数字电子技术课程设计，设计一个密码锁
电子密码锁
一、设计任务与要求
1.用电子器件设计制作一个密码锁，使之在输入正确的代码时开锁。
2.在锁的控制电路中设一个可以修改的4位代码，当输入的代码和控制电路的代码一致是锁打开。
3.用红灯亮、绿灯灭表示关锁，绿灯亮、红灯灭表示开锁
4.如5s内未将锁打开，则电路自动复位进入自锁状态，并发报警信号。
二、方案设计与论证
1、用按键输入四位十进制数字，输入密码要存储。
2、比较输入密码和原始密码。当输入正确密码时，给出开锁信号，开锁信号用一个绿色指示灯表示，绿灯亮表示密码输入正确；如果输入密码不正确，用红灯表示。
3、锁的开关用红灯和绿灯表示，一次只能亮一盏。红灯亮、绿灯灭表示关锁，绿灯亮、红灯灭表示开锁。
4、设置倒计时电路和自锁电路。如果密码在5s内未能输入正确则发出报警声，并且自锁电路。
5、设置密码设置开关，开关闭合后，允许设置密码，设置好密码后，打开此开关。
6、需要在输入密码开始时识别输入，并由此触发计时电路。
电子密码锁摘要 本文的电子密码锁利用数字逻辑电路，实现对门的电子控制，并且有各种附加电路保证电路能够安工作，有极高的安全系数。关键词 电子密码锁 电压比较器 555单稳态电路 计数器 JK触发器 UPS电源。1 引言随着人们生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一问题也变的尤其的突出，传统的机械锁由于其构造的简单，被撬的事件屡见不鲜，电子锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的亲呢。设计本课题时构思了两种方案：一种是用以AT89C2051为核心的单片机控制方案；另一种是用以74LS112双JK触发器构成的数字逻辑电路控制方案。考虑到单片机方案原理复杂，而且调试较为繁琐，所以本文采用后一种方案。2 总体方案设计2.1设计思路共设了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40秒（一般情况下，用户不会超过40秒，若用户觉得不便，还可以修改）电路将报警80秒，若电路连续报警三次，电路将锁定键盘5分钟，防止他人的非法操作。2.2总体方框图 3 设计原理分析电路由两大部分组成：密码锁电路和备用电源(UPS)，其中设置UPS电源是为了防止因为停电造成的密码锁电路失效，使用户免遭麻烦。密码锁电路包含：键盘输入、密码修改、密码检测、开锁电路、执行电路、报警电路、键盘输入次数锁定电路。3.1 键盘输入、密码修改、密码检测、开锁及执行电路 . 其电路如下图1所示： 图1 键盘输入、密码修改、密码检测、开锁、执行电路开关K1~K9是用户的输入密码的键盘，用户可以通过开关输入密码，开关两端的电容是为了提高开关速度，电路先自动将IC1~IC4清零，由报警电路送来的清零信号经C25送到T11基极，使T11导通，其集电极输出低电平，送往IC1~IC4，实现清零。密码修改电路由双刀双掷开关S1~S4组成（如图2所示）, 它是利用开关切换的原理实现密码的修改。例如要设定密码为1458，可以拨动开关S1向左，S2向右，S3向左，S4向右，即可实现密码的修改，由于输入的密码要经过S1~S4的选择，也就实现了密码的校验。本电路有16组的密码可供修改。 图2 密码修改电路 由两块74LS112（双JK触发器，包含IC1~IC4）组成密码检测电路。由于IC1处于计数状态，当用户按下第一个正确的密码后，CLK端出现了一个负的下降沿，IC1计数，Q端输出为高电平，用户依次按下有效的密码，IC2~IC3也依次输出高电平，送入与门IC5，使其输出开锁的高电平信号送往IC13的2脚，执行电路动作，实现开锁。执行电路是由一块555单稳态电路（IC13），以及由T10、 T11组成的达林顿管构成。若IC13的2脚输入一高电平，则3脚输出高电平，使T10导通，T11导通，电磁阀开启，实现开门，同时T10集电极上接的D5（绿色发光二极管）发亮，表示开门，20秒后，555电路状态翻转，电磁阀停止工作，以节电。其中电磁阀并联的电容C24使为了提高电磁阀的力矩。3.2 报警电路报警电路实现的功能是：当输入密码的时间超过40秒（一般情况下用户输入不会超过），电路报警80秒，防止他人恶意开锁。电路包含两大部分，2分钟延时和40秒延时电路。其工作原理是当用户开始输入密码时，电路开始2分钟计时，超出40秒，电路开始80秒的报警。如图3所示 图3 报警电路 有人走近
S6---S15 数字键0-9
S16---更改密码 S17---更改密码完毕后确认
S18---重试密码、重新设定 S19---关闭密码锁
初始密码：000000 密码位数：6位
注意：掉电后，所设密码会丢失，重新上点时，密码恢复为原始的000000
与P1相连的8位发光LED点亮代表锁被打开；熄灭代表锁被锁上
程序功能： 本程序结合了24C02存储器的存储功能，可以掉电保存密码。
第一次运行时，若输入000000原始密码后无反应，可以试验着将主程序中前面的
一小段被注释线屏蔽的程序前的注释线删掉，然后重新编译下载（可以将密码还原为000000）。
此后，再将这小段程序屏蔽掉，再编译下载。方可正常使用。
1、开锁：
下载程序后，直接按六次S7（即代表数字1），8位LED亮，锁被打开，输入密码时，
六位数码管依次显示小横杠。
2、更改密码：
只有当开锁（LED亮）后，该功能方可使用。
首先按下更改密码键S16，然后设置相应密码，此时六位数码管会显示设置密码对应
的数字。最后设置完六位后，按下S17确认密码更改，此后新密码即生效。
3、重试密码：
当输入密码时，密码输错后按下键S18，可重新输入六位密码。
当设置密码时，设置中途想更改密码，也可按下此键重新设置。
4、关闭密码锁：
按下S19即可将打开的密码锁关闭。
推荐初级演示步骤：输入原始密码000000---按下更改密码按键S16---按0到9设置密码---按S17
确认密码更改---按S18关闭密码锁---输入新的密码打开密码锁
