
{
//DisplayListChar(0,1,start_line);
write_1602com(er);
for(i=0;i<16;i++)
{
write_1602dat(start_line[i]);//显示开始输入
}
}
}
}
//========================重置密码==================================================
//==================================================================================
void ResetPassword(void)
{
unsigned char i;
unsigned char j;
if(pass==0)
{
pass=0;
DisplayChar(); //显示错误
ThreeAlam(); //没开锁时按下重置密码报警3声
}
else //开锁状态下才能进行密码重置程序
{
if(ReInputEn==1) //开锁状态下，ReInputEn置1，重置密码允许
{
if(N==6) //输入6位密码
{
ReInputCont++; //密码次数计数
if(ReInputCont==2) //输入两次密码
{
for(i=0;i<6;)
{
if(TempPassword[i]==InputData[i]) //将两次输入的新密码作对比
i++;
else //如果两次的密码不同
{
//DisplayListChar(0,1,Error);
write_1602com(er);
for(j=0;j<16;j++)
{
write_1602dat(Error[j]); //显示错误Error
}
ThreeAlam(); //错误提示
pass=0; //关锁
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]); //密码修改成功，显示
}
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 //输入一次密码时
{
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]); //显示再输入一次
}
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; //蜂鸣器一直闪烁鸣响
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]); //显示开机输入密码界面
}
TwoAlam(); //提示音
for(i=0;i<6;i++)
{
InputData[i]=0; //将输入密码清零
}
KEY=1; //关闭锁
ALAM=1; //报警关
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
s3_keydown=0;
key_disable=0; //锁定键盘标志清零
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]) //判断输入密码和24c02中的密码是否相同
{
i++; //相同一位 i就+1
}
else //如果有密码不同
{
ErrorCont++; //错误次数++
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 //错误次数小于3次时，锁死键盘3秒，然后重新可以输入
{
TR0=1; //开启定时
key_disable=1; //锁定键盘
pass=0; //pass位清零
break; //跳出
}
}
}
if(i==6) //密码输入对时
{
if((InputData[0]==adminpassword[0])&&(InputData[1]==adminpassword[1])&&(InputData[2]==adminpassword[2])&&(InputData[3]==adminpassword[3])&&(InputData[4]==adminpassword[4])&&(InputData[5]==adminpassword[5]))
{
WrToROM(initpassword,0,6); //强制将初始密码写入24C02存储
write_1602com(er);
for(j=0;j<16;j++)
{
write_1602dat(initword[j]); //显示初始化密码
}
TwoAlam(); //成功提示音
Delay400Ms(); //延时400ms
TwoAlam(); //成功提示音
N=0; //输入位数计数器清零
}
else
{
CorrectCont++; //输入正确变量++
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]); //显示open开锁画面
}
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
for(j=0;j<6;j++) //将输入清除
{
InputData[i]=0; //开锁后将输入位清零
}
}
else //当两次正确输入时，开启重置密码功能
{
write_1602com(er);
for(j=0;j<16;j++)
{
write_1602dat(SetNew[j]); //显示重置密码界面
}
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]==adminpassword[0])&&(InputData[1]==adminpassword[1])&&(InputData[2]==adminpassword[2])&&(InputData[3]==adminpassword[3])&&(InputData[4]==adminpassword[4])&&(InputData[5]==adminpassword[5]))
{
WrToROM(initpassword,0,6); //强制将初始密码写入24C02存储
write_1602com(er);
for(j=0;j<16;j++)
{
write_1602dat(initword[j]); //显示初始化密码
}
TwoAlam(); //成功提示音
Delay400Ms(); //延时400ms
TwoAlam(); //成功提示音
N=0; //输入位数计数器清零
}
else //密码输入错误
{
write_1602com(er);
for(j=0;j<16;j++)
{
write_1602dat(Error[j]); //显示错误信息
}
