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一、基本組成：
單片機(jī)小系統(tǒng)+４*４矩陣鍵盤+１６０２顯示+ＤＣ電機(jī)
基本電路：
鍵盤和和顯示
鍵盤接P1口，液晶的電源的開、關(guān)通過P2.7口控制
電機(jī)(控制口P2.4)
小系統(tǒng)就不貼上來了吧。。。
二、基本功能描述：
1．驗(yàn)證密碼、修改密碼
a)鎖的初始密碼是123456(密碼最長(zhǎng)為10位,最短為1位)。
2．恢復(fù)初始密碼
a)系統(tǒng)可以恢復(fù)初始密碼，否則一旦忘記密碼而又不能恢復(fù)初始密碼，該鎖就永遠(yuǎn)打不開。但是又不能讓用戶自行修改密碼，否則其他人也可以恢復(fù)該初始密碼，使得鎖的安全性大大下降。
3．使系統(tǒng)進(jìn)入低功耗狀態(tài)
a)在實(shí)際使用中，鎖只有在開門時(shí)才被使用。因而在大多數(shù)的時(shí)間里，應(yīng)該讓鎖進(jìn)入休眠狀態(tài)、以降低功耗，這使系統(tǒng)進(jìn)入掉電狀態(tài)，可以大大降低系統(tǒng)功耗。
b)同時(shí)將LCD背光燈關(guān)閉
4．DC電機(jī)模擬開鎖動(dòng)作。
a)DC電機(jī)啟動(dòng)時(shí)解除開鎖把手的鎖定，允許通過把手開鎖。DC電機(jī)不直接開鎖，使得DC電機(jī)的功率不用太大，系統(tǒng)的組成和維護(hù)將變得簡(jiǎn)單，功耗也降了下來。
三、密碼鎖特點(diǎn)說明:
1.0 輸入將被以字符形式輸入,最長(zhǎng)為10位。
超過10位時(shí)系統(tǒng)將自動(dòng)截取前10位、但不作密碼長(zhǎng)度溢出提示。
2.0 開鎖10秒后不允許更改密碼、并提示修改超時(shí)_進(jìn)入初始態(tài),需要重新輸入密碼方可再次修改密碼。
3.0 系統(tǒng)未使用存儲(chǔ)器存儲(chǔ)密碼故掉電后密碼自動(dòng)恢復(fù)為初始密碼。
4.0 若2分鐘內(nèi)無任何操作,系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入省電模式運(yùn)行,同時(shí)關(guān)閉液晶顯示,以節(jié)省電力。
5.0 輸入密碼正確后、電機(jī)允許開鎖時(shí)間為5秒, 5秒后需要再次輸入密碼才可以再次開鎖。
6.0 修改密碼鍵和恢復(fù)初始密碼鍵最好置于室內(nèi)。
這是Proteus仿真結(jié)果：
輸入密碼123456：
顯示結(jié)果：
密碼正確時(shí)電機(jī)啟動(dòng)、電機(jī)將持續(xù)5秒：
這是鍵盤：
開鎖鍵是接INT0引腳接的一個(gè)獨(dú)立按鍵,用于喚醒CPU工作、進(jìn)而開啟整個(gè)系統(tǒng)
密碼正確時(shí)可以修改密碼：
再次輸入新密碼,兩次輸入相同時(shí)、更改有效
當(dāng)然你可以隨時(shí)放棄修改密碼
改進(jìn)：
