能防止多次試探密碼的51單片機密碼鎖

１　引言

很多行業的許多地方都需要密碼鎖，但普通密碼鎖的密碼容易被多次試探而破譯。本文給出了一種能防止多次試探密碼的密碼鎖設計方法，從而有效地克服了上述缺點。

２　硬件電路

圖１所示是筆者設計的一種密碼鎖電路。該密碼鎖主要是按照以下１０條用戶要求進行設計的：

（１）共８位密碼，每位的取值范圍為１～８。

（２）用戶可以自行設定和修改密碼。

（３）按每個密碼鍵時都有聲、光提示。

（４）若鍵入的８位開鎖密碼不完全正確，則報警５秒鐘，以提醒他人注意。

（５）開鎖密碼錯３次要報警１０分鐘，報警期間輸入密碼無效，以防竊賊多次試探密碼。

（６）鍵入的８位開鎖密碼完全正確才能開鎖，開鎖時要有１秒的提示音。

（７）電磁鎖的電磁線圈必須用脈沖驅動，每次通電時間不多于２秒，以防燒壞。

（８）密碼鍵盤上只允許有８個密碼按鍵和１個發光管。鎖內有備用電池，只有內部上電復位時才能設置或修改密碼，因此，僅在門外按鍵是不能修改或設置密碼的。

（９）密碼設定完畢后要有２秒的提示音。

（１０）成本要比較低，硬件和軟件都要盡可能簡潔可靠，易于批量生產。

根據總體要求分析，該密碼鎖電路所需要的Ｉ／Ｏ口線少于１５個，若設計得當，程序不會超過２００條指令，所以可選擇質優價廉的ＡＴ８９Ｃ１０５１／２０５１或者ＧＭＳ１０５１／２０５１，而且不需要外接程序存儲器和數據存儲器及其它擴展部件。

在圖１所示電路中，Ｐ１口連接８個密碼按鍵ＡＮ１～ＡＮ８，開鎖脈沖由Ｐ３．５輸出，報警和提示音由Ｐ３．７輸出。ＢＬ是用于報警與聲音提示的喇叭，發光管Ｄ１用于報警和提示，Ｌ是電磁鎖的電磁線圈。

３　軟件設計

圖２給出了該單片機密碼鎖電路的軟件流程圖。圖中ＡＡ１～ＡＡ８以及ＳＴＡＲＴ、ＳＥＴ、ＳＡＶＥ是程序中的標號，是為了理解程序而專門標在流程圖的對應位置的，分析程序時可以仔細對照參考。