*******************************************************************************/
#include<reg52.h>
#include <intrins.h>
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
uchar old1,old2,old3,old4,old5,old6//原始密码000000
uchar new1,new2,new3,new4,new5,new6 //每次MCU采集到的密码输入
uchar a=16,b=16,c=16,d=16,e=16,f=16//送入数码管显示的变量
uchar wei,key,temp
bit allow,genggai,ok,wanbi,retry,close //各个状态位
sbit dula=P2^6
sbit wela=P2^7
sbit beep=P2^3
sbit sda=P2^0 //IO口定义
sbit scl=P2^1
unsigned char code table[]=
{0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,
0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71,0x00,0x40}
void nop()
{
_nop_()
_nop_()
}
/////////24C02读写驱动程序////////////////////
void delay1(unsigned int m)
{ unsigned int n
for(n=0n<mn++)
}
void init() //24c02初始化子程序
{
scl=1
nop()
sda=1
nop()
}
void start()//启动I2C总线
{
sda=1
nop()
scl=1
nop()
sda=0
nop()
scl=0
nop()
}
void stop() //停止I2C总线
{
sda=0
nop()
scl=1
nop()
sda=1
nop()
}
void writebyte(unsigned char j) //写一个字节
{
unsigned char i,temp
temp=j
for (i=0i<8i++)
{
temp=temp<<1
scl=0
nop()
sda=CY //temp左移时，移出的值放入了CY中
nop()
scl=1 //待sda线上的数据稳定后，将scl拉高
nop()
}
scl=0
nop()
sda=1
nop()
}
unsigned char readbyte() //读一个字节
{
unsigned char i,j,k=0
scl=0nop()sda=1
for (i=0i<8i++)
{
nop()scl=1nop()
if(sda==1)
j=1
else
j=0
k=(k<<1)|j
scl=0
}
nop()
return(k)
}
void clock() //I2C总线时钟
{
unsigned char i=0
scl=1
nop()
while((sda==1)&&(i<255))
i++
scl=0
nop()
}
////////从24c02的地址address中读取一个字节数据/////
unsigned char read24c02(unsigned char address)
{
unsigned char i
start()
writebyte(0xa0)
clock()
writebyte(address)
clock()
start()
writebyte(0xa1)
clock()
i=readbyte()
stop()
delay1(100)
return(i)
}
//////向24c02的address地址中写入一字节数据info/////
void write24c02(unsigned char address,unsigned char info)
{
start()
writebyte(0xa0)
clock()
writebyte(address)
clock()
writebyte(info)
clock()
stop()
delay1(5000)//这个延时一定要足够长，否则会出错。因为24c02在从sda上取得数据后，还需要一定时间的烧录过程。
}
void delay(unsigned char i)
{
uchar j,k
for(j=ij>0j--)
for(k=125k>0k--)
}
void display(uchar a,uchar b,uchar c,uchar d,uchar e,uchar f)
{
dula=0
P0=table[a]
dula=1
dula=0
wela=0
P0=0xfe
wela=1
wela=0
delay(5)
P0=table[b]
dula=1
dula=0
P0=0xfd
wela=1
wela=0
delay(5)
P0=table[c]
dula=1
dula=0
P0=0xfb
wela=1
wela=0
delay(5)
P0=table[d]
dula=1
dula=0
P0=0xf7
wela=1
wela=0
delay(5)
P0=table[e]
dula=1
dula=0
P0=0xef
wela=1
wela=0
delay(5)
P0=table[f]
dula=1
dula=0
P0=0xdf
wela=1
wela=0
delay(5)
}
void keyscan()
{
{
P3=0xfe
temp=P3
temp=temp&0xf0
if(temp!=0xf0)
{
delay(10)
if(temp!=0xf0)
{
temp=P3
switch(temp)
{
case 0xee:
key=0
wei++
break
case 0xde:
key=1
wei++
break
case 0xbe:
key=2
wei++
break
case 0x7e:
key=3
wei++
