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防止试探密码的单片机密码锁

摘要:提出了一种能防止多次试探密码的基于单片机的密码锁设计方案,根据用户的10条总体要求,给出了该单片机密码锁的硬件电路和软件程序,同时给出了单片机型号的选择、硬件设计、软件流程图、单片机存储单元的分配、汇编语言源程序及详细注释等内容。

关键词:单片机;密码锁;密码

1 引言

很多行业的许多地方都需要密码锁,但普通密码锁的密码容易被多次试探而破译。本文给出了一种能防止多次试探密码的密码锁设计方法,从而有效地克服了上述缺点。



2 硬件电路

图1所示是笔者设计的一种密码锁电路。该密码锁主要是按照以下10条用户要求进行设计的:

(1)共8位密码,每位的取值范围为1~8。

(2)用户可以自行设定和修改密码。

(3)按每个密码键时都有声、光提示。

(4)若键入的8位开锁密码不完全正确,则报警5秒钟,以提醒他人注意。

(5)开锁密码错3次要报警10分钟,报警期间输入密码无效,以防窃贼多次试探密码。

(6)键入的8位开锁密码完全正确才能开锁,开锁时要有1秒的提示音。

(7)电磁锁的电磁线圈必须用脉冲驱动,每次通电时间不多于2秒,以防烧坏。

(8)密码键盘上只允许有8个密码按键和1个发光管。锁内有备用电池,只有内部上电复位时才能设置或修改密码,因此,仅在门外按键是不能修改或设置密码的。

(9)密码设定完毕后要有2秒的提示音。

(10)成本要比较低,硬件和软件都要尽可能简洁可靠,易于批量生产。

根据总体要求分析,该密码锁电路所需要的I/O口线少于15个,若设计得当,程序不会超过200条指令,所以可选择质优价廉的AT89C1051/2051或者GMS1051/2051,而且不需要外接程序存储器和数据存储器及其它扩展部件。

在图1所示电路中,P1口连接8个密码按键AN1~AN8,开锁脉冲由P3.5输出,报警和提示音由P3.7输出。BL是用于报警与声音提示的喇叭,发光管D1用于报警和提示,L是电磁锁的电磁线圈。



3 软件设计

图2给出了该单片机密码锁电路的软件流程图。图中AA1~AA8以及START、SET、SAVE是程序中的标号,是为了理解程序而专门标在流程图的对应位置的,分析程序时可以仔细对照参考。

3.1 存储单元的分配

该密码锁中RAM存储单元的分配方案如下:

31H~38H:依次存放8位设定的密码,首位密码存放在31H单元;

R0:指向密码地址;

R2:已经键入密码的位数;

R3:存放允许的错码次数3与实际错码次数的差值;

R4至R7:延时用;

00H:错码标志位。

对于ROM存储单元的分配,由于程序比较短,而且占用的存储空间比较少,因此,在无特殊要求时,可以从0030H单元(其它地址也可以)开始存放主程序。

3.2 源程序

下面是该电子密码锁的软件源程序代码:

ORG 0000H

AJMP START

ORG 0030H

START:ACALL BP

MOV R0,#31H

MOV R2,#8

SET: MOV P1,#0FFH

MOV A,P1

CJNE A,#0FFH,L8

AJMP SET

L8: ACALL DELAY

CJNE A,#0FFH,SAVE

AJMP SET

SAVE: ACALL BP

MOV @R0A

INC R0

DJNZ R2,SET

MOV R5,#16

D2S: ACALL BP

DJNZ R5,D2S

MOV R0,#31H

MOV R3,#3

AA1: MOV R2,#8

AA2: MOV P1,#0FFH

MOV A,P1

CJNE A,#0FFH, L9

AJMP AA2

L9 ACALL DELAY

CJNE A,#0FFH,AA3

AJMP AA2

AA3: ACALL BP

CLR C

SUBB A, @R0

INC R0

CJNE A,#00H,AA4

AJMP AA5

AA4: SETB 00H

AA5: DJNZ R2,AA2

JB 00HAA6

CLR P3.5

L3 MOV R5,#8

ACALL BP

DJNZ R4,L3

MOV R3,#3

SETB P3.5

AJMP AA1

AA6: DJNZ R3,AA7

MOV R5,#24

L5: MOV R4,#200

L4: ACALL BP

DJNZ R4,L4

DJNZ R5,L5

MOV R3,#3

AA7: MOV R5,#40

ACALL BP

DJNZ R5,AA7

AA8: CLR 00H

AJMP AA1

BP: CLR P3.7

MOV R7,#250

L2: MOV R6,#124

L1: DJNZ R6,L1

CPL P3.7

DJNZ R7,L2

SETB P3.7

RET

DELAYMOV R7,#20

L7: MOV R6,#125

L6: DJNZ R6,L6

DJNZ R7,L7

RET

END 



4 应用说明

若按键AN1~AN7分别代表数码1~7,按键AN0代表数码8。在没有键按下时,P1.0~P1.7全是高电平1,若某个键被按下,相应的口线就变为低电平0。假如设定的密码是61234578,当按键AN6被按下时,P1.6变为低电平,P1端口其余口线为高电平,此时从P1端口读入的数值为10111111,存到31H单元的密码值就是10111111,也就是BFH。依此类推,存到32H至38H单元的密码值分别是FDH、FBH、F7H、EFH、DFH、7FH、FEH。开锁时必须先按AN6,使从P1口读入的第一个密码值与31H单元存储的设定值相同,再顺序按AN1、AN2、AN3、AN4、AN5、AN7、AN0才能开锁。否则不能开锁,同时开始报警。