基于STC89C52單片機(jī)的電子密碼鎖設(shè)計(jì)

　引言

　　以往個(gè)人資料保存、部門文件檔案多用機(jī)械鎖，需攜帶多把鑰匙，使用極不方便，鑰匙丟失后安全性差。

　　隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對日常生活中的安全保險(xiǎn)器件的要求越來越高。為滿足人們對門鎖的使用要求、增加其安全性，電子密碼鎖應(yīng)運(yùn)而生，它具有防試探按鍵輸入，智能控制上鎖、報(bào)警、修改密碼等多種功能f1剖。鑒于以往單片機(jī)的內(nèi)部程序存儲器不能由單片機(jī)自身修改，要完成修改密碼功能，多采用片外串行E2PRoM實(shí)現(xiàn)。宏基公司生產(chǎn)的STC89系列單片機(jī)，高速、低功耗、新增在系統(tǒng)／在應(yīng)用可編程（ISP，IAP）功能，使不具有E2PRoM的單片機(jī)具有了E2PRoM的功能，可以在線對現(xiàn)場歷史數(shù)據(jù)的存儲功能，適用于一些需經(jīng)常改變數(shù)據(jù)的應(yīng)用產(chǎn)品（如計(jì)費(fèi)器、門禁系統(tǒng)等）及需遠(yuǎn)距離改變設(shè)備參數(shù)的產(chǎn)品（遙控設(shè)備等）。采用STC89C52單片機(jī)設(shè)計(jì)的電子密碼鎖，利用內(nèi)部E2PROM資源，不需要外接程序存儲器就能完成修改密碼等多種功能，并且保密性高、成本低、簡單易行，符合住宅、部門辦公安全要求。

　　1 設(shè)計(jì)思路及軟硬件實(shí)現(xiàn)

　　電子密碼鎖工作時(shí)分為兩種工作狀態(tài)，分別是正常狀態(tài)和鎖定狀態(tài)。鎖定狀態(tài)時(shí)，輸出鎖定信號，供外部執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用，實(shí)現(xiàn)上鎖功能；正常狀態(tài)時(shí)，鎖定信號消失，供外部執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用，允許用戶進(jìn)行密碼修改。

　　電子密碼鎖設(shè)計(jì)分硬件和軟件部分。硬件電路見圖1，包括穩(wěn)壓、晶振、復(fù)位、3×4鍵盤、指示燈、報(bào)警和電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。軟件編程思路如圖1所示。

　　用1個(gè)無符號字符型數(shù)組Val—Code和1個(gè)無符號字符型變量Val—Num來存放鍵盤輸入的數(shù)據(jù)大小和輸入個(gè)數(shù)。程序啟動(dòng)或復(fù)位后，清空數(shù)組Val—Code和變量Val—Num，并初始化定時(shí)器、報(bào)警器；進(jìn)入鎖定狀態(tài)時(shí)，啟動(dòng)報(bào)警功能，如發(fā)現(xiàn)用戶按下“開鎖”鍵，則讀入從微鍵盤輸入的數(shù)字序列，更新數(shù)組Val Code和變量Val Num；然后比較數(shù)組Val Code與單片機(jī)內(nèi)部E2PRoM中的密碼是否相同，如密碼相同則開鎖、執(zhí)行開鎖動(dòng)作、輸出開鎖信號、進(jìn)入正常狀態(tài)，否則繼續(xù)等待用戶開鎖（為防止非法用戶惡意多次試探密碼，可在程序中設(shè)置當(dāng)連續(xù)三次輸入錯(cuò)誤密碼后自動(dòng)報(bào)警。直至開鎖后解除）。在正常狀態(tài)時(shí)，可以進(jìn)行重新設(shè)置密碼、上鎖等操作。重新設(shè)置密碼時(shí)，首先驗(yàn)證原始密碼，如相同則可進(jìn)行密碼更改，然后將新密碼保存至單片機(jī)。內(nèi)部E2PROM中。

　　2 STC89C52單片機(jī)內(nèi)部E2PROM及使用

　　2.1 STC89C52RC單片機(jī)內(nèi)部E2PROM

　　在STC89C52單片機(jī)中有2 kB的E2PROM存儲器，分8個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)512 B，擦寫次數(shù)可達(dá)10萬次以上，寫入數(shù)據(jù)有效保存時(shí)間可達(dá)100年。片內(nèi)DataFlash（E2PROM）地址如表1所示。

　　2.2 相關(guān)特殊功能寄存器

　　與使用STC89C52RC單片機(jī)內(nèi)部E2PROM有關(guān)的特殊功能寄存器見表2。

　　2.2.1 ISP CONTR控制寄存器

　　ISP CONTR控制寄存器的功能見表3。

　　ISPEN：功能允許位。0禁止改變FI.ASH內(nèi)容；1允許改變內(nèi)容。

　　SWBS：軟件選擇從用戶區(qū)啟動(dòng)還是從ISP啟動(dòng)。

　　0從用戶區(qū)啟動(dòng)；1從ISP啟動(dòng)。

　　SWRST：軟件復(fù)位操作。0不操作；1產(chǎn)生軟件系統(tǒng)復(fù)位，硬件自動(dòng)清零。

　　讀、寫、擦除扇區(qū)時(shí)間由控制寄存器設(shè)置。

　　2.2.2 ISP TRIG命令觸發(fā)寄存器

　　在ISP CONTR最高位ISPEN=1時(shí)，對ISPTRIG先寫46H，再寫B(tài)9H，讀寫E2PROM的命令才會(huì)生效。

　　2.2.3 ISP CMD命令寄存器

　　ISP CMD對讀寫或擦除FLASH進(jìn)行控制，其功能見表4。

　　2.2.4 ISP—DATA，ISP—ADDRH，ISP—ADDRL

　　使用單片機(jī)內(nèi)部FLASH E2PROM寫入數(shù)據(jù)或擦除數(shù)據(jù)時(shí)，需要用專門的存儲器存放處理的數(shù)據(jù)和地址，ISP DATA用來存放數(shù)據(jù)，ISP ADDRH用來存放地址高字節(jié)，ISP ADDRL用來存放地址低字節(jié)。

　　2.2.5 特殊功能寄存器的聲明

　　2.3主要功能模塊

　　2.3.1 允許FLASH E2PROM的操作

　　2.3.2 禁止FLASH E2PROM操作，清除有關(guān)寄存器

　　2.3.3讀單片機(jī)內(nèi)部E2PROM

　　2.3.4 寫單片機(jī)內(nèi)部E2PROM

　　2.3.5 擦除單片機(jī)內(nèi)部E2PROM扇區(qū)

　　3 結(jié)語

　　采用STC89C52單片機(jī)設(shè)計(jì)的電子密碼鎖，實(shí)現(xiàn)智能電子密碼鎖的控制功能，克服了機(jī)械密碼鎖密碼量少的缺點(diǎn)；采用內(nèi)部E2PROM保存密碼，比采用片外E2PROM具有更高的安全性、可靠性，可廣泛用于家居、辦公等智能控制系統(tǒng)中。