break
}
while(temp!=0xf0)
{
temp=P3
temp=temp&0xf0
beep=0
}
beep=1
}
}
P3=0xfd
temp=P3
temp=temp&0xf0
if(temp!=0xf0)
{
delay(10)
if(temp!=0xf0)
{
temp=P3
switch(temp)
{
case 0xed:
key=4
wei++
break
case 0xdd:
key=5
wei++
break
case 0xbd:
key=6
wei++
break
case 0x7d:
key=7
wei++
break
}
while(temp!=0xf0)
{
temp=P3
temp=temp&0xf0
beep=0
}
beep=1
}
}
P3=0xfb
temp=P3
temp=temp&0xf0
if(temp!=0xf0)
{
delay(10)
if(temp!=0xf0)
{
temp=P3
switch(temp)
{
case 0xeb:
key=8
wei++
break
case 0xdb:
key=9
wei++
break
case 0xbb:
genggai=1
wei=0
break
case 0x7b:
if(allow)
ok=1
break
}
while(temp!=0xf0)
{
temp=P3
temp=temp&0xf0
beep=0
}
beep=1
}
}
P3=0xf7
temp=P3
temp=temp&0xf0
if(temp!=0xf0)
{
delay(10)
if(temp!=0xf0)
{
temp=P3
switch(temp)
{
case 0xe7:
retry=1
break
case 0xd7:
close=1
break
}
while(temp!=0xf0)
{
temp=P3
temp=temp&0xf0
beep=0
}
beep=1
}
}
}
}
void shumima() //对按键采集来的数据进行分配
{
if(!wanbi)
{
switch(wei)
{
case 1:new1=key
if(!allow) a=17
else a=key break
case 2:new2=key
if(a==17) b=17
else b=key break
case 3:new3=key
if(a==17) c=17
else c=key break
case 4:new4=key
if(a==17) d=17
else d=key break
case 5:new5=key
if(a==17) e=17
else e=key break
case 6:new6=key
if(a==17) f=17
else f=key
wanbi=1 break
}
}
}
void yanzheng() //验证密码是否正确
{
if(wanbi) //只有当六位密码均输入完毕后方进行验证
{
if((new1==old1)&(new2==old2)&(new3==old3)&(new4==old4)&(new5==old5)&(new6==old6))
allow=1 //当输入的密码正确，会得到allowe置一
}
}
void main()
{
init() //初始化24C02
// write24c02(110,0x00)
// write24c02(111,0x00)//24c02的第110到115地址单元作为密码存储区
// write24c02(112,0x00)
// write24c02(113,0x00)
// write24c02(114,0x00)
// write24c02(115,0x00)
old1=read24c02(110)
old2=read24c02(111)
old3=read24c02(112)
old4=read24c02(113)
old5=read24c02(114)
old6=read24c02(115)
while(1)
{
keyscan()
shumima()
yanzheng()
if(allow) //验证完后，若allow为1，则开锁
{
P1=0x00
if(!genggai)
wanbi=0
}
if(genggai) //当S16更改密码键被按下，genggai会被置一
{
if(allow) //若已经把锁打开，才有更改密码的权限
{
while(!wanbi) //当新的六位密码没有设定完，则一直在这里循环
{
keyscan()
shumima()
if(retry|close) //而当探测到重试键S18或者关闭密码锁键S19被按下时，则跳出
{ wanbi=1
break
}
display(a,b,c,d,e,f)
}
}
}
if(ok) //更改密码时，当所有六位新密码均被按下时，可以按下此键，结束密码更改
{ //其他时间按下此键无效
ok=0wei=0
genggai=0
old1=new1old2=new2old3=new3//此时，旧的密码将被代替
old4=new4old5=new5old6=new6
//新密码写入存储区。
write24c02(110,old1)
write24c02(111,old2)
write24c02(112,old3)
write24c02(113,old4)
write24c02(114,old5)
write24c02(115,old6)
a=16b=16c=16d=16e=16f=16
}
if(retry) //当重试按键S18被按下，retry会被置位
{
retry=0wei=0wanbi=0
a=16b=16c=16d=16e=16f=16
new1=0new2=0new3=0new4=0new5=0new6=0
}
if(close) //当关闭密码锁按键被按下，close会被置位
{
close=0genggai=0//所有变量均被清零。
wei=0 wanbi=0
allow=0
P1=0xff
a=16b=16c=16d=16e=16f=16