1.0 密碼鎖的秘密沒有存儲(chǔ),因而在掉電時(shí)最新的密碼將丟失,重新上電后密碼將恢復(fù)成為初始密碼。這使得每次換電池或停電后密碼都得恢復(fù)一次,給使用帶來不便,但是為了要存儲(chǔ)一個(gè)最多只有十幾字節(jié)的密碼就增加一個(gè)存儲(chǔ)器、似乎不是很值,最好是所選的單片機(jī)自帶這樣的存儲(chǔ)器(容量很小、如32B)。當(dāng)然如果電源來自市電的話,就不會(huì)經(jīng)常掉電了。
2.0 系統(tǒng)的最好再增加電源監(jiān)測(cè)的設(shè)計(jì),在電池電力不夠時(shí)發(fā)出提示。這時(shí)還可以增加備用電池,這樣就可以保證系統(tǒng)不會(huì)掉電。但是這些都要依賴于成本。
3.0 液晶的顯示最好采用中文。通過對(duì)1602的CGRAM的操作可以實(shí)現(xiàn)中文顯示,使得用戶界面更好。
主函數(shù)：
確認(rèn)鍵操作：
確認(rèn)函數(shù)_ confirm()操作：
0_將 '\0' 置于輸入table_input[]結(jié)尾
(table_input[]的長(zhǎng)度返回值在length里面)
根據(jù)操作標(biāo)識(shí)選擇任務(wù)：
1_確認(rèn)密碼：判定輸入密碼正確與否
2_修改密碼：確認(rèn)第一次輸入并保存
要求第二次輸入
比較兩次輸入是否相同
根據(jù)比較結(jié)果選擇任務(wù)：
修改失敗,進(jìn)入輸入密碼態(tài)
修改成功,將輸入復(fù)制到table_password[]
確認(rèn)函數(shù)_confirm()相關(guān)標(biāo)識(shí)位目錄:
flag_display;//根據(jù)其值可以確定顯示信息
flag_confirm;//確認(rèn)鍵根據(jù)此標(biāo)識(shí)判定任務(wù),默認(rèn)為0_即為確定密碼狀態(tài)
flag_allow;//允許修改密碼標(biāo)識(shí),在密碼比較正確時(shí)置1
flag_amend;//第一/二次輸入新密碼標(biāo)識(shí)
flag_M;//允許電機(jī)開鎖標(biāo)識(shí)
相關(guān)變量
sbit M=P3^6;//電機(jī)控制口
flag_confirm;//操作任務(wù)標(biāo)識(shí)位
flag_compare;//比較輸入與密碼|相等時(shí)返回1,否則返回0
static flag_amend;//修改密碼時(shí)的標(biāo)識(shí)
第一次輸入前=1,輸入后置2
第二次輸入前=2,輸入后置0
flag_display=0;//確認(rèn)鍵操作的返回值根據(jù)返回值可以確定顯示信息
flag_allow;//允許改密碼標(biāo)識(shí),在密碼比較正確時(shí)置1,不正確時(shí)置0
process_char()函數(shù)::_M;//DC電機(jī)控制口
process_char()函數(shù)::_length;//跟蹤記錄輸入table_input[11]的字符長(zhǎng)度( <=10 )
lcd_display()函數(shù)中標(biāo)識(shí)位flag_display的值與意義:
=0:不顯示|不刷新顯示
=1:密碼錯(cuò)誤
=2:密碼正確
=3:請(qǐng)輸入新密碼
=4:請(qǐng)?jiān)俅屋斎胄旅艽a
=5:密碼修改成功
=6:密碼修改失敗
=7:顯示輸入密碼狀態(tài)_The password!
