采用AT89C52單片機(jī)的多用戶密碼鎖方案設(shè)計(jì)

安全防盜已成為社會(huì)問題。而鎖自古以來就是把守門戶的鐵將軍，人們對(duì)它要求甚高，既要安全可靠地防盜，又要使用方便，這也是制鎖者長(zhǎng)期以來研制的主題。

　　文中設(shè)計(jì)的電子密碼鎖和市面銷售的AB鎖有類似之處，但主要區(qū)別在于設(shè)計(jì)的這個(gè)密碼鎖由主人決定客人進(jìn)入的密碼，不需要通過換鎖來防止用過該鎖的人再次進(jìn)入，而且只有主人才有對(duì)密碼的修改權(quán)。

　　1 方案設(shè)計(jì)思想

　　文中的多用戶密碼鎖設(shè)有一個(gè)管理員用戶，管理員對(duì)密碼有修改權(quán)。另設(shè)有兩個(gè)來賓用戶，可以根據(jù)管理員提供的密碼開鎖，自己則不可以任意修改密碼。更換住戶時(shí)，只需要管理員更換密碼即可，這樣就避免了換鎖帶來的麻煩，節(jié)約了成本。

　　密碼鎖的設(shè)計(jì)采用通用板制作，所以涉及到元器件的排布和走線問題。由于帶有一個(gè)管理員用戶(主人用戶)，可以對(duì)自己和兩個(gè)來賓用戶的密碼進(jìn)行修改，而且還要限制兩個(gè)來賓用戶的對(duì)密碼的修改權(quán)。所以，在密碼修改程序上需要精心處理，在進(jìn)入密碼修改程序時(shí)有兩個(gè)條件。首先，是主用戶進(jìn)入的系統(tǒng);其次是密碼修改按鍵被按下。在密碼輸入程序上也要特別的注意，區(qū)分并確認(rèn)是哪個(gè)用戶進(jìn)入當(dāng)前系統(tǒng)，即用戶名和密碼需對(duì)號(hào)入座，這也是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在。

　　2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與原理

　　2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　多用戶密碼鎖電路設(shè)計(jì)共分為6部分：電源、用戶顯示單元、晶振電路、鍵盤電路、編程控制部分、功能顯示單元。通過排版、布局，把這6個(gè)部分組合起來，構(gòu)成一個(gè)完整的多用戶密碼鎖控制電路，如圖1所示。

　　2.2 系統(tǒng)原理

　　首先，要有晶振電路產(chǎn)生工作時(shí)鐘送至單片機(jī)內(nèi)部的各個(gè)部件使其正常工作。其次，用AT89C5l的并行口P1接4×4矩陣鍵盤，以P1.0～P1.3作輸出線，以P1.4～P1.7作輸入線。矩陣的行線和列線分別通過兩并行接口和CPU通信。通過掃描得出的行值和列值的組合來識(shí)別被按下的按鍵的編碼以完成密碼的輸入、用戶名的輸入和切換，以及確定、取消命令、密碼修改命令、用戶切換命令和關(guān)鎖命令的輸入。再者，單片機(jī)通過P2口將要顯示的數(shù)據(jù)信號(hào)傳送到數(shù)碼管，直接控制數(shù)碼管的顯示，從而點(diǎn)亮數(shù)碼管，顯示當(dāng)前用戶。整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了各種信號(hào)提示功能的實(shí)現(xiàn)。

　　3 各功能模塊電路設(shè)計(jì)

　　3.1 鍵盤電路

　　密碼鎖要輸入密碼就肯定要使用鍵盤。設(shè)計(jì)的是4×4的鍵盤，除了0～9這10個(gè)數(shù)字鍵之外，還有“確定”、“取消”、“密碼修改”、“關(guān)鎖”、“用戶切換”、和“顯示開關(guān)”。4×4矩陣排列能有效的節(jié)約端口資源，避免使用端口擴(kuò)展模塊。鍵盤安裝時(shí)，按鍵按照4×4格式進(jìn)行矩陣排列。在P1.4～P1.7輸出線上接拉高電阻，讓端口能準(zhǔn)確的置高、置低。拉高電阻的另一端則連接在一起接5 V電源。電路如圖2所示。

3.2 顯示電路

　　電路主要使用七段數(shù)碼管。單片機(jī)通過P2口將要顯示的數(shù)據(jù)信號(hào)傳送到數(shù)碼管，直接控制數(shù)碼管的顯示，從而點(diǎn)亮數(shù)碼管。由于單片機(jī)的時(shí)鐘頻率達(dá)到12 MHz，所以，看不到數(shù)據(jù)是一位一位傳輸?shù)?。從人類視覺的角度上看，就仿佛是全部數(shù)碼管同時(shí)顯示的一樣。由單片機(jī)控制數(shù)碼管顯示1～3，分別表示3個(gè)用戶。硬件電路主要是7段顯示譯碼器的a～g對(duì)應(yīng)接到單片機(jī)的P2.0～P2.6，通過查表得到要顯示的數(shù)值。電路如圖3所示。

　　4 軟件設(shè)計(jì)

　　4.1 軟件設(shè)計(jì)思想

　　整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于區(qū)分3個(gè)用戶的進(jìn)入。只有主用戶進(jìn)入之后才可以對(duì)自己及客人用戶的密碼進(jìn)行修改。其他用戶進(jìn)入是不可以對(duì)自己的密碼進(jìn)行修改的。

　　程序設(shè)計(jì)主要包括了密碼修改程序、密碼輸入程序、報(bào)警程序、控鍵掃描程序、數(shù)字鍵轉(zhuǎn)換程序和功能鍵轉(zhuǎn)換程序。在整個(gè)程序的運(yùn)行過程中，控鍵掃描程序放在中斷服務(wù)子程序中，每隔150ms進(jìn)行一次掃描。密碼修改程序，在設(shè)計(jì)中每個(gè)用戶進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)都已加了標(biāo)注，以確保密碼被修改時(shí)可以準(zhǔn)確的分辨出修改密碼的用戶是哪個(gè)，用戶對(duì)密碼是否有修改權(quán)。

　　4.2 主程序的設(shè)計(jì)

　　先判斷密碼是否輸入，如密碼輸入，則將密碼輸入到密碼輸入緩沖區(qū)，密碼輸入完成，確認(rèn)后進(jìn)行密碼比對(duì)，區(qū)別出哪個(gè)用戶進(jìn)入密碼鎖系統(tǒng)，比對(duì)成功之后用標(biāo)志位區(qū)別主人用戶和來賓用戶。在密碼修改程序中。首先，判斷是否是主人用戶。其次，判斷是否有密碼修改要求，在滿足上述兩個(gè)條件的情況下再進(jìn)入密碼修改程序。兩次新密碼的輸入相同話則表示密碼修改成功。接下來是報(bào)警子程序，用寄存器累加連續(xù)輸入的錯(cuò)誤密碼的次數(shù)，達(dá)到3次則產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。最后是顯示子程序，用來顯示當(dāng)前進(jìn)入系統(tǒng)的用戶。主程序流程圖如圖4所示。

　　5 結(jié)束語

　　文中設(shè)計(jì)的密碼鎖既能確保密碼可以被有權(quán)用戶進(jìn)行修改，還有限制用戶對(duì)自己或別人密碼進(jìn)行修改等功能。以AT89C52單片機(jī)芯片為核心，同時(shí)給出系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案，硬件模塊電路及軟件設(shè)計(jì)。