new1=0new2=0new3=0new4=0new5=0new6=0
}
display(a,b,c,d,e,f)//实时显示
}
}
对着代码自己做吧，，要是还做不出来，，那我就不说什么了，，
程序设计内容
（1）． 密码的设定，在此程序中密码是固定在程序存储器ROM中，假设预设的密码为“12345”共5位密码。
（2）． 密码的输入问题： 由于采用两个按键来完成密码的输入，那么其中一个按键为功能键，另一个按键为数字键。在输入过程中，首先输入密码的长度，接着根据密码的长度输入密码的位数，直到所有长度的密码都已经输入完毕；或者输入确认功能键之后，才能完成密码的输入过程。进入密码的判断比较处理状态并给出相应的处理过程。
（3）．按键禁止功能：初始化时，是允许按键输入密码，当有按键按下并开始进入按键识别状态时，按键禁止功能被激活，但启动的状态在3次密码输入不正确的情况下发生的。
C语言源程序
#include unsigned char code ps[]={1,2,3,4,5}
unsigned char code dispcode[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,                               
0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x00,0x40}
unsigned char pslen=9 unsigned char templen
unsigned char digit unsigned char funcount
unsigned char digitcount
unsigned char psbuf[9]
bit cmpflag
bit hibitflag
bit errorflag
bit rightflag
unsigned int second3
unsigned int aa
unsigned int bb
bit alarmflag
bit exchangeflag
unsigned int cc
unsigned int dd
bit okflag
unsigned char oka
unsigned char okb
void main(void)
{  
unsigned char i,j  
P2=dispcode[digitcount]  
TMOD=0x01  
TH0=(65536-500)/256  
TL0=(65536-500)%6  
TR0=1  
ET0=1  
EA=1  
while(1)   
  {      
if(cmpflag==0)        
{          
if(P3_6==0) //function key           
  {              
for(i=10i>0i--)              
for(j=248j>0j--)      
         if(P3_6==0)                
{                
   if(hibitflag==0)       
              {     
                  funcount++  
                     if(funcount==pslen+2)
                        {  
                         funcount=0
                          cmpflag=1
                         }
                       P1=dispcode[funcount]
                    }
                    else
                      {
                         second3=0
                      }  
                 while(P3_6==0)
                }
            }
          if(P3_7==0) //digit key
            {
              for(i=10i>0i--)
              for(j=248j>0j--)
              if(P3_7==0)
                {
                  if(hibitflag==0)
                    {
                      digitcount++ 
                  if(digitcount==10)
                        {
                          digitcount=0
                        }
                      P2=dispcode[digitcount]
                      if(funcount==1)
                        {
                          pslen=digitcount                          
templen=pslen
                        }
                        else if(funcount>1)
                          {  
                           psbuf[funcount-2]=digitcount
                          }
                    }