=8:放棄修改密碼
=9:已開鎖
流圖不怎么清晰、不過下一篇就是程序了，可以從程序推出流圖。
程序比較多,所以寫成了幾個(gè)文件,同時(shí)應(yīng)用了相當(dāng)多的標(biāo)識(shí)位來進(jìn)行信號(hào)傳遞。
我覺得邊看程序邊畫它的流程圖會(huì)更好地幫助我們讀程序。
1.0 main.c文件
#include<reg52.h>
#include<string.h>
#include"mydefine_2.h"
static void delay(unsigned int N)//N ms延時(shí)_12MHz/準(zhǔn)確性高
{
unsigned int i=0,j=0;
for(i=1;i<=N;i++)
for(j=1;j<=355;j++) ;
}
void clock()
{
key_clock=0;
delay(15);
key_clock=1;
}
void init()
{
key_LCD=0;
init_1602();
TMOD=0x01;
TH0=0x3C;//=(65535-5000)/256
TL0=0xAF;//(65535-5000)%256
EA=1;
ET0=1;
TR0=0;
EA=1;//外部中斷0喚醒CPU(空閑方式)
EX0=1;
IT0=1;
command(0x80);
lcd_display(7);
}
void main()
{
init();
while(1)
{
temp=keyboard_matrix();//掃描輸入
if(temp)//有按鍵輸入信息
{
clock();//按鍵聲
TR0=0;//關(guān)閉計(jì)時(shí)
timer=0;
receive(temp);//輸入的字符串長(zhǎng)度為length( <= 10)
if(i!=length)//輸入時(shí)顯示"*"
{
command(0xC0+length);//為顯示密碼輸入設(shè)定位置
display('*');
i=length;
}
switch(temp)//根據(jù)按鍵號(hào)調(diào)用任務(wù)
{
//修改密碼
case 12: if((flag_allow) && (flag_amend==0))//輸入密碼正確的條件下可以更改
{
table_input[0]='\0';
flag_display=3;//請(qǐng)輸入新密碼
flag_confirm=1;//確認(rèn)鍵進(jìn)入確認(rèn)修改密碼功能
flag_amend=1;//每次按下修改鍵時(shí)都是第一次輸入新密碼
length=0; //重按修改鍵時(shí)也是第一次輸入新密碼
i=0;
}
else
{
flag_confirm=0;//恢復(fù)初始態(tài)
flag_amend=0;
lcd_display(1);//密碼不正確
delay(500);
flag_display=7;
length=0;
i=0;
}
break;
case 11: //取消
command(0xC0+length);//擦出顯示
display(' ');//顯示后光標(biāo)_顯示地址又加了1
command(0xC0+length);//重置光標(biāo)_顯示地址|實(shí)為將光標(biāo)拉回來
i=0;
if(length > 0)
{
length--;//input[]位置后退一位
}
break;
case 10: confirm();//確定
i=0;
break;
case 13: //修改密碼的過程中取消修改密碼|將系統(tǒng)置于初始態(tài)即可
if((flag_amend==1) || (flag_amend==2))
{
flag_amend=0;
flag_confirm=0;
lcd_display(8);
delay(500);
flag_display=7;
length=0;
i=0;
}
break;
}
lcd_display(flag_display);
}
else
{
TR0=1;//開始計(jì)時(shí)等待
}
DC_Moter();
resume_password();
if(flag_clear)//恢復(fù)密碼和開鎖鍵_外部中斷有效時(shí)重新計(jì)時(shí)
{
flag_clear=0;
timer=0;
}
if(timer==100)//10秒后不允許更改密碼
{
flag_allow=0;
flag_amend=0;
flag_confirm=0;
length=0;
i=0;
lcd_display(7);//顯示初始態(tài),以提示修改超時(shí)
}
if(timer==1200)//≈2分鐘后休眠|空閑方式
{
TR0=0;
timer=0;
clear_system();//恢復(fù)初始態(tài)
i=0;
key_clock=0;
delay(250);
key_clock=1;
PCON|=0x01;
lcd_display(7);//喚醒CPU后顯示初始態(tài)
}
}
}
void int0() interrupt 0
{
key_LCD=0;//開液晶電源
key_clock=0;
delay(250);
key_clock=1;
flag_clear=1;
}
void Timer0() interrupt 1 //50ms
{
TH0=0x3C;//(65535-50000)/256
TL0=0xAF;//(65535-50000)%256
timer++;
}
2.0 負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)具體操作的 process_char.c 文件
#include<reg52.h>
#include<string.h>
#include"mydefine.h"
sbit key_self=P2^1;//獨(dú)立按鍵,用于恢復(fù)初始密碼
sbit key_LED=P2^0;
sbit key_M=P2^4;//DC電機(jī)控制口
sbit key_LCD=P2^7;//液晶電源控制口
extern bit flag_clear;//恢復(fù)密碼和開鎖鍵_外部中斷的有效標(biāo)識(shí)
extern unsigned int timer;//定時(shí)器0計(jì)數(shù)時(shí)段標(biāo)記_50ms一次定時(shí)中斷
extern unsigned char length=0;//跟蹤記錄輸入table_input[11]的字符長(zhǎng)度( <=10 )
extern unsigned char flag_display=0;//根據(jù)其值可以確定顯示信息
