基于C語言STC89C52單片機電子密碼鎖的設計與仿真

摘要：介紹一種通過Protues軟件成功仿真的電子密碼鎖的實現過程。它采用高可靠性的STC89C52單片機來實現開鎖和密碼的識別，采用具備I2C總線接口的E2PROM芯片來完成密碼的存儲，通過1602液晶顯示器提示程序運行狀態和使用步驟，利用蜂鳴器模擬報警，發光二極管模擬鎖的開關。該系統用C語言編寫程序，與匯編語言相比具備更好的移植性和可讀性，便于修改和增減功能。
關鍵詞：Protues；密碼鎖；單片機；C語言

O 引言
電子密碼鎖是現代生活中常用的加密工具。它克服了機械式密碼鎖密碼量少、安全性能差的缺點，尤其是微控制器的智能電子密碼鎖，不僅具有電子密碼鎖的功能，還可引入智能化管理功能，從而使密碼鎖具有更高的安全性和可靠性。
電子密碼鎖通常使用ARM和單片機控制，單片機相對ARM實現較為簡單，功能較為完善，因此使用單片機控制較多。用單片機控制的密碼鎖常使用匯編語言編寫程序，顯示器多數用數碼管。而本文所介紹的電子密碼鎖使用移植性及可讀性強的高級語言C語言編寫，便于修改和增減功能；同時采用顯示清楚，功率消耗小而且壽命長的1602液晶顯示器，顯示更加直觀，使用更加方便。從經濟實用的角度出發，采用STC8 9C52單片機設計出一種具有密碼設置、報警和防止多次試探密碼功能的電子密碼鎖，通過Protues軟件成功地進行了仿真。

1 系統工作原理
本系統以STC89C52單片機為核心，使用4×4矩陣鍵盤作為數據輸入方式，驅動1602顯示器提示程序運行過程和開鎖的步驟。本系統的密碼判斷過程如下：
當使用者輸入6位密碼后按下BESURE鍵，單片機通過密碼逐個比較，如果輸入的6位密碼和設定的密碼完全相同，那么能成功驅動開鎖模擬燈將鎖打開。若輸入6位密碼與設定的密碼不相同，按下BESURE鍵后，模擬燈不亮，可以按BACK鍵重新輸入。由于輸入密碼過程中難免輸入失誤，如果密碼輸錯，可直接按下BACK鍵重新輸入，但是系統不允許無限次地按BACK鍵，以免密碼被套用，當3次密碼輸入都錯誤，單片機將驅動蜂鳴器報警。并且本系統輸入密碼還有時間限制，若在規定的時間內沒有將正確密碼輸入也會報警。
修改密碼功能如下：當密碼輸入正確后，按下SET鍵可新設置密碼。每設定一位新密碼，單片機將其送給E2PROM，當6位新密碼都輸入完畢，系統將自動回到程序開始，重新讀取密碼并保存，使用者需輸入新的密碼才能將鎖打開。

2 系統設計
2．1 硬件支持
使用的元器件有：核心芯片STC89C52、存儲芯片AT24C02、液晶顯示1602、矩陣鍵盤、報警蜂鳴器、獨立按鍵(模擬門的開關)、發光二極管(模擬鎖的開關)和三極管(放大電流)。
2．2 軟件設計
本系統軟件包括主程序模塊、密碼比較判斷模塊、修改密碼模塊、鍵盤掃描模塊、液晶顯示模塊及定時程序等模塊。系統程序流程如圖1所示。