经济/安全的电子密码锁电路设计与分析

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。

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。

图2 电磁锁程序流程图