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      1. 專注電子技術學習與研究
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        51單片機密碼鎖制作的程序和流程圖(很詳細)

        作者:佚名   來源:本站原創   點擊數:  更新時間:2014年08月16日   【字體:

        一、基本組成:

         

            單片機小系統+4*4矩陣鍵盤+1602顯示+DC電機

            基本電路: 


        鍵盤和和顯示

        鍵盤接P1口,液晶的電源的開、關通過P2.7口控制

        電機(控制口P2.4)

              小系統就不貼上來了吧。。。

        二、基本功能描述:

        1.驗證密碼、修改密碼

        a)鎖的初始密碼是123456(密碼最長為10位,最短為1位)。

         

        2.恢復初始密碼

        a)系統可以恢復初始密碼,否則一旦忘記密碼而又不能恢復初始密碼,該鎖就永遠打不開。但是又不能讓用戶自行修改密碼,否則其他人也可以恢復該初始密碼,使得鎖的安全性大大下降。

         

        3.使系統進入低功耗狀態

        a)在實際使用中,鎖只有在開門時才被使用。因而在大多數的時間里,應該讓鎖進入休眠狀態、以降低功耗,這使系統進入掉電狀態,可以大大降低系統功耗。

        b)同時將LCD背光燈關閉

         

        4.DC電機模擬開鎖動作。

        a)DC電機啟動時解除開鎖把手的鎖定,允許通過把手開鎖。DC電機不直接開鎖,使得DC電機的功率不用太大,系統的組成和維護將變得簡單,功耗也降了下來。

         

        三、密碼鎖特點說明:

        1.0 輸入將被以字符形式輸入,最長為10位。

            超過10位時系統將自動截取前10位、但不作密碼長度溢出提示。

        2.0 開鎖10秒后不允許更改密碼、并提示修改超時_進入初始態,需要重新輸入密碼方可再次修改密碼。

        3.0 系統未使用存儲器存儲密碼故掉電后密碼自動恢復為初始密碼。

        4.0 若2分鐘內無任何操作,系統自動進入省電模式運行,同時關閉液晶顯示,以節省電力。

        5.0 輸入密碼正確后、電機允許開鎖時間為5秒, 5秒后需要再次輸入密碼才可以再次開鎖。

        6.0 修改密碼鍵和恢復初始密碼鍵最好置于室內。

         

        這是Proteus仿真結果:

        輸入密碼123456:

        顯示結果:

         

        密碼正確時電機啟動、電機將持續5秒:

        這是鍵盤:

        開鎖鍵是接INT0引腳接的一個獨立按鍵,用于喚醒CPU工作、進而開啟整個系統

         

        密碼正確時可以修改密碼:

        再次輸入新密碼,兩次輸入相同時、更改有效

        當然你可以隨時放棄修改密碼

        改進:

        1.0 密碼鎖的秘密沒有存儲,因而在掉電時最新的密碼將丟失,重新上電后密碼將恢復成為初始密碼。這使得每次換電池或停電后密碼都得恢復一次,給使用帶來不便,但是為了要存儲一個最多只有十幾字節的密碼就增加一個存儲器、似乎不是很值,最好是所選的單片機自帶這樣的存儲器(容量很小、如32B)。當然如果電源來自市電的話,就不會經常掉電了。

        2.0 系統的最好再增加電源監測的設計,在電池電力不夠時發出提示。這時還可以增加備用電池,這樣就可以保證系統不會掉電。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1602的CGRAM的操作可以實現中文顯示,使得用戶界面更好。

        主函數:



        確認鍵操作:

        確認函數_ confirm()操作:

        0_將 '\0' 置于輸入table_input[]結尾

        (table_input[]的長度返回值在length里面)

        根據操作標識選擇任務:

        1_確認密碼:判定輸入密碼正確與否

        2_修改密碼:確認第一次輸入并保存

                    要求第二次輸入

                             比較兩次輸入是否相同

        根據比較結果選擇任務:

        修改失敗,進入輸入密碼態

        修改成功,將輸入復制到table_password[]

         

        確認函數_confirm()相關標識位目錄:

        flag_display;//根據其值可以確定顯示信息

         flag_confirm;//確認鍵根據此標識判定任務,默認為0_即為確定密碼狀態

        flag_allow;//允許修改密碼標識,在密碼比較正確時置1

        flag_amend;//第一/二次輸入新密碼標識

        flag_M;//允許電機開鎖標識

         

