密码箱论文

密码箱设计论文一、摘要本设计运用了ATMEL公司的AT89S52芯片系统，将微处理器、总线、显示屏、蜂鸣器、步进电机、矩阵键盘、存储器和I/O口等硬件集中一块电路板上，通过读取键盘输入的数据（密码）并储存到ATMEL912 24C02存储器中，然后判断之后键盘输入的数据与已存储的数据是否相同来决定打开密码箱或锁键盘或报警。

在keil4软件中编程，系统可实现6位密码的处理，并通过控制步进电机控制密码箱门的电子锁。

利用单片机系统制作的密码箱安全性能更高，更易操作且体积小。

二、工作原理：密码箱将微处理器、总线、外设、存储器和I/O接口等硬件设备集中在一片电路板上，创建一个可编程芯片系统，完成以下四方面功能：1、控制键盘、显示器及报警器；2、保存输入的数据（密码），保证断电后数据不会丢失；密码可以是6位；3、实现数字逻辑判断；4、输出控制的电子锁的电压。

其电路图如下：图1 电路原理图图2 电路PCB图三、简要介绍本设计通过对单片机软件编程实现对外设的控制及操作，提高系统的可靠性和稳定性。

且把键盘输入的数据储存到24C02存储器，保证断电后数据的完整保存，再通过逻辑判断再次输入的数据（密码）是否正确决定操作，正确则I/O 口输出高电平解开电子锁，密码箱可打开；不正确次数到达一定量时先锁键盘，键盘解锁后输入依然不正确则长锁键盘且报警器发出报警声。

四、系统总框图如下：图3 系统总框图五、硬件的实现原理连接好电路，上电烧制程序，接通电源，显示屏显示“Welcome to use”，按下开始按键则可从键盘输入密码并显示“Enter please：”。

输入密码，密码正确显示屏会显示“Open the door!”，并且步进电机转动将门打开；关闭时，按下关闭按键即可，同时显示“Close the door！”。

如果所输入的密码不正确，，系统会锁住键盘一段时间（这里设3秒），并且蜂鸣器报警三下。

其中，输入完密码时须按确认键确认；显示屏会同步显示输入状态。

六、软件设计图4 软件流程图七、主要元器件清单八、系统测试把程序下载到AT89S52芯片上，安装好全部的硬件及外围，在正常温度和湿度的环境下，锁上密码箱门，上电，显示屏显示Welcome to use,从键盘输入6位密码并按确认键，锁存密码。

一、开锁时，根据显示屏提示输入6位密码，①输入密码正确时，显示屏显示Open the door!,密码箱门可以打开；②输入密码不正确，键盘被锁2s，按键盘按键没有响应，同时报警器发出报警声。

九、误差分析软件程序中只用了延迟程序，没有使用定时器，所以定时时间准确性不高；十、小结本设计利用单片机技术与外部存储器及键盘接口技术，开发设计出高性能的密码保护系统，结合相关的外围硬件电路和电子锁，提高密码箱的易操作性、稳定性和安全性。

