基于C语言STC89C52单片机电子密码锁的设计与仿真

摘要：介绍一种通过Protues软件成功仿真的电子密码锁的实现过程。它采用高可靠性的STC89C52单片机来实现开锁和密码的识别，采用具备I2C总线接口的E2PROM芯片来完成密码的存储，通过1602液晶显示器提示程序运行状态和使用步骤，利用蜂鸣器模拟报警，发光二极管模拟锁的开关。该系统用C语言编写程序，与汇编语言相比具备更好的移植性和可读性，便于修改和增减功能。
关键词：Protues；密码锁；单片机；C语言

O 引言
电子密码锁是现代生活中常用的加密工具。它克服了机械式密码锁密码量少、安全性能差的缺点，尤其是微控制器的智能电子密码锁，不仅具有电子密码锁的功能，还可引入智能化管理功能，从而使密码锁具有更高的安全性和可靠性。
电子密码锁通常使用ARM和单片机控制，单片机相对ARM实现较为简单，功能较为完善，因此使用单片机控制较多。用单片机控制的密码锁常使用汇编语言编写程序，显示器多数用数码管。而本文所介绍的电子密码锁使用移植性及可读性强的高级语言C语言编写，便于修改和增减功能；同时采用显示清楚，功率消耗小而且寿命长的1602液晶显示器，显示更加直观，使用更加方便。从经济实用的角度出发，采用STC8 9C52单片机设计出一种具有密码设置、报警和防止多次试探密码功能的电子密码锁，通过Protues软件成功地进行了仿真。

1 系统工作原理
本系统以STC89C52单片机为核心，使用4×4矩阵键盘作为数据输入方式，驱动1602显示器提示程序运行过程和开锁的步骤。本系统的密码判断过程如下：
当使用者输入6位密码后按下BESURE键，单片机通过密码逐个比较，如果输入的6位密码和设定的密码完全相同，那么能成功驱动开锁模拟灯将锁打开。若输入6位密码与设定的密码不相同，按下BESURE键后，模拟灯不亮，可以按BACK键重新输入。由于输入密码过程中难免输入失误，如果密码输错，可直接按下BACK键重新输入，但是系统不允许无限次地按BACK键，以免密码被套用，当3次密码输入都错误，单片机将驱动蜂鸣器报警。并且本系统输入密码还有时间限制，若在规定的时间内没有将正确密码输入也会报警。
修改密码功能如下：当密码输入正确后，按下SET键可新设置密码。每设定一位新密码，单片机将其送给E2PROM，当6位新密码都输入完毕，系统将自动回到程序开始，重新读取密码并保存，使用者需输入新的密码才能将锁打开。

2 系统设计
2．1 硬件支持
使用的元器件有：核心芯片STC89C52、存储芯片AT24C02、液晶显示1602、矩阵键盘、报警蜂鸣器、独立按键(模拟门的开关)、发光二极管(模拟锁的开关)和三极管(放大电流)。
2．2 软件设计
本系统软件包括主程序模块、密码比较判断模块、修改密码模块、键盘扫描模块、液晶显示模块及定时程序等模块。系统程序流程如图1所示。