基于STC12C5A60S2單片機(jī)的電子密碼鎖設(shè)計(jì)

邵陽學(xué)院信息工程系 曹文俊 王少杰

基于STC12C5A60S2單片機(jī)的電子密碼鎖設(shè)計(jì)

邵陽學(xué)院信息工程系 曹文俊 王少杰

基于STC12C5A60S2單片機(jī)的電子密碼鎖設(shè)計(jì)是以STC12C5A60S2單片機(jī)為控制核心的密碼鎖方案，配合相應(yīng)的基于STC12C5A60S2單片機(jī)的電子密碼鎖電路和基于STC12C5A60S2單片機(jī)的電子密碼鎖軟件程序，實(shí)現(xiàn)基于STC12C5A60S2單片機(jī)的電子密碼鎖的密碼的輸入與修改、信息安全與顯示、系統(tǒng)報(bào)警與開閉鎖等功能。在基于STC12C5A60S2單片機(jī)的電子密碼鎖的設(shè)計(jì)中利用識別密碼是否正確來開鎖或報(bào)警，通過串行存儲器AT24C02（AT24C02是一個2K位串行CMOS E2PROM， 內(nèi)部含有256個8位字節(jié)）來實(shí)現(xiàn)密碼的修改和存儲。基于STC12C5A60S2單片機(jī)的電子密碼鎖具有安全性高、功耗低、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)。

STC12C5A60S2單片機(jī)；電子密碼鎖；設(shè)計(jì)

一、設(shè)計(jì)方案

基于STC12C5A60S2單片機(jī)的電子密碼鎖設(shè)計(jì)主要由STC12C5A60S2單片機(jī)最小系統(tǒng)、電源模塊、掉電存儲模塊、4X4矩陣鍵盤、LCD1602顯示模塊、開鎖結(jié)構(gòu)和報(bào)警機(jī)構(gòu)等組成，如圖1所示。微控制器選用STC12C5A60S2單片機(jī)芯片,LCD顯示模塊選用LCD1602液晶顯示器（工業(yè)字符型液晶，能夠同時顯示16x02即32個字符），掉電存儲器選用電可擦除存儲器AT24C02，開鎖機(jī)構(gòu)用繼電器輔助機(jī)械鎖,報(bào)警機(jī)構(gòu)選用蜂鳴器。

圖1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖

二、硬件設(shè)計(jì)

STC12C5A60S2單片機(jī)最小系統(tǒng)就是指能使STC12C5A60S2單片機(jī)工作的電源、復(fù)位電路，時鐘電路等構(gòu)成的系統(tǒng)。由于STC12C5A60S2單片機(jī)I/O口較少的原因，當(dāng)基于STC12C5A60S2單片機(jī)的電子密碼鎖系統(tǒng)中需要用到較多按鍵時（數(shù)字健需要10個，還需要其他功能健），因?yàn)镾TC12C5A60S2單片機(jī)的I/O口相對于比較少，為了能夠更合理更有效地利用STC12C5A60S2單片機(jī)的I/O口，按鍵一般采用4X4矩陣鍵盤的方式來實(shí)現(xiàn)多按鍵的功能（只需要八個I/O口）。4X4矩陣鍵盤的硬件結(jié)構(gòu)比較簡單，由4行輸出口和4列輸出口構(gòu)成4X4矩陣鍵盤，按鍵設(shè)置在行、列交點(diǎn)上。在基于STC12C5A60S2單片機(jī)的電子密碼鎖中，用戶或者機(jī)主僅需要輸入開鎖密碼，密碼正確則開鎖。

三、軟件設(shè)計(jì)

