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来源：《无线互联科技》2022年第05期
摘要：电子密码锁是一种通过密码输入来控制电路或是芯片工作，从而控制机械开关的闭合。单片机具有超大规模集成电路技术，有极强的数据处理能力，I/O口多。文章设计的密码锁能防止多次试探密码，该密码锁对单片机的型号选择、硬件设计、软件流程图、单片机存储单元的分配等都进行了注释，且结构小，功能强。现在很多单位甚至家里的各个家用电器，还有保险箱都需要它。 关键词：AT89C51单片机;I/O口接线;LED显示;复位电路;焊接技术 0引言
随着电子技术的发展，密码锁在生活中随处可见，以往的机械锁只能通过钥匙开启，而且存在容易丢失、忘记携带钥匙的缺点，给人们的工作和生活带来不少麻烦[1]。而电子密码
锁可以通过指纹、蓝牙、卡片、密码、远程、应急钥匙等方式开锁，不用担心因钥匙遗失、忘带钥匙带来的烦恼。电子密码锁是大趋势，而且安防性能近年也有飞速提升。各种开锁方式，回归根本，锁本身也需要够坚固，材质要坚固，锁体要防爆，锁芯防盗防撬性能高才行。中消协普及的B级锁芯的概念，防撬时间等都有固定标准，市场上现在也有很多远远超过这个标准的锁芯，对应的企业标准也有超B级、C级等。而在开门方式上，卡容易被复制，密码容易被偷窥，指纹的安全性能是最高的[2]。指纹识别的技术也越来越先进，从早期的光学读头进步到现在的半导体读头，读取的已经不是表皮层的纹路而是深入真皮层，而且是活体识别，所以也适用于指纹淡的人，也杜绝被复制[3-4]。
1设计与实现
1.1需求分析
根据前期对密码锁用户的调研，了解到密码锁的基本功能需求，现具体阐述如下。本设计采用AT89C51单片机电子锁系统，进行初始化设置，启动密码锁功能，密码输入显示屏幕采用了7段数码管半导体发光器件。系统控制指令通过单片机进行实现，单片机根据实际操作情况分配部件工作内容，程序操作性强、方便简洁。在用户输入密码过程中，单片
机将会采用矩阵按键布局模式记录当前输入密码，并将该密码与系统设置密码进行比对，若密码匹配则开启密码锁，若密码错误则需要用户按下删除键重新输入密码。当用户输入密码错误次数超过3次，电子密码锁将会自动锁定，需要用户切换管理员模式输入管理员密码才可解锁当前状态，并重新输入解锁密码。
1.2总体设计
根据设定好的密码，采用矩阵式按键实现密码的输入功能，当密码输入正确之后，锁就打开（即绿灯亮），如果输入的3次密码不正确，就锁定按键3 s，同时报警（即红灯亮）。我们将密码程序存在EPROM 中，用户通过单片机上P1.0 口上的按键进行选择。具体操作如下：首先按一下P1.0口上的按键，然后再逐渐输入密码，最后按#号确认即可。設置显示初始符号“—”，为了帮助用户确认是否有键按下，并且防止密码外泄，在输入显示时，并不是显示用户按下的数字符号，而是以一个特定的字母符号提醒用户是否有键按下。有键按下，就会显示字符“F”，没有键按下就是初始状态。首先按下P1.0口上的按键，然后输入密码，正确则绿灯亮，输入3次都不正确的则红灯亮。
1.3硬件与软件设计
设计思路如下：初始化从EEPROM中读取密码，单片机通电即显示首页，按任意键进入功能选择界面，可通过按键移动光标选择直接输入密码登录，或者进行修改密码操作。（1）直接输入密码登录：通过矩阵按键输入6位数字密码，并存入数组，然后通过该数组与EEPROM读取的密码进行比对，从而判断密码是否正确，如果密码正确则显示登录成功并触发流水灯反馈结果，如果密码错误则显示输入错误并触发蜂鸣器警告，当输入密码次数超过3次则直接返回首页。（2）进行修改密码操作：提示输入原密码，键入6位密码并判断，当输入密码正确时提示输入新密码，键入6位新密码后存入EEPROM，重启或重新登录时从EEPROM读取密码，此时使用为新密码。
硬件设计主要由以下几个部分构成：AT89S52单片机最小系统、AT24C02数据存储模块、按键模块、LCD1602显示+报警模块的设计与实现，以及电路板的焊接等。主要工作包括电路图的设计、PCB图的设计、电路板的焊接与测试等。通过编写C语言程序后，将程序放入KEIL软件中进行调试，并利用该软件将C代码烧录到单片机最小控制系统中。以下为本次程序设计的编程思路：定义数值类型，调用延时程序，定义数据发送位;按键扫描程序;密码匹配及报警程序。