本设计产品体积小，功耗低，稳定性强，安全性能高，利于集成化生产。

#include<reg51.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned char#define KEY P1#define No_key 20#define lcddata P0sbit lcden=P2^2;sbit lcdrs=P2^0;sbit lcdrw=P2^1;sbit light=P2^3;sbit light1=P2^4;sbit BEEP= P3^6;uchar j,z;uchar aa;uchar code FFW[8]={0xf1,0xf3,0xf2,0xf6,0xf4,0xfc,0xf8,0xf9};uchar code REV[8]={0xf9,0xf8,0xfc,0xf4,0xf6,0xf2,0xf3,0xf1}; //反转编码uchar code table[] ="Welcome to use!";uchar code table1[]="Open the door! ";uchar code table2[]="Enter Please: ";uchar code table3[]="Close the door!";uchar code table4[]="Wrong password!";uchar code key_table[16]={1,2,3,10,4,5,6,11,7,8,9,12,0,13,14,15};uchar Password[]={1,2,3,4,5,6}; //设置的初始密码uchar save[15];uchar conflag; //确认标志uchar lockflag; //键盘锁定标志uchar startflag; //开始标志uchar open; //门打开标志位uchar begain; //开始标志void delay1(uint t);void delay(uint z);void wright_com(uchar com); //写命令函数void wright_data(uchar date); //写数据函数void init(); //初始化函数void display_open(); //显示open the doorvoid display_close(); //显示close the doorvoid display_wrong();void delete(); //删除输入的最后一个数uchar keyscan(); //带返回值的键盘扫描程序void enter_code(uchar t); //void confirm(); //确认密码对不对，把输入的数据与密码逐一对比void succeed_an(); //密码正确时的响应void fail_an(); //密码失败时的响应void lockkey(); //锁键盘3秒void alarm(); //发出警报声void reset(); //复位函数void display_enter(); //显示输入void motor_ffw();void motor_rev();void main(void){uchar temp;init();while(1){begain=0;if(lockflag){temp=keyscan(); //按键期间也要进行键盘扫描if(temp!=No_key) //重新计时三秒{aa=0; //重新在定时器中计数}}else{temp=keyscan(); //反复扫描输入，等待随时输入if(temp!=No_key) //有按键按下才能进行下一步{if(temp==10){reset();startflag=1; //开始标志位}if(startflag){enter_code(temp); //每扫描一次键盘就要进行一次处理保存输入的数值if(temp==13&&open==1) //按下确认键进行密码确认{confirm(); //进行确认判断if(conflag){succeed_an(); //密码正确作出相应的反应open=0;z=1;}else{fail_an(); //密码错误作出相应的反应}}if(temp==14){delete();}if(temp==15&&z==1){uchar r,N=10;open=1;display_close();for(r=0;r<N;r++){motor_rev(); //电机反转}}}}}if(temp==11&&begain==0){begain=1;break;}}}void motor_rev() //电机反转函数{uchar i;uint j;z=0;for (j=0; j<8; j++) //转1×n圈{for (i=0; i<8; i++) //一个周期转45度{P3 = REV[i]; //取数据delay1(2); //调节转速}}}void motor_ffw() //电机转动函数{uchar i;uint j;for (j=0; j<8; j++) //转1*n圈{for (i=0; i<8; i++) //一个周期转45度{P3 = FFW[i]; //取数据delay1(2); //调节转速}}}void display_enter() //显示enter{uchar num;wright_com(0x80);for(num=0;num<15;num++){wright_data(table2[num]);}}void display_close() //显示close{uchar num;wright_com(0x80);for(num=0;num<15;num++){wright_data(table3[num]);}}void display_open() //显示open{uchar num;wright_com(0x80);for(num=0;num<15;num++){wright_data(table1[num]);}}void display_wrong() //显示wrong{uchar num;wright_com(0x80);for(num=0;num<15;num++){wright_data(table4[num]);}}void delete() //删除最后一个{wright_com(0x80+0x40+j-1); //确定删除对象wright_data(' '); //显示空格即为删除save[--j]=0; //删除后数据清零wright_com(0x80+0x40+j); //为下次输入数据时写好位置}void reset() //复位函数{uchar num;display_enter();wright_com(0x80+0x40); //擦除屏幕上的显示for(num=0;num<15;num++){save[num]=0; //对输入的数值进行清零wright_data(' ');}wright_com(0x80+0x40);lockflag=0;conflag=0;j=0;}void succeed_an() //输入密码正确进行响应的函数{uchar r,N=10;light=0;display_open();for(r=0;r<N;r++){motor_ffw(); //电机正转}delay(1000);light=1;}void fail_an() //输入密码错误进行响应的函数{uchar j,i=0;while(1){light1=0;display_wrong();for(j=3000;j>0;j--) //蜂鸣器响大约500MS{BEEP = ~BEEP;delay(1); //延时500US 发出大约1KHZ频率的响声}BEEP=1; //蜂鸣器不响delay(500);light1=1;i++;if(i==3){break;}}lockkey();}void lockkey() //键盘锁定3秒{lockflag=1;}void enter_code(uchar t) //输入密码并在屏幕上显示星号{if(t>=0&&t<10){if(j==0){wright_com(0x80+0x40);wright_data('*');}else{wright_data('*');}save[j++]=t;}}void confirm() //校对密码以确定是否正确函数{uchar k;for(k=0;k<6;k++){if(Password[k]!=save[k]){break;}}if(k==6){conflag=1;}}void timer0() interrupt 1{TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;if(lockflag){aa++;light1=0;if(aa>=60){aa=0;light1=1;lockflag=0;}}}void init() //初始化{uchar num;open=1;TMOD=1;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;ET0=1;EA=1;TR0=1;lcdrw=0;lcden=0;wright_com(0x38);wright_com(0x0c);wright_com(0x01);wright_com(0x80);for(num=0;num<15;num++){wright_data(table[num]);delay(1);}}void wright_com(uchar com) //1602写入指令{lcdrs=0;lcddata=com;delay(1);lcden=1;delay(1);lcden=0;}void wright_data(uchar date) //1602写入数据{lcdrs=1;lcddata=date;delay(1);lcden=1;delay(1);lcden=0;}void delay1(uint t){uint k;while(t--){for(k=0; k<125; k++){ }}}void delay(uint z){uint y;for(;z>0;z--)for(y=110;y>0;y--);}uchar keyscan() //4*4按键扫描函数{uchar temp,num=No_key;//第一行KEY=0xfe;temp=KEY;temp=temp&0xf0; //读出高四位while(temp!=0xf0){delay(5);temp=KEY;temp=temp&0xf0;while(temp!=0xf0){temp=KEY;switch(temp){case 0xee:num=1;break;case 0xde:num=2;break;case 0xbe:num=3;break;case 0x7e:num=10;break;}while(temp!=0xf0) //等待松手{temp=KEY;temp=temp&0xf0;}}}//第二行KEY=0xfd;temp=KEY;temp=temp&0xf0; //读出高四位while(temp!=0xf0){delay(5);temp=KEY;temp=temp&0xf0;while(temp!=0xf0){temp=KEY;switch(temp){case 0xed:num=4;break;case 0xdd:num=5;break;case 0xbd:num=6;break;case 0x7d:num=11;break;}while(temp!=0xf0) //等待松手{temp=KEY;temp=temp&0xf0;}}}//第三行KEY=0xfb;temp=KEY;temp=temp&0xf0; //读出高四位while(temp!=0xf0){delay(5);temp=KEY;temp=temp&0xf0;while(temp!=0xf0){temp=KEY;switch(temp){case 0xeb:num=7;break;case 0xdb:num=8;break;case 0xbb:num=9;break;case 0x7b:num=12;break;}while(temp!=0xf0) //等待松手{temp=KEY;temp=temp&0xf0;}}}//第四行KEY=0xf7;temp=KEY;temp=temp&0xf0; //读出高四位while(temp!=0xf0){delay(5);temp=KEY;temp=temp&0xf0;while(temp!=0xf0){temp=KEY;switch(temp){case 0xe7:num=0;break;case 0xd7:num=13;break;case 0xb7:num=14;break;case 0x77:num=15;break;}while(temp!=0xf0) //等待松手{temp=KEY;temp=temp&0xf0;}}}return num;}。