extern unsigned char flag_confirm=0;//確認(rèn)鍵根據(jù)此標(biāo)識(shí)判定任務(wù),默認(rèn)為0_即為確定密碼狀態(tài)
extern unsigned char flag_allow=0;//允許修改密碼標(biāo)識(shí),在密碼比較正確時(shí)置1
extern unsigned char flag_amend=0;//第一/二次輸入新密碼標(biāo)識(shí)
unsigned char flag_M=0;//允許電機(jī)開鎖標(biāo)識(shí)
extern void command(unsigned char command);
extern void display(unsigned char date);
//向I2C地址為address處寫入數(shù)據(jù)date
extern void write_I2C(unsigned char address,unsigned char date);
//讀出I2C地址為address處的數(shù)據(jù)
extern unsigned char read_I2C(unsigned char address);
static void delay(unsigned int N)//N ms延時(shí)/準(zhǔn)確性高
{
unsigned int i=0,j=0;
for(i=1;i<=N;i++)
for(j=1;j<=355;j++) ;
}
//休眠前清除table_input中的值
extern void clear_system()
{
table_input[0]='\0';//恢復(fù)初始態(tài)
length=0;
flag_allow=0;
flag_confirm=0;
flag_amend=0;
flag_clear=0;
key_LCD=1;//關(guān)液晶電源
}
//接收鍵盤輸入|以字符形式存入table_input[11]
extern void receive(unsigned char temp)
{
//按鍵在松手時(shí)讀取按鍵號(hào),故不會(huì)重復(fù)讀取按鍵值
if(temp && length<=9)//如此,則無按鍵時(shí)執(zhí)行效率高
{
switch(temp)
{
case 1:
case 2:
case 3:
case 4:
case 5:
case 6:
case 7:
case 8:
case 9: table_input[length++]=temp+48;//以字符形式存入table_input[11]
break;
case 14: table_input[length++]=48;//字符0
}
}
}
//根據(jù)任務(wù)選擇顯示信息
extern void lcd_display(unsigned char temp)
{
unsigned char i=0,*p=NULL;
if(temp)
{
switch(temp)//選擇顯示信息
{
case 1: p=table_error;//密碼不正確
break;
case 2: p=table_pass;//密碼正確
break;
case 3: p=table_new;//請(qǐng)輸入新密碼
break;
case 4: p=table_again;//請(qǐng)?jiān)俅屋斎胄旅艽a
break;
case 5: p=table_changed;//密碼修改成功
break;
case 6: p=table_fail;//密碼修改失敗
break;
case 7: p=table_enter;//顯示輸入密碼:The password!
break;
case 8: p=table_abandon;//放棄修改密碼
break;
case 9: p=table_close;//鎖閉
break;
case 10: p=table_resume;//鎖閉
break;
}
command(0x01);
delay(1);
command(0x80);
while(*p!='\0')
{
display(*(p++));
}
flag_display=0;//顯示后清0,避免重復(fù)顯示
}
}
//確認(rèn)
extern void confirm(void)
{
unsigned char flag_compare=0;//用于記錄比較輸入與密碼的結(jié)果|相等時(shí)返回1,否則返回0
unsigned char flag_compare_2=0;//用于記錄對(duì)兩次輸入的新密碼的比較結(jié)果|相等時(shí)返回1,否則返回0
unsigned char i=0;
if(length > 0)//輸入不為空
{
table_input[length]='\0';
length=0;//輸入字符串長(zhǎng)度清0
if(flag_confirm)//修改密碼
{
switch(flag_amend)
{
case 1: strcpy(table_newpassword,table_input);//第一次輸入新密碼
table_input[1]='\0';//避免第一次輸入的內(nèi)容在放棄修改時(shí)再次被利用
flag_amend=2;
flag_display=4;//請(qǐng)?jiān)俅屋斎朊艽a
break;
case 2: flag_compare_2=strcmp(table_input,table_newpassword);//第二次輸入新密碼
flag_amend=0;//清0,允許再次修改
flag_confirm=0;//進(jìn)入初始之確認(rèn)密碼狀態(tài)
if(!flag_compare_2)//兩次輸入相同==0
{
strcpy(table_password,table_input);
table_input[1]='\0';//避免修改完成后再次被利用,造成重復(fù)修改,同時(shí)避免剛修改了就是pass狀態(tài)
lcd_display(5);//修改成功
delay(500);
flag_display=7;
}
else
{
lcd_display(6);//修改失敗
delay(500);
flag_display=7;
}
break;
}
}
else//驗(yàn)證密碼
{
flag_compare=strcmp(table_input,table_password);
if(!flag_compare)//密碼正確==0
{
flag_allow=1;//允許修改密碼
flag_M=1;//允許開鎖
flag_display=2;//密碼正確信息:Pass!