基于STC12C5A60S2單片機(jī)的電子密碼鎖設(shè)計(jì)的軟件設(shè)計(jì)方面的主要問題是如何實(shí)現(xiàn)開鎖密碼輸入（就是需要用軟件編程的方式解決八個I/O口識別16個按鍵的問題）、輸入密碼的顯示以及保密或者其他信息顯示、開鎖密碼的掉電存儲以及輸入開鎖密碼與存儲的開鎖密碼的比較和處理。基于STC12C5A60S2單片機(jī)的電子密碼鎖設(shè)計(jì)的4X4矩陣鍵盤掃描子程序應(yīng)該具有能判斷是否有鍵按下和那個按鍵按下。其基于STC12C5A60S2單片機(jī)的電子密碼鎖設(shè)計(jì)的軟件管理主要分為以下三步來完成:為了防止戶主以外的“借用”戶主的密碼,當(dāng)沒有任何按鍵被按下的狀態(tài)持續(xù)一段時間后，基于STC12C5A60S2單片機(jī)的電子密碼鎖的LCD1602液晶顯示器應(yīng)該馬上自動關(guān)閉，與此同時基于STC12C5A60S2單片機(jī)的電子密碼鎖系統(tǒng)將自動禁止其他按鍵的輸入。這樣做的目的是可以避免因?yàn)閼糁魍浲顺龌赟TC12C5A60S2單片機(jī)的電子密碼鎖系統(tǒng)而使他人有機(jī)可乘。當(dāng)從基于STC12C5A60S2單片機(jī)的電子密碼鎖系統(tǒng)的4X4鍵盤輸入密碼時，應(yīng)當(dāng)將輸入的密碼存放在STC12C5A60S2單片機(jī)臨時寄存器中去，以便用做密碼的相關(guān)操作、判斷、修改和保存等。為了更好的保密戶主的密碼，每輸入一位密碼應(yīng)相應(yīng)地在LCD1602液晶顯示器顯示一個“*”號。在機(jī)主輸入密碼時，當(dāng)輸入的密碼位數(shù)小于6位的時候，每按下一次數(shù)字鍵就將此數(shù)字存入數(shù)組。當(dāng)輸入的密碼位數(shù)不小于6位時，再次按下數(shù)字鍵，基于STC12C5A60S2單片機(jī)的電子密碼鎖設(shè)計(jì)的程序就不進(jìn)行任何處理，但是程序會繼續(xù)掃描鍵盤，此時只有按下確定鍵或者取消鍵程序才做出相應(yīng)反應(yīng)。當(dāng)戶主不小心輸錯密碼時，戶主還可以退格將輸錯的位清除，退格一次密碼的位數(shù)減一位 ，同時顯示器上的“*”個數(shù)也減一位。當(dāng)輸入的密碼位數(shù)變?yōu)?時，取消鍵不再起作用。基于STC12C5A60S2單片機(jī)的電子密碼鎖設(shè)計(jì)的報(bào)警子程序的原理也非常簡單，即當(dāng)機(jī)主輸入密碼錯誤次數(shù)超過規(guī)定的最高允許次數(shù)時（六次），STC12C5A60S2單片機(jī)就會自動的不斷給蜂鳴器脈沖信號，使蜂鳴器在脈沖的條件下不斷發(fā)音。同時由于STC12C5A60S2單片機(jī)一直在給蜂鳴器提供脈沖，因此即將停止密碼掃描等事件，換言之，在蜂鳴器報(bào)警的同時也禁止了鍵盤的輸入。

四、結(jié)語

改革開放后，隨著我國國民生活水平的不斷提高，人民的財(cái)富不斷積累，電子科技的不斷進(jìn)步，現(xiàn)如今如何利用現(xiàn)代智能科技實(shí)現(xiàn)家庭防盜這一問題也變得越發(fā)重要，我國古代的機(jī)械鎖由于其構(gòu)造簡單，安全性能依然無法滿足人們的需求。智能鎖有著機(jī)械鎖無法比較的優(yōu)勢，率先是穩(wěn)定性，如果想要危害電子鎖的穩(wěn)定性的話，現(xiàn)如今基本沒有一個好的方法。目前，即使智能鎖采用了新的材料，如果是指紋鎖的話，只需要采用很低的成本就可以快速的維修。隨著科技不時的進(jìn)步，科技的發(fā)展強(qiáng)大，機(jī)械鎖的安全性能如今變得越來越差了，不是機(jī)械鎖不行，而是它如今跟不上時代的發(fā)展的變化。通過STC12C5A60S2單片機(jī)編寫密碼程序，并用LCD1602來顯示密碼。LCD1602可以時時顯示當(dāng)前輸入的六位數(shù)字。當(dāng)輸入密碼正確時，對應(yīng)的開鎖；當(dāng)密碼不正確時，另一個對應(yīng)的發(fā)出聲音報(bào)警。

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