1.3.1EEPROM初始化
将51单片机的头文件和i2c.h的头文件包含进来，对24C02芯片进行读写操作，调用At24c02Write函数将变量、数据写入对应的地址，调用At24c02Read函数进行读取操作，将从对应地址内读取的值存储在变量中。
胎盘提取液
1.3.2LCD 1602 初始化
LCD1602驱动的底层协议中几个常用的函数：
（1）LcdWriteCom（）：写命令函数，通过此函数向LCD1602 写命令。比如：清屏LcdWriteCom（0x01）;设置数据指针起LcdWriteCom（0x80）。
（2）LcdWriteData（）：显示函数，在写数据之前需要通过LcdWriteCom（）函数告诉要写数据的地址，LCD1602 的第一行的16个显示位地址是0x80到0x8f;第二行的地址是0xc0到0xcf。比如在1602的第一行第一位显示数字8 ：LcdWriteCom（0x80）或LcdWriteData（'8'）。
t100k
（3）showString（unsigned char Coordinate，char * ptr）：ShowString（首地址，字符串）函数在需要显示字符串时使用。比如在第二行第3位开始显示hello：ShowString
（0x13，“hello”）。其中首地址的高四位为0 则表示在第一排显示，为“1”则在第二排显示。低四位为0则在第0位显示。
1.3.3矩阵按键扫描
光纤器件
矩阵按键P1 口的低四位接的4x4矩阵键盘的行，高四位接的矩阵键盘的列。检测矩阵键盘是否有按键按下时：先将P1端口的低四位置1，高四位清零，检测P1端口的状态，如果高四位不为零，则表示有按键按下，并且可以知道是x0-x3哪一列有按键按下，比如P1 = 0x1f;则第一列有按键按下。此时将P1 口第四位清零，高四位置1;检测P1的状态，就知道y0-y3哪一行有按键按下。结合xy就可以知道具体是哪个按键按下。
1.3.4输入密码
检测按键‘0’～‘9’的按下，将键入数字信息保存至输入密码数组，+ ‘0’因为需要存入的是ASCII码，显示密码在Lcd显示屏第2行，可修改传入值m改变密码显示形式，m = 0密码以‘*’显示，m =1密码直接显示，按下return键时返回一步，按下OK键时结束输入。1.3.5 密码比对
先判断密码长度，如果不为6位直接跳转密码错误反馈，满足密码位数，再逐位与EEPROM内存的密码进行比对，逐一对应则跳转密码成功反馈，否则跳转密码错误反馈。
2结语
本文设计实现的电子密码锁，基本达到了预期的功能。在整个设计和调试过程中，遇到的问题总结如下。实验调试过程中，由于数据的录入和显示会出现各种状况，在实现修改密码功能的调试过程中，由于统一使用字符型，需要与int型进行转换，可能会出现密码录入EEPROM后出现矩阵键盘无法输入的字符或其他非法字符，此时由于无法输入正确密码而需要反复调试将会增加很多麻烦，此时解决方法可以使用语句：At24c02Write（0，0）;清除内存，初始化，将密码重置到888888，用于調试时可对EEPROM存入密码初始化。调试成功后可将此语句注释，恢复单片机重启后依然可以读取上次录入的新密码的功能。
[参考文献]
[1]王海军.一种基于单片机的教室用电子密码锁设计[J].电子世界，2020（2）：166-167.
[2]徐玉召，戴德伟，刘义，等.基于单片机的电子密码锁硬件系统设计[J].电脑知识与技术（学术版），2019（9）：212-214.
提拉下水
[3]周苗苗.基于单片机的电子密码锁设计[J].科技风，2020（12）：34.
[4]李建军，胡苗苗.基于FPGA的电子密码锁系统的设计[J].智能计算机与应用，2019（2）：195-196，200.
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