table_input[1]='\0';//改變輸入,使不致出亂
}
else//密碼錯(cuò)誤
{
flag_allow=0;//不允許修改密碼
lcd_display(1);//密碼錯(cuò)誤信息:Error!
delay(500);
flag_display=7;
}
}
}
}
//電機(jī)控制
extern void DC_Moter()
{
if(flag_M)//允許開鎖
{
flag_M=0;
key_M=0;//開鎖
key_LED=0;
delay(1250);
key_M=1;
key_LED=1;
timer=0;
lcd_display(7);//進(jìn)入初始態(tài)
}
}
//恢復(fù)初始密碼
extern void resume_password()
{
if(!key_self)//==0
{
delay(3);
if(!key_self)//==0
{
while(!key_self) ;//==0
strcpy(table_password,table_original);
flag_clear=1;
lcd_display(10);
delay(500);
lcd_display(7);
}
}
}
確認(rèn)函數(shù)_ confirm()操作：
0_將 '\0' 置于輸入table_input[]結(jié)尾
(table_input[]的長(zhǎng)度返回值在length里面)
根據(jù)操作標(biāo)識(shí)選擇任務(wù)：
1_確認(rèn)密碼：判定輸入密碼正確與否
2_修改密碼：確認(rèn)第一次輸入并保存
要求第二次輸入
比較兩次輸入是否相同
根據(jù)比較結(jié)果選擇任務(wù)：
修改失敗,進(jìn)入輸入密碼態(tài)
修改成功,將輸入復(fù)制到table_password[]
確認(rèn)函數(shù)_confirm()相關(guān)標(biāo)識(shí)位目錄:
flag_display;//根據(jù)其值可以確定顯示信息
flag_confirm;//確認(rèn)鍵根據(jù)此標(biāo)識(shí)判定任務(wù),默認(rèn)為0_即為確定密碼狀態(tài)
flag_allow;//允許修改密碼標(biāo)識(shí),在密碼比較正確時(shí)置1
flag_amend;//第一/二次輸入新密碼標(biāo)識(shí)
flag_M;//允許電機(jī)開鎖標(biāo)識(shí)
相關(guān)變量
sbit M=P3^6;//電機(jī)控制口
flag_confirm;//操作任務(wù)標(biāo)識(shí)位
flag_compare;//比較輸入與密碼|相等時(shí)返回1,否則返回0
static flag_amend;//修改密碼時(shí)的標(biāo)識(shí)
第一次輸入前=1,輸入后置2
第二次輸入前=2,輸入后置0
flag_display=0;//確認(rèn)鍵操作的返回值根據(jù)返回值可以確定顯示信息
flag_allow;//允許改密碼標(biāo)識(shí),在密碼比較正確時(shí)置1,不正確時(shí)置0
process_char()函數(shù)::_M;//DC電機(jī)控制口
process_char()函數(shù)::_length;//跟蹤記錄輸入table_input[11]的字符長(zhǎng)度( <=10 )
lcd_display()函數(shù)中標(biāo)識(shí)位flag_display的值與意義:
=0:不顯示|不刷新顯示
=1:密碼錯(cuò)誤
=2:密碼正確
=3:請(qǐng)輸入新密碼
=4:請(qǐng)?jiān)俅屋斎胄旅艽a
=5:密碼修改成功
=6:密碼修改失敗
=7:顯示輸入密碼狀態(tài)_The password!