        相關變量

        sbit M=P3^6;//電機控制口

        flag_confirm;//操作任務標識位

        flag_compare;//比較輸入與密碼|相等時返回1,否則返回0

                                static flag_amend;//修改密碼時的標識

        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;//確認鍵操作的返回值根據返回值可以確定顯示信息

                flag_allow;//允許改密碼標識,在密碼比較正確時置1,不正確時置0

                     process_char()函數::_M;//DC電機控制口

          process_char()函數::_length;//跟蹤記錄輸入table_input[11]的字符長度( <=10 )

         

        lcd_display()函數中標識位flag_display的值與意義:

        =0:不顯示|不刷新顯示

        =1:密碼錯誤

        =2:密碼正確

        =3:請輸入新密碼

        =4:請再次輸入新密碼

        =5:密碼修改成功

        =6:密碼修改失敗

        =7:顯示輸入密碼狀態_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,所以寫成了幾個文件,同時應用了相當多的標識位來進行信號傳遞。

         

        我覺得邊看程序邊畫它的流程圖會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_12MHz/準確性高

        {

          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;//關閉計時

            timer=0;

            receive(temp);//輸入的字符串長度為length( <= 10)

            if(i!=length)//輸入時顯示"*"

            {

             command(0xC0+length);//為顯示密碼輸入設定位置

             display('*');

             i=length;

          }

          switch(temp)//根據按鍵號調用任務

          {

               //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;//請輸入新密碼

                       flag_confirm=1;//確認鍵進入確認修改密碼功能

                       flag_amend=1;//每次按下修改鍵時都是第一次輸入新密碼

                       length=0;    //重按修改鍵時也是第一次輸入新密碼

                       i=0;

                     }

                    else

                    {

                      flag_confirm=0;//恢復初始態

                      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_顯示地址又加了1

               command(0xC0+length);//重置光標_顯示地址|實為將光標拉回來

               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|將系統置于初始態即可

               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;//開始計時等待

          }

          DC_Moter();

          resume_password();

          if(flag_clear)//恢復密碼和開鎖鍵_外部中斷有效時重新計時

          {

            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,以提示修改超時

          }

          if(timer==1200)//≈2分鐘后休眠|空閑方式

          {

            TR0=0;

            timer=0;

            clear_system();//恢復初始態

            i=0;

            key_clock=0;

            delay(250);

            key_clock=1;

            PCON|=0x01;

            lcd_display(7);//喚醒CPU后顯示初始態

          }

         }

        }

         

        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  負責實現具體操作的 process_char.c 文件

         

         

         

        #include<reg52.h>

        #include<string.h>

        #include"mydefine.h"

         

        sbit key_self=P2^1;//獨立按鍵,用于恢復初始密碼

        sbit key_LED=P2^0;

        sbit key_M=P2^4;//DC電機控制口

        sbit key_LCD=P2^7;//液晶電源控制口

         

        extern bit flag_clear;//恢復密碼和開鎖鍵_外部中斷的有效標識

         

        extern unsigned int timer;//定時器0計數時段標記_50ms一次定時中斷

        extern unsigned char length=0;//跟蹤記錄輸入table_input[11]的字符長度( <=10 )

        extern unsigned char flag_display=0;//根據其值可以確定顯示信息

        extern unsigned char flag_confirm=0;//確認鍵根據此標識判定任務,默認為0_即為確定密碼狀態

        extern unsigned char flag_allow=0;//允許修改密碼標識,在密碼比較正確時置1

        extern unsigned char flag_amend=0;//第一/二次輸入新密碼標識

        unsigned char flag_M=0;//允許電機開鎖標識

         

        extern void command(unsigned char command);

        extern void display(unsigned char date);

        //向I2C地址為address處寫入數據date

        extern void write_I2C(unsigned char address,unsigned char date);

        //讀出I2C地址為address處的數據

        extern unsigned char read_I2C(unsigned char address);

         

        static void delay(unsigned int N)//N ms延時/準確性高

        {

          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';//恢復初始態

         length=0;

         flag_allow=0;

         flag_confirm=0;

         flag_amend=0;

         flag_clear=0;

         key_LCD=1;//關液晶電源

        }

         

        //接收鍵盤輸入|以字符形式存入table_input[11]

        extern void receive(unsigned char temp)

        {

         //按鍵在松手時讀取按鍵號,故不會重復讀取按鍵值

         

         if(temp && length<=9)//如此,則無按鍵時執行效率高

         {

          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

          }

         }

        }

         

        //根據任務選擇顯示信息

        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;//請輸入新密碼

                   break;

           case 4: p=table_again;//請再次輸入新密碼

                   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,避免重復顯示

         }

        }

         

        //確認

        extern void confirm(void)