３．１ 存儲單元的分配

該密碼鎖中ＲＡＭ存儲單元的分配方案如下：

３１Ｈ～３８Ｈ：依次存放８位設定的密碼，首位密碼存放在３１Ｈ單元；

Ｒ０：指向密碼地址；

Ｒ２：已經鍵入密碼的位數；

Ｒ３：存放允許的錯碼次數３與實際錯碼次數的差值；

Ｒ４至Ｒ７：延時用；

００Ｈ：錯碼標志位。

對于ＲＯＭ存儲單元的分配,由于程序比較短,而且占用的存儲空間比較少,因此,在無特殊要求時，可以從００３０Ｈ單元（其它地址也可以）開始存放主程序。

３．２ 源程序

下面是該電子密碼鎖的軟件源程序代碼：

ＯＲＧ ００００Ｈ

ＡＪＭＰ ＳＴＡＲＴ

ＯＲＧ ００３０Ｈ

ＳＴＡＲＴ：ＡＣＡＬＬ ＢＰ

ＭＯＶ Ｒ０，＃３１Ｈ

ＭＯＶ Ｒ２，＃８

ＳＥＴ： ＭＯＶ Ｐ１，＃０ＦＦＨ

ＭＯＶ Ａ，Ｐ１

ＣＪＮＥ Ａ，＃０ＦＦＨ，Ｌ８

ＡＪＭＰ ＳＥＴ

Ｌ８： ＡＣＡＬＬ ＤＥＬＡＹ

ＣＪＮＥ Ａ，＃０ＦＦＨ，ＳＡＶＥ

ＡＪＭＰ ＳＥＴ

ＳＡＶＥ： ＡＣＡＬＬ ＢＰ

ＭＯＶ ＠Ｒ０Ａ

ＩＮＣ Ｒ０

ＤＪＮＺ Ｒ２，ＳＥＴ

ＭＯＶ Ｒ５，＃１６

Ｄ２Ｓ： ＡＣＡＬＬ ＢＰ

ＤＪＮＺ Ｒ５，Ｄ２Ｓ

ＭＯＶ Ｒ０，＃３１Ｈ

ＭＯＶ Ｒ３，＃３

ＡＡ１： ＭＯＶ Ｒ２，＃８

ＡＡ２： ＭＯＶ Ｐ１，＃０ＦＦＨ

ＭＯＶ Ａ，Ｐ１

ＣＪＮＥ Ａ，＃０ＦＦＨ， Ｌ９

ＡＪＭＰ ＡＡ２

Ｌ９ ＡＣＡＬＬ ＤＥＬＡＹ

ＣＪＮＥ Ａ，＃０ＦＦＨ，ＡＡ３

ＡＪＭＰ ＡＡ２

ＡＡ３： ＡＣＡＬＬ ＢＰ

ＣＬＲ Ｃ

ＳＵＢＢ Ａ， ＠Ｒ０

ＩＮＣ Ｒ０

ＣＪＮＥ Ａ，＃００Ｈ，ＡＡ４

ＡＪＭＰ ＡＡ５

ＡＡ４： ＳＥＴＢ ００Ｈ

ＡＡ５： ＤＪＮＺ Ｒ２，ＡＡ２

ＪＢ ００ＨＡＡ６

ＣＬＲ Ｐ３．５

Ｌ３ ＭＯＶ Ｒ５，＃８

ＡＣＡＬＬ ＢＰ

ＤＪＮＺ Ｒ４，Ｌ３

ＭＯＶ Ｒ３，＃３

ＳＥＴＢ Ｐ３．５

ＡＪＭＰ ＡＡ１

ＡＡ６： ＤＪＮＺ Ｒ３，ＡＡ７

ＭＯＶ Ｒ５，＃２４

Ｌ５： ＭＯＶ Ｒ４，＃２００

Ｌ４： ＡＣＡＬＬ ＢＰ

ＤＪＮＺ Ｒ４，Ｌ４

ＤＪＮＺ Ｒ５，Ｌ５

ＭＯＶ Ｒ３，＃３

ＡＡ７： ＭＯＶ Ｒ５，＃４０

ＡＣＡＬＬ ＢＰ

ＤＪＮＺ Ｒ５，ＡＡ７

ＡＡ８： ＣＬＲ ００Ｈ

ＡＪＭＰ ＡＡ１

ＢＰ： ＣＬＲ Ｐ３．７

ＭＯＶ Ｒ７，＃２５０

Ｌ２： ＭＯＶ Ｒ６，＃１２４

Ｌ１： ＤＪＮＺ Ｒ６，Ｌ１

ＣＰＬ Ｐ３．７

ＤＪＮＺ Ｒ７，Ｌ２

ＳＥＴＢ Ｐ３．７

ＲＥＴ

ＤＥＬＡＹＭＯＶ Ｒ７,＃２０

Ｌ７: ＭＯＶ Ｒ６,＃１２５

Ｌ６: ＤＪＮＺ Ｒ６,Ｌ６

ＤＪＮＺ Ｒ７,Ｌ７

ＲＥＴ

ＥＮＤ

４　應用說明

若按鍵ＡＮ１～ＡＮ７分別代表數碼１～７，按鍵ＡＮ０代表數碼８。在沒有鍵按下時，Ｐ１．０～Ｐ１．７全是高電平１，若某個鍵被按下，相應的口線就變為低電平０。假如設定的密碼是６１２３４５７８，當按鍵ＡＮ６被按下時，Ｐ１．６變為低電平，Ｐ１端口其余口線為高電平，此時從Ｐ１端口讀入的數值為１０１１１１１１，存到３１Ｈ單元的密碼值就是１０１１１１１１，也就是ＢＦＨ。依此類推，存到３２Ｈ至３８Ｈ單元的密碼值分別是ＦＤＨ、ＦＢＨ、Ｆ７Ｈ、ＥＦＨ、ＤＦＨ、７ＦＨ、ＦＥＨ。開鎖時必須先按ＡＮ６，使從Ｐ１口讀入的第一個密碼值與３１Ｈ單元存儲的設定值相同，再順序按ＡＮ１、ＡＮ２、ＡＮ３、ＡＮ４、ＡＮ５、ＡＮ７、ＡＮ０才能開鎖。否則不能開鎖，同時開始報警。