=8:放棄修改密碼
=9:已開鎖
3.0 定義各個(gè)數(shù)組的頭文件mydefine.h
extern unsigned char table_input[11]={0}; //接收鍵盤輸入
unsigned char table_password[11]="123456"; //密文
unsigned char table_newpassword[11]="456"; //接收新密碼
unsigned char code table_original[11]="123456"; //初始密碼
//顯示信息
unsigned char code table_pass[]="Pass!"; //成功進(jìn)入
unsigned char code table_error[]="Operate Error!"; //密碼錯(cuò)誤信息
unsigned char code table_enter[]="The password:"; //輸入密碼
unsigned char code table_new[]="New password:"; //輸入新密碼
unsigned char code table_again[]="Enter again:"; //再次輸入新密碼
unsigned char code table_changed[]="Changed!"; //密碼修改成功
unsigned char code table_fail[]="Fail changce!"; //密碼修改失敗
unsigned char code table_abandon[]="Abandon changce!";//放棄修改密碼
unsigned char code table_close[]="Locked!";//鎖閉
unsigned char code table_resume[]="Resumed!";//恢復(fù)初始密碼
4.0 頭文件mydefine_2.h
定義了各個(gè)外部文件向主函數(shù)用到的操作函數(shù)和外部變量
#ifndef _mydefine_2_h_
#define _mydefine_2_h_
sbit key_LED=P2^0;
sbit key_clock=P3^3;//蜂鳴器
sbit key_LCD=P2^7;//液晶電源控制口
extern bit flag_clear=0;//恢復(fù)密碼和開鎖鍵_外部中斷的有效標(biāo)識(shí)
extern unsigned int timer=0;//定時(shí)器0計(jì)數(shù)時(shí)段標(biāo)記_50ms一次定時(shí)中斷
static unsigned char i=0;//顯示*用變量
unsigned char temp=0;//用于接收鍵盤輸入(按鍵在松手時(shí)讀取按鍵號(hào))
extern unsigned int table_input[11];//接收輸入
extern unsigned char flag_allow;//允許改密碼標(biāo)識(shí),在密碼比較正確時(shí)置1
extern unsigned char flag_confirm;//確認(rèn)鍵根據(jù)此標(biāo)識(shí)判定任務(wù),默認(rèn)為0_即為確定密碼狀態(tài)
extern unsigned char flag_display;//確認(rèn)鍵操作的返回值,根據(jù)返回值可以確定顯示信息
extern unsigned char flag_amend;//第一/二次輸入新密碼標(biāo)識(shí)
extern unsigned char length;//輸入input的字符長(zhǎng)度(length <= 16)
//1602液晶:extern_1602.c *****************************************************************
extern void init_1602();
extern void command(unsigned char command);
extern void display(unsigned char date);
//鍵盤:extern_keyboard_no_T0_2.c *********************************************************
//矩陣鍵盤.無按鍵動(dòng)作時(shí)其返回值num_key=0,否則返回按鍵號(hào)num_key
extern unsigned char keyboard_matrix();//(在松手時(shí)讀取按鍵號(hào)****檢測(cè)高四位)
//密碼處理:process_char.c ****************************************************************
//電機(jī)控制
extern void DC_Moter();
//接收鍵盤輸入|以bit形式存入input__返回值為輸入的字符串長(zhǎng)度length(length <= 10)
extern void receive(unsigned char temp);//涉及文件間變量length
//確認(rèn)按鍵操作
extern void confirm(void);//涉及跨文件調(diào)用的變量flag_confirm,flag_allow,flag_amend
//根據(jù)任務(wù)選擇顯示信息
extern void lcd_display(unsigned char flag_display);//涉及跨文件調(diào)用的變量flag_display
extern void clear_system();//恢復(fù)初始態(tài)
extern void resume_password();//恢復(fù)初始密碼
//****************************************************************************************
#endif
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