一種安全的密碼鎖設(shè)計(jì)電路

一種能防止多次試探密碼的基于單片機(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案，根據(jù)用戶(hù)的１０條總體要求，給出了該單片機(jī)密碼鎖的硬件電路和軟件程序，同時(shí)給出了單片機(jī)型號(hào)的選擇、硬件設(shè)計(jì)、軟件流程圖、單片機(jī)存儲(chǔ)單元的分配、匯編語(yǔ)言源程序及詳細(xì)注釋等內(nèi)容。很多行業(yè)的許多地方都需要密碼鎖，但普通密碼鎖的密碼容易被多次試探而破譯。本文給出了一種能防止多次試探密碼的密碼鎖設(shè)計(jì)方法，從而有效地克服了上述缺點(diǎn)。

硬件電路

圖１所示是筆者設(shè)計(jì)的一種密碼鎖電路。該密碼鎖主要 是以下１０條特點(diǎn)：

（１）總共可以設(shè)置８位密碼，每位的取值范圍為１～８。

（２）用戶(hù)可以自行設(shè)定和修改密碼。

（３）按每個(gè)密碼鍵時(shí)都有聲音提示。

（４）若鍵入的８位開(kāi)鎖密碼不完全正確，則報(bào)警５秒鐘，以提醒他人注意。

（５）開(kāi)鎖密碼連續(xù)錯(cuò)３次要報(bào)警１分鐘，報(bào)警期間輸入密碼無(wú)效，以防竊賊多次試探密碼。

（６）鍵入的８位開(kāi)鎖密碼完全正確才能開(kāi)鎖，開(kāi)鎖時(shí)要有１秒的提示音。

（７）電磁鎖的電磁線(xiàn)圈每次通電5秒，然后恢復(fù)初態(tài)。

（８）密碼鍵盤(pán)上只允許有８?jìng)€(gè)密碼按鍵。鎖內(nèi)有備用電池，只有內(nèi)部上電復(fù)位時(shí)才能設(shè)置或修改密碼，因此，僅在門(mén)外按鍵是不能修改或設(shè)置密碼的。

（９）密碼設(shè)定完畢后要有２秒的提示音。

（１０）成本低，硬件和軟件都很簡(jiǎn)潔可靠，易于批量生產(chǎn)。

根據(jù)總體要求分析，該密碼鎖電路所需要的Ｉ／Ｏ口線(xiàn)少于１５個(gè)，若設(shè)計(jì)得當(dāng)，程序不會(huì)超過(guò)２００條指令，所以可選擇質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的ＡＴ８９Ｃ１０５１／２０５１或者ＧＭＳ１０５１／２０５１，而且不需要外接程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器及其它擴(kuò)展部件，所以成本很經(jīng)濟(jì)。

圖1 電磁鎖原理圖

在圖１所示電路中，Ｐ１口連接８?jìng)€(gè)密碼按鍵ＡＮ１～ＡＮ８，開(kāi)鎖 信號(hào)由Ｐ３．2輸出，報(bào)警和提示音由Ｐ３．７輸出。ＢＬ是用于報(bào)警與聲音提示的喇叭，K是繼電器控制電磁線(xiàn)圈。

軟件設(shè)計(jì)

圖２給出了該單片機(jī)密碼鎖電路的軟件流程圖。圖中ＡＡ１～ＡＡ８以及ＳＴＡＲＴ、ＳＥＴ、ＳＡＶＥ是程序中的標(biāo)號(hào)，是為了理解程序而專(zhuān)門(mén)標(biāo)在流程圖的對(duì)應(yīng)位置的，分析程序時(shí)可以仔細(xì)對(duì)照參考。

３．１ 存儲(chǔ)單元的分配

該密碼鎖中ＲＡＭ存儲(chǔ)單元的分配方案如下：

３１Ｈ～３８Ｈ：依次存放８位設(shè)定的密碼，首位密碼存放在３１Ｈ單元；

Ｒ０：指向密碼地址；

Ｒ２：已經(jīng)鍵入密碼的位數(shù)；

Ｒ３：存放允許的錯(cuò)碼次數(shù)３與實(shí)際錯(cuò)碼次數(shù)的差值；

Ｒ４至Ｒ７：延時(shí)用；

００Ｈ：錯(cuò)碼標(biāo)志位。

對(duì)于ＲＯＭ存儲(chǔ)單元的分配，由于程序比較短，而且占用的存儲(chǔ)空間比較少，因此，在無(wú)特殊要求時(shí)，可以從００３０Ｈ單元（其它地址也可以）開(kāi)始存放主程序。

圖2 電磁鎖程序流程圖

源程序

下面是該電子密碼鎖的軟件源程序代碼：

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

應(yīng)用說(shuō)明

若按鍵ＡＮ１～ＡＮ７分別代表數(shù)碼１～７，按鍵ＡＮ０代表數(shù)碼８。在沒(méi)有鍵按下時(shí)，Ｐ１．０～Ｐ１．７全是高電平１，若某個(gè)鍵被按下，相應(yīng)的口線(xiàn)就變?yōu)榈碗娖剑?。假如設(shè)定的密碼是６１２３４５７８，當(dāng)按鍵ＡＮ６被按下時(shí)，Ｐ１．６變?yōu)榈碗娖?，Ｐ?a target="_blank">端口其余口線(xiàn)為高電平，此時(shí)從Ｐ１端口讀入的數(shù)值為１０１１１１１１，存到３１Ｈ單元的密碼值就是１０１１１１１１，也就是ＢＦＨ。依此類(lèi)推，存到３２Ｈ至３８Ｈ單元的密碼值分別是ＦＤＨ、ＦＢＨ、Ｆ７Ｈ、ＥＦＨ、ＤＦＨ、７ＦＨ、ＦＥＨ。開(kāi)鎖時(shí)必須先按ＡＮ６，使從Ｐ１口讀入的第一個(gè)密碼值與３１Ｈ單元存儲(chǔ)的設(shè)定值相同，再順序按ＡＮ１、ＡＮ２、ＡＮ３、ＡＮ４、ＡＮ５、ＡＮ７、ＡＮ０才能開(kāi)鎖。否則不能開(kāi)鎖，同時(shí)開(kāi)始報(bào)警。