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);
write_1602com(er);
for(j=0;j<16;j++)
{
write_1602dat(Er_try[j]); //错误，请重新输入
}
ThreeAlam(); //错误提示音
}
}
else //密码没有输入到6位时，按下确认键时
{
//DisplayListChar(0,1,Error);
write_1602com(er);
for(j=0;j<16;j++)
{
write_1602dat(Error[j]); //显示错误
}
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
}
//==============================主函数===============================
void main(void)
{
unsigned char KEY,NUM;
uchar sz[7];
unsigned char i,j;
P1=0xFF; //P1口复位
TMOD=0x11; //定义工作方式
TL0=0xB0;
TH0=0x3C; //定时器赋初值
EA=1; //打开中断总开关
ET0=1; //打开中断允许开关
TR0=0; //打开定时器开关
Delay400Ms(); //启动等待，等LCM讲入工作状态
lcd_init(); //LCD初始化
RdFromROM(CurrentPassword,0,6);
for(i=0;i<6;i++)
{
sz[i]='0'+CurrentPassword[i];
}
write_1602com(0x40+0x80);
for(i=0;i<6;i++)
{
write_1602dat(sz[i]);
}
// while(1)
// {
//
//
//
// }
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;i<16;i++)
{
write_1602dat(name[i]);//向液晶屏写开机画面
}
write_1602com(er);
for(i=0;i<16;i++)
{
write_1602dat(start_line[i]);//写输入密码等待界面
}
write_1602com(er+9); //设置光标位置
write_1602com(0x0f); //设置光标为闪烁
Delay5Ms(); //延时片刻(可不要)
N=0; //初始化数据输入位数
while(1) //进入循环
{
if(key_disable==1) //锁定键盘标志为1时
Alam_KeyUnable(); //报警键盘锁
else
ALAM=1; //关报警
KEY=keynum(); //读按键的位置码
if(KEY!=0) //当有按键按下时
{
if(key_disable==1) //锁定键盘标志为1时
{
second=0; //秒清零
}
else //没有锁定键盘时
{
NUM=coding(KEY); //根据按键的位置将其编码，编码值赋值给NUM
{
switch(NUM) //判断按键值
{
case ('A'): ; break;
case ('B'): ; break;
case ('C'):
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;i<16;i++)
{
write_1602dat(name[i]);//向液晶屏写开机画面
}
if(N>=1) N--; OneAlam(); //按键提示音
//DisplayOneChar(6+N,1,'*');
for(j=N;j<16;j++)
{
write_1602com(er+6+j);
write_1602dat(' ');
}
for(j=0;j<N;j++)
{
write_1602com(er+6+j); //显示位数随输入增加而增加
write_1602dat('*'); //但不显示实际数字，用*代替
}
InputData[N]=N+4;
break; //ABC是无定义按键
case ('D'): ResetPassword(); break; //重新设置密码
case ('*'): Cancel(); break; //取消当前输入
case ('#'): Ensure(); break; //确认键，
default: //如果不是功能键按下时，就是数字键按下
{
//DisplayListChar(0,1,Input);
if(N<6) //当输入的密码少于6位时，接受输入并保存，大于6位时则无效。
{
write_1602com(er);
for(i=0;i<16;i++)
{
write_1602dat(Input[i]); //显示输入画面
}
OneAlam(); //按键提示音
for(j=0;j<=N;j++)
{
write_1602com(er+6+j); //显示位数随输入增加而增加
write_1602dat('*'); //但不显示实际数字，用*代替
}
InputData[N]=NUM; //将数字键的码赋值给InputData[]数组暂存
N++; //密码位数加
}
else //输入数据位数大于6后，忽略输入
{
N=6; //密码输入大于6位时，不接受输入
break;
}
}
}
}
}
}
}
}
//*********************************中断服务函数**************************************
void time0_int(void) interrupt 1 //定时器T0
{
TL0=0xB0;
TH0=0x3C; //定时器重新赋初值
//TR0=1;
countt0++; //计时变量加，加1次时50ms
if(countt0==20) //加到20次就是1s
{
countt0=0; //变量清零
second++; //秒加
if(pass==1) //开锁状态时
{
if(second==1) //秒加到1s时
{
TR0=0; //关定时器
TL0=0xB0;
TH0=0x3C; //再次赋初值
second=0; //秒清零
}
}
else //不在开锁状态时
{
if(second==3) //秒加到3时
{
TR0=0; //关闭定时器
second=0; //秒清零
key_disable=0; //锁定键盘清零
s3_keydown=0;
TL0=0xB0;
TH0=0x3C; //重新赋初值
}
else
TR0=1; //打开定时器
}
}
}

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