基于Proteus软件的简易密码锁仿真系统设计

2019-10-09张成法庄小叶

电子技术与软件工程 2019年17期

文/张成法庄小叶

密码锁在人们的日常生活中应用的越来越广泛，人们无需随身携带钥匙，只需输入几个数字或字符就能开门，给人们的生活带来很大的便利。本文在Proteus软件中利用单片机设计了简易密码锁，用独立按键来代表密码锁的数字，用LED灯的亮灭来表示密码锁的打开和关闭，用共阳极数码管来显示密码锁的相关信息。

1 整体设计

简易密码锁仿真系统上电后，数码管上显示“—”，绿色LED指示灯处于熄灭状态，表示密码锁处于锁定状；输入密码后，如果输入密码错误，在数码管上显示输入的密码，然后紧接着显示字符“F”，大约两秒以后，数码管上又显示“—”，继续处于等待密码输入状态；如果输入的密码正确，在数码管上显示正确的密码，然后紧接着显示字符“U”，同时绿色LED指示灯处于绿色点亮状态，表示密码锁已经被打开。

2 硬件设计

本系统主要是由AT89C52单片机、电源电路、晶振电路、一位共阳极数码管M1、四个独立按键S0-S3和一位绿色的LED组成。共阳极数码管M1经由电阻R1-R7连接到单片机的P3.0-P3.6引脚，四个独立按键S0-S3经由四个上拉电阻R8-R11连接到单片机的P0.0-P0.3引脚。一位绿色的LED灯D1连接到单片机的P1.0引脚。用绿色的LED灯的亮灭来模拟密码锁的打开和锁定。当LED灯D1点亮变成绿色的时候，表示密码锁处于打开状态。当LED灯D1没有被点亮处于熄灭状态的时候，表示密码锁处于锁定状态。

按键S0、S1、S2 、S3依次表示数字0、1、2、3，当按键S0被按下去的时候，表示输入的密码为0，其余类推。该密码锁的密码被预先设定为2，当按下S2键的时候，才能将密码锁打开。数码管平常显示“—”，表示处于等待密码输入状态。当密码输入错误的时候，数码管上显示"F"约2s，然后再显示“—”继续处于锁定状态。当密码输入正确的时候，数码管上显示"U"约2s，并通过P1.0口将密码锁的锁打开，此时绿色的LED灯D1点亮变成绿色，表示密码锁的锁已打开。系统硬件电路图如图1所示。

3 软件设计

图1

在程序设计中定义无符号字符型数组baio[]用来存放共阳极数码管上要显示的字符0、1、2、3，- 、F、U所对应的码值。在main主程序中，主要采用while()死循环语句和switch case语句实现程序编程。定义无符号字符型变量anjian来保存按键信息，语句P0=0xff实现将P0口的引脚状态全都置为1，语句P3=baio[4]和P1_0=1; 实现将密码锁系统上数码管的初始状态设置为"-" 和密码锁系统上表示密码锁打开和关闭的绿色LED指示灯D1设置为熄灭状态，表示密码锁处于关闭状态。利用anjian=P0; yanshi(1200); anjian=P0;这三条语句可以实现利用软件来延时去抖，因P0口上连接有四个按键S0-S3，首先读取P0口的数值，将其数值赋给变量anjian，然后利用语句yanshi(1200)延时一段时间，紧接着再次读取P0口的数值，并将其数值再次赋给变量anjian。因只使用了P0口的低四位，未使用高四位，语句anjian&=0x0f; 可以实现将P0口的高四位置0，只留下P0口的低四位的数值，并且把P0口的低四位的数值赋给变量anjian。利用switch (anjian) case{……}语句来判断是S0-S3中的哪一个按键被按下去了，假如变量anjian中的数值为0x0e，表示S0键被按下去了，语句P3=baio[0];yanshi(10000);P3=baio[5]; yanshi(50000);break;会让数码管上显示数字0，然后保持一小会儿时间，然后数码管上紧接着显示字符F，表示输入密码错误，同样数码管上要显示字符F一段时间，然后退出case语句，又从头开始执行while()死循环语句，这时数码管上又显示字符"-"，表示密码锁又处于锁定状态。假如变量anjian中的数值为0x0d或0x07，表示S1键或S3键被按下去，数码管的显示跟S0键按下去的显示一样。假如变量anjian中的数值为0x0b，表示S2键被按下去了，语句P3=baio[2];yanshi(10000);P 3=baio[6];P1_0=0; yanshi(62000);break;会让数码管上显示数字2，然后保持一小会儿时间，然后数码管上紧接着显示字符U，表示输入密码正确，同时绿色LED指示灯D1点亮，变成绿色，表示密码锁打开。同样数码管上要显示字符U一段时间，然后退出case语句，又从头开始执行while()死循环语句，这时数码管上又显示字符"-"，表示密码锁又处于锁定状态，等待按键S0-S3中的某个键被按下。程序代码如下：