基于STC89C52单片机的电子密码锁设计

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　引言
　　以往个人资料保存、部门文件档案多用机械锁，需携带多把钥匙，使用极不方便，钥匙丢失后安全性差。
　　随着科学技术的不断发展，人们对日常生活中的安全保险器件的要求越来越高。为满足人们对门锁的使用要求、增加其安全性，电子密码锁应运而生，它具有防试探按键输入，智能控制上锁、报警、修改密码等多种功能f1剖。鉴于以往单片机的内部程序存储器不能由单片机自身修改，要完成修改密码功能，多采用片外串行E2PRoM实现。宏基公司生产的STC89系列单片机，高速、低功耗、新增在系统／在应用可编程（ISP，IAP）功能，使不具有E2PRoM的单片机具有了E2PRoM的功能，可以在线对现场历史数据的存储功能，适用于一些需经常改变数据的应用产品（如计费器、门禁系统等）及需远距离改变设备参数的产品（遥控设备等）。采用STC89C52单片机设计的电子密码锁，利用内部E2PROM资源，不需要外接程序存储器就能完成修改密码等多种功能，并且保密性高、成本低、简单易行，符合住宅、部门办公安全要求。
　　1 设计思路及软硬件实现
　　电子密码锁工作时分为两种工作状态，分别是正常状态和锁定状态。锁定状态时，输出锁定信号，供外部执行机构使用，实现上锁功能；正常状态时，锁定信号消失，供外部执行机构使用，允许用户进行密码修改。
　　电子密码锁设计分硬件和软件部分。硬件电路见图1，包括稳压、晶振、复位、3×4键盘、指示灯、报警和电机驱动电路。软件编程思路如图1所示。




　　用1个无符号字符型数组Val—Code和1个无符号字符型变量Val—Num来存放键盘输入的数据大小和输入个数。程序启动或复位后，清空数组Val—Code和变量Val—Num，并初始化定时器、报警器；进入锁定状态时，启动报警功能，如发现用户按下“开锁”键，则读入从微键盘输入的数字序列，更新数组Val Code和变量Val Num；然后比较数组Val Code与单片机内部E2PRoM中的密码是否相同，如密码相同则开锁、执行开锁动作、输出开锁信号、进入正常状态，否则继续等待用户开锁（为防止非法用户恶意多次试探密码，可在程序中设置当连续三次输入错误密码后自动报警。直至开锁后解除）。在正常状态时，可以进行重新设置密码、上锁等操作。重新设置密码时，首先验证原始密码，如相同则可进行密码更改，然后将新密码保存至单片机。内部E2PROM中。
　　2 STC89C52单片机内部E2PROM及使用
　　2.1 STC89C52RC单片机内部E2PROM
　　在STC89C52单片机中有2 kB的E2PROM存储器，分8个扇区，每个扇区512 B，擦写次数可达10万次以上，写入数据有效保存时间可达100年。片内DataFlash（E2PROM）地址如表1所示。




　　2.2 相关特殊功能寄存器
　　与使用STC89C52RC单片机内部E2PROM有关的特殊功能寄存器见表2。



                          
                       
                          
                               

　　2.2.1 ISP CONTR控制寄存器
　　ISP CONTR控制寄存器的功能见表3。




　　ISPEN：功能允许位。0禁止改变FI.ASH内容；1允许改变内容。
　　SWBS：软件选择从用户区启动还是从ISP启动。
　　0从用户区启动；1从ISP启动。
　　SWRST：软件复位操作。0不操作；1产生软件系统复位，硬件自动清零。
　　读、写、擦除扇区时间由控制寄存器设置。




　　2.2.2 ISP TRIG命令触发寄存器
　　在ISP CONTR最高位ISPEN=1时，对ISPTRIG先写46H，再写B9H，读写E2PROM的命令才会生效。
　　2.2.3 ISP CMD命令寄存器
　　ISP CMD对读写或擦除FLASH进行控制，其功能见表4。




　　2.2.4 ISP—DATA，ISP—ADDRH，ISP—ADDRL
　　使用单片机内部FLASH E2PROM写入数据或擦除数据时，需要用专门的存储器存放处理的数据和地址，ISP DATA用来存放数据，ISP ADDRH用来存放地址高字节，ISP ADDRL用来存放地址低字节。
                          
                       
                          
                               
　　2.2.5 特殊功能寄存器的声明




　　2.3主要功能模块
　　2.3.1 允许FLASH E2PROM的操作




　　2.3.2 禁止FLASH E2PROM操作，清除有关寄存器




　　2.3.3读单片机内部E2PROM




　　2.3.4 写单片机内部E2PROM




　　2.3.5 擦除单片机内部E2PROM扇区




　　3 结语
　　采用STC89C52单片机设计的电子密码锁，实现智能电子密码锁的控制功能，克服了机械密码锁密码量少的缺点；采用内部E2PROM保存密码，比采用片外E2PROM具有更高的安全性、可靠性，可广泛用于家居、办公等智能控制系统中。