能防止多次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。
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(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 @R0A
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 00HAA6
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
DELAYMOV 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。
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