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(shí)別密碼是否正確來開鎖或報(bào)警，通過串行存儲(chǔ)器AT24C02（AT24C02是一個(gè)2K位串行CMOS E2PROM， 內(nèi)部含有256個(gè)8位字節(jié)）來實(shí)現(xiàn)密碼的修改和存儲(chǔ)?；赟TC12C5A60S2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(chǔ)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(shí)顯示16x02即32個(gè)字符），掉電存儲(chǔ)器選用電可擦除存儲(chǔ)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(shí)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(shí)（數(shù)字健需要10個(gè)，還需要其他功能?。?yàn)镾TC12C5A60S2單片機(jī)的I/O口相對(duì)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(gè)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(gè)I/O口識(shí)別16個(gè)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(chǔ)以及輸入開鎖密碼與存儲(chǔ)的開鎖密碼的比較和處理?；赟TC12C5A60S2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(gè)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(shí)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(dòng)關(guān)閉，與此同時(shí)基于STC12C5A60S2單片機(jī)的電子密碼鎖系統(tǒng)將自動(dòng)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(shí)，應(yīng)當(dāng)將輸入的密碼存放在STC12C5A60S2單片機(jī)臨時(shí)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(gè)“*”號(hào)。在機(jī)主輸入密碼時(shí)，當(dāng)輸入的密碼位數(shù)小于6位的時(shí)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(shí)，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(huì)繼續(xù)掃描鍵盤，此時(shí)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(cuò)密碼時(shí)，戶主還可以退格將輸錯(cuò)的位清除，退格一次密碼的位數(shù)減一位 ，同時(shí)顯示器上的“*”個(gè)數(shù)也減一位。當(dāng)輸入的密碼位數(shù)變?yōu)?時(shí)，取消鍵不再起作用?；赟TC12C5A60S2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(cuò)誤次數(shù)超過規(guī)定的最高允許次數(shù)時(shí)（六次），STC12C5A60S2單片機(jī)就會(huì)自動(dòng)的不斷給蜂鳴器脈沖信號(hào)，使蜂鳴器在脈沖的條件下不斷發(fā)音。同時(shí)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(shí)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(gè)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(shí)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(shí)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(shí)時(shí)顯示當(dāng)前輸入的六位數(shù)字。當(dāng)輸入密碼正確時(shí)，對(duì)應(yīng)的開鎖；當(dāng)密碼不正確時(shí)，另一個(gè)對(duì)應(yīng)的發(fā)出聲音報(bào)警。

[1]覃明,李濤波,王小云,黃勇剛,孫晶.基于STC12C5A60S2單片機(jī)的電子密碼鎖設(shè)計(jì)[J].中國西部科技,2014(09):182.

[2]徐麗霞,徐靖.基于STC12C5A60S2單片機(jī)的智能家居電子鎖設(shè)計(jì)[J].攀枝花學(xué)院學(xué)報(bào),2015(02):150.

[3]張力.基于單片機(jī)與串行通信的電子密碼鎖設(shè)計(jì)[J].電子技術(shù)與軟件工程,2015(16):108.

[4]董海棠,張旭,馮中毅.基于單片機(jī)的電子密碼鎖設(shè)計(jì)[J].自動(dòng)化與儀器儀表,2014(10):1073.

[5]向長秋,胡湘娟,陽泳.基于STC89C52單片機(jī)的電子密碼鎖設(shè)計(jì)[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用,2015(10):256.

[6]胡紹忠.一種基于單片機(jī)AT89C51電子密碼鎖的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].無線互聯(lián)科技,2013(11):1373.