引言
在现代社会中，安全问题日益成为人们关注的焦点。为了提高安全性和便利性，电子设备在家庭和办公场所广泛应用。本文将介绍如何使用单片机设计一个电子锁，通过密码输入实现对门锁的保护和门的开关控制。
硬件设计
所需材料
- 8051系列单片机（如STC89C52）
- 矩阵键盘
- 蜂鸣器
- LCD液晶显示屏
- 直流电源
- 电磁锁
连接和布线
- 将单片机和其他硬件组件连接起来。使用杜邦线将键盘和单片机的IO引脚连接起来，将LCD液晶显示屏和单片机的IO引脚连接起来，将蜂鸣器和单片机的IO引脚连接起来。电磁锁和直流电源之间也要进行连接。
- 确保连接正确，并做好布线。
软件设计
编写代码
使用C语言编写代码，实现功能。以下是代码示例：
#include <reg52.h>
#include <intrins.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
sbit rs = P2^0; // 数据/命令选择引脚连接到P2.0
sbit rw = P2^1; // 读/写选择引脚连接到P2.1
sbit lcden = P2^2; // 使能引脚连接到P2.2
sbit lock = P3^7; // 电磁锁接口连接到P3.7
uchar code lock_pwd[4] = {0x01, 0x02, 0x03, 0x04}; // 设置初始密码
void delay(uint z)
{
uint x, y;
for (x = z; x > 0; x--)
for (y = 110; y > 0; y--);
}
void init()
{
lcden = 0;
lcden = 1;
lcden = 0;
delay(200);
write_command(0x38); // 显示模式设置：显示2行5*7点阵字符
delay(10);
write_command(0x0c); // 光标不显示，光标后面的字符显示为■
delay(10);
write_command(0x06); // 输入字符后光标右移，显示屏不移位
delay(10);
write_command(0x01); // 清屏
delay(10);
}
void write_command(uchar com)
{
rs = 0;
rw = 0;
P0 = com;
lcden = 1;
lcden = 0;
}
void write_data(uchar date)
{
rs = 1;
rw = 0;
P0 = date;
lcden = 1;
lcden = 0;
}
bit check_pwd(uchar* code pwd)
{
uchar i;
for (i = 0; i < 4; i++)
{
if (pwd[i] != lock_pwd[i])
return 0;
}
return 1;
}
void display_str(uchar x, uchar y, uchar* str)
{
uint i;
uchar addr;
if (y == 0) addr = 0x80 + x;
else addr = 0x80 + x + 0x40;
write_command(addr);
delay(10);
for (i = 0; i < 16; i++)
{
if (str[i] == '\0') break;
write_data(str[i]);
delay(10);
}
}
void main()
{
uchar key_buf[4];
uchar i = 0;
init();
while (1)
{
if (i == 0)
{
display_str(0, 0, "请输入密码:");
}
key_buf[i] = keyscan();
if (key_buf[i] != '\0')
{
if (key_buf[i] != '*')
{
write_data('*');
delay(10);
i++;
}
else
{
key_buf[i] = '\0';
display_str(0, 1, " ");
if (check_passwd(key_buf))
{
display_str(0, 1, "密码正确，门已开");
lock = 0;
delay(1000);
lock = 1;
}
else
{
display_str(0, 1, "密码错误，请重试");
delay(1000);
}
display_str(0, 1, " ");
i = 0;
}
}
}
}
uchar keyscan()
{
uchar temp;
P1 = 0xf0;
if ((P1 & 0xf0) != 0xf0)
{
delay(1000);
if ((P1 & 0xf0) != 0xf0)
{
temp = P1 & 0xf0;
P1 = 0x0f;
switch (temp)
{
case 0x70:
return '1';
break;
case 0xb0:
return '2';
break;
case 0xd0:
return '3';
break;
case 0xe0:
return 'A';
break;
default:
break;
}
P1 = 0xf0;
if ((P1 & 0xf0) != 0xf0)
{
delay(1000);
if ((P1 & 0xf0) != 0xf0)
{
temp = P1 & 0xf0;
P1 = 0x0f;
switch (temp)
{
case 0x70:
return '4';
break;
case 0xb0:
return '5';
break;
case 0xd0:
return '6';
break;
case 0xe0:
return 'B';
break;
default:
break;
}
P1 = 0xf0;
if ((P1 & 0xf0) != 0xf0)
{
delay(1000);
if ((P1 & 0xf0) != 0xf0)
{
temp = P1 & 0xf0;
P1 = 0x0f;
switch (temp)
{
case 0x70:
return '7';
break;
case 0xb0:
return '8';
break;
case 0xd0:
return '9';
break;
case 0xe0:
return 'C';
break;
default:
break;
}
P1 = 0xf0;
if ((P1 & 0xf0) != 0xf0)
{
delay(1000);
if ((P1 & 0xf0) != 0xf0)
{
temp = P1 & 0xf0;
P1 = 0x0f;
switch (temp)
{
case 0x70:
return '*';
break;
case 0xb0:
return '0';
break;
case 0xd0:
return '#';
break;
case 0xe0:
return 'D';
break;
default:
break;
}
}
}
}
}
}
}
}
}
return '\0';
}
总结
通过上述硬件设计和软件编程，我们成功实现了单片机电子锁的设计，并可以通过密码来控制门锁状态。这种设计可以广泛应用于住宅和办公室门锁，提高了安全性和便利性。同时，我们可以根据需求添加更多的功能，比如记录开锁日志、添加人脸识别等。通过不断完善和创新，电子锁设计将在未来的智能家居和智能办公领域中得到更广泛的应用。