                    else
                      {
                        second3=0
                      }
                  while(P3_7==0)
                }
            }
        }  
       else
          {
            cmpflag=0
            for(i=0i
              {  
               if(ps[i]!=psbuf[i])
                  {
                    hibitflag=1
                    i=pslen
                    errorflag=1
                    rightflag=0
                    cmpflag=0
                    second3=0
                    goto a  
                 }
              }   
          cc=0  
           errorflag=0  
           rightflag=1
            hibitflag=0
a:   cmpflag=0
          }
}
}
void t0(void)
interrupt 1 using 0 {   TH0=(65536-500)/256  
TL0=(65536-500)%6  
if((errorflag==1) && (rightflag==0))  
{
      bb++
      if(bb==800)
        {
          bb=0
          alarmflag=~alarmflag
        }
      if(alarmflag==1)
        {
          P0_0=~P0_0
        }
      aa++
      if(aa==800)
        {
          aa=0
          P0_1=~P0_1
        }
      second3++
      if(second3==6400)
        {
          second3=0
          hibitflag=0
          errorflag=0
          rightflag=0
          cmpflag=0
          P0_1=1  
         alarmflag=0
          bb=0  
         aa=0  
       }
    }
  if((errorflag==0) && (rightflag==1))
    {
      P0_1=0
      cc++
      if(cc<1000)
        {
          okflag=1
        }
        else if(cc<2000)
          {
            okflag=0
          }
          else
            {
              errorflag=0
              rightflag=0
              hibitflag=0
              cmpflag=0
              P0_1=1
              cc=0  
             oka=0
              okb=0
              okflag=0  
             P0_0=1  
           }
      if(okflag==1)
        {  
         oka++  
         if(oka==2)
            {
              oka=0
              P0_0=~P0_0
            }
        }
        else
          {
            okb++
            if(okb==3)
              {
                okb=0
                P0_0=~P0_0
              }  
         }
    }
}
1、系统工作原理
本系统以STC89C52单片机为核心，使用4X4矩阵键盘作为数据输人方式，驱动1602显示器提示程序运行过程和*的步骤。本系统的密码判断过程如下：
当使用者输人6位密码后按下BESURE键，单片机通过密码逐个比较，如果输入的6位蜜码和设定的密码完全相同，那么能成功驱动*模拟灯将锁打开。若输入6位密码与设定的密码不相同，按下BESURE键后，模拟灯不亮，可以按BACK键重新输入。由于输入密码过程中难免输入失误，如果密码输错，可直接攒下BACK键重新输入，但是系统不允许无限次地按BACK 键，以免密码被套用，当3次密码输入都错误，单片机将驱动蜂鸣器报警。并且本系统输入密码还有呓间限制，在规定的时阍内没有将正确密码输入也会报警。
修改密码功能如下：当密码输人正确后，按下SET键可新设置密码。每设定一位新密码，单片机将其送给EPROM，当6位新密码都输入完毕，系统将自动回到程序开始，重新读取密码并保存，使用者需输人新的密码才能将锁打开。
可以参考一下，单片机宝典
http://hi.baidu.com/dzkfw/blog/item/f446f73f9fed61e6838b13f0.html
