一种安全的密码锁设计电路

电子设计 2019-02-15 3861

描述

　　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。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。

　　硬件电路

　　图１所示是笔者设计的一种密码锁电路。该密码锁主要是以下１０条特点：

　　（１）总共可以设置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音提示。

　　（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）开锁密码连续错３次要报警１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）电磁锁的电磁线圈每次通电5秒，然后恢复初态。

　　（８）密码键盘上只允许有８个密码按键。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）成本低，硬件和软件都很简洁可靠，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，所以成本很经济。

　　密码锁

　　图1 电磁锁原理图

　　在图１所示电路中，Ｐ１口连接８个密码按键ＡＮ１～ＡＮ８，开锁信号由Ｐ３．2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，K是继电器控制电磁线圈。

　　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。

　　密码锁

　　图2 电磁锁程序流程图

　　源程序

　　下面是该电子密码锁的软件源程序代码：

　　ＯＲＧ００００Ｈ

　　ＡＪＭＰＳＴＡＲＴ

　　ＯＲＧ００３０Ｈ

　　ＳＴＡＲＴ：ＡＣＡＬＬＢＰ

　　ＭＯＶＲ０，＃３１Ｈ

　　ＭＯＶＲ２，＃８

　　ＳＥＴ：ＭＯＶＰ１，＃０ＦＦＨ

　　ＭＯＶＡ，Ｐ１

　　ＣＪＮＥＡ，＃０ＦＦＨ，Ｌ８

　　ＡＪＭＰＳＥＴ

　　Ｌ８：ＡＣＡＬＬＤＥＬＡＹ

　　ＣＪＮＥＡ，＃０ＦＦＨ，ＳＡＶＥ

　　ＡＪＭＰＳＥＴ

　　ＳＡＶＥ：ＡＣＡＬＬＢＰ

　　ＭＯＶ＠Ｒ０Ａ

　　ＩＮＣＲ０

　　ＤＪＮＺＲ２，ＳＥＴ

　　ＭＯＶＲ５，＃１６

　　Ｄ２Ｓ：ＡＣＡＬＬＢＰ

　　ＤＪＮＺＲ５，Ｄ２Ｓ

　　ＭＯＶＲ０，＃３１Ｈ

　　ＭＯＶＲ３，＃３

　　ＡＡ１：ＭＯＶＲ２，＃８

　　ＡＡ２：ＭＯＶＰ１，＃０ＦＦＨ

　　ＭＯＶＡ，Ｐ１

　　ＣＪＮＥＡ，＃０ＦＦＨ，Ｌ９

　　ＡＪＭＰＡＡ２

　　Ｌ９ ＡＣＡＬＬＤＥＬＡＹ

　　ＣＪＮＥＡ，＃０ＦＦＨ，ＡＡ３

　　ＡＪＭＰＡＡ２

　　ＡＡ３：ＡＣＡＬＬＢＰ

　　ＣＬＲＣ

　　ＳＵＢＢＡ，＠Ｒ０

　　ＩＮＣＲ０

　　ＣＪＮＥＡ，＃００Ｈ，ＡＡ４

　　ＡＪＭＰＡＡ５

　　ＡＡ４：ＳＥＴＢ００Ｈ

　　ＡＡ５：ＤＪＮＺＲ２，ＡＡ２

　　ＪＢ００ＨＡＡ６

　　ＣＬＲＰ３．５

　　Ｌ３ ＭＯＶＲ５，＃８

　　ＡＣＡＬＬＢＰ

　　ＤＪＮＺＲ４，Ｌ３

　　ＭＯＶＲ３，＃３

　　ＳＥＴＢＰ３．５

　　ＡＪＭＰＡＡ１

　　ＡＡ６：ＤＪＮＺＲ３，ＡＡ７

　　ＭＯＶＲ５，＃２４

　　Ｌ５：ＭＯＶＲ４，＃２００

　　Ｌ４：ＡＣＡＬＬＢＰ

　　ＤＪＮＺＲ４，Ｌ４

　　ＤＪＮＺＲ５，Ｌ５

　　ＭＯＶＲ３，＃３

　　ＡＡ７：ＭＯＶＲ５，＃４０

　　ＡＣＡＬＬＢＰ

　　ＤＪＮＺＲ５，ＡＡ７

　　ＡＡ８：ＣＬＲ００Ｈ

　　ＡＪＭＰＡＡ１

　　ＢＰ：ＣＬＲＰ３．７

　　ＭＯＶＲ７，＃２５０

　　Ｌ２：ＭＯＶＲ６，＃１２４

　　Ｌ１：ＤＪＮＺＲ６，Ｌ１

　　ＣＰＬＰ３．７

　　ＤＪＮＺＲ７，Ｌ２

　　ＳＥＴＢＰ３．７

　　ＲＥＴ

　　ＤＥＬＡＹＭＯＶＲ７，＃２０

　　Ｌ７：ＭＯＶＲ６，＃１２５

　　Ｌ６：ＤＪＮＺＲ６，Ｌ６

　　ＤＪＮＺＲ７，Ｌ７

　　ＲＥＴ

　　ＥＮＤ

　　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。

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