        {

         unsigned char flag_compare=0;//用于記錄比較輸入與密碼的結果|相等時返回1,否則返回0

         unsigned char flag_compare_2=0;//用于記錄對兩次輸入的新密碼的比較結果|相等時返回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容在放棄修改時再次被利用

                    flag_amend=2;

                    flag_display=4;//請再次輸入密碼

                    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;//進入初始之確認密碼狀態

              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,造成重復修改,同時避免剛修改了就是pass狀態

               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//密碼錯誤

           {

             flag_allow=0;//不允許修改密碼

             lcd_display(1);//密碼錯誤信息:Error!

             delay(500);

             flag_display=7;

           }

          }

         }

        }

         

        //電機控制

        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);//進入初始態

         }

        }

         

         

        //恢復初始密碼

        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);

          }

         }

        }

         

         

         

          

         

        確認函數_ confirm()操作:

         

        0_將 '\0' 置于輸入table_input[]結尾

         

        (table_input[]的長度返回值在length里面)

         

        根據操作標識選擇任務:

         

        1_確認密碼:判定輸入密碼正確與否

         

        2_修改密碼:確認第一次輸入并保存

         

                    要求第二次輸入

         

                             比較兩次輸入是否相同

         

        根據比較結果選擇任務:

         

        修改失敗,進入輸入密碼態

         

        修改成功,將輸入復制到table_password[]

         

         

         

        確認函數_confirm()相關標識位目錄:

         

        flag_display;//根據其值可以確定顯示信息

         

         flag_confirm;//確認鍵根據此標識判定任務,默認為0_即為確定密碼狀態

         

        flag_allow;//允許修改密碼標識,在密碼比較正確時置1

         

        flag_amend;//第一/二次輸入新密碼標識

         

        flag_M;//允許電機開鎖標識

         

         

         

        相關變量

         

        sbit M=P3^6;//電機控制口

         

        flag_confirm;//操作任務標識位

         

        flag_compare;//比較輸入與密碼|相等時返回1,否則返回0

         

                                static flag_amend;//修改密碼時的標識

         

        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;//確認鍵操作的返回值根據返回值可以確定顯示信息

         

                flag_allow;//允許改密碼標識,在密碼比較正確時置1,不正確時置0

         

                    process_char()函數::_M;//DC電機控制口

         

         process_char()函數::_length;//跟蹤記錄輸入table_input[11]的字符長度( <=10 )

         

         

         

        lcd_display()函數中標識位flag_display的值與意義:

         

        =0:不顯示|不刷新顯示

         

        =1:密碼錯誤

         

        =2:密碼正確

         

        =3:請輸入新密碼

         

        =4:請再次輸入新密碼

         

        =5:密碼修改成功

         

        =6:密碼修改失敗

         

        =7:顯示輸入密碼狀態_The password!

         

        =8:放棄修改密碼

         

        =9:已開鎖

         

         

         

        3.0  定義各個數組的頭文件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!";  //成功進入

        unsigned char code table_error[]="Operate Error!";  //密碼錯誤信息

        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!";//恢復初始密碼

         

         

         

        4.0  頭文件mydefine_2.h

         

             定義了各個外部文件向主函數用到的操作函數和外部變量

         

         

         

        #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;//恢復密碼和開鎖鍵_外部中斷的有效標識

        extern unsigned int timer=0;//定時器0計數時段標記_50ms一次定時中斷

        static unsigned char i=0;//顯示*用變量

        unsigned char temp=0;//用于接收鍵盤輸入(按鍵在松手時讀取按鍵號)

         

        extern unsigned int table_input[11];//接收輸入

        extern unsigned char flag_allow;//允許改密碼標識,在密碼比較正確時置1

        extern unsigned char flag_confirm;//確認鍵根據此標識判定任務,默認為0_即為確定密碼狀態

        extern unsigned char flag_display;//確認鍵操作的返回值,根據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識

        extern unsigned char length;//輸入input的字符長度(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.無按鍵動作時其返回值num_key=0,否則返回按鍵號num_key

        extern unsigned char keyboard_matrix();//(在松手時讀取按鍵號****檢測高四位)

         

         

        //密碼處理:process_char.c ****************************************************************

         

        //電機控制

        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度length(length <= 10)

        extern void receive(unsigned char temp);//涉及文件間變量length

        //確認按鍵操作

        extern void confirm(void);//涉及跨文件調用的變量flag_confirm,flag_allow,flag_amend

        //根據任務選擇顯示信息

        extern void lcd_display(unsigned char flag_display);//涉及跨文件調用的變量flag_display

        extern void clear_system();//恢復初始態

        extern void resume_password();//恢復初始密碼

         

        //****************************************************************************************

         

         

         

        #endif 

         

         

         

        鍵盤和1602顯示的程序見其他文章。

         
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