概述

本人纯属小白，无聊就想着做一个密码锁，由于知识的不足，以及制作是间断周期性的，所以有一些bug，有些也不够想法完善，但还是要把这些记录下来，也算是给自己的一个交代。

设计思想

以89c51单片机作为核心，4*4矩阵键盘输入，lcd1602输出，舵机作为机械动作。实现交互，密码的输入，显示，修改，提示，开门动作。代码分为以下四部分：

1. LCD库 ：端口定义，lcd初始化，写命令，写数据相关函数；
2. keys矩阵键盘: 扫描相关，扫描函数；
3. 延时函数 :毫秒延时；
4. main.c :主程序文件，逻辑实现；

仿真原理图

代码展示

main.c

#include <reg51.h>
#include "keys.h"
#include "delay.h"
#include "lcd.h"
#include <intrins.h>
#define uchar unsigned char 	

//初始化显示	
uchar yi_show[] = "mode: 0  count:0";
uchar code er_show[]= "PWD:";
//打开显示
uchar code open[] = "on-open";
uchar code open1[] = "you are 666~";
//错误显示
uchar code close[] = "pwd-Error";
uchar code close1[] = "Please try again";
//管理员显示
uchar code use[] ="--USER--";
uchar code use1[]="welcome you";
//修改密码显示
uchar input[] = "please input Pwd";
uchar input1[]="Pwd:";
//输入与设定的密码
uchar pwds[5];
uchar pwd[5] ={
    1,2,3,4};  //密码
//管理员
uchar user[] ={
    4,3,2,1};
//舵机，led，蜂鸣器
sbit servo=P2^0;
sbit buzz=P2^6;
sbit led_red=P2^1;
sbit led_blue=P2^2;


//函数声明
void rst();
uchar decode();
void Alter_pwd();
void Break_Init();
void ifis(uchar is);
void Open_Function();
void pwd_update(count);
uchar length(uchar *array);
uchar input_show(uchar *show,uchar index);
void Init_Show(uchar *yi_show,uchar *er_show);
uchar errtr_count=1,ent_count,break_count,count,counts;   //计数器

//主函数
void main(){
    
	uchar num; 
	Break_Init();
	buzz = 0;
	while(errtr_count){
    
		Init();          //lcd初始化
		//初始显示
		Init_Show(yi_show,er_show);
		//输入显示
		num = input_show(pwds,16);   //输入实时显示
		//三种状态执行的操作
		ifis(num);	               //成功、失败,管理员显示
		
	}
}

//初始化显示
void Init_Show(uchar *yi_shows,uchar *er_shows){
    
	uchar num;
	Write_Cmd(0x80);                    //在第一行显示
	for(num = 0;num<length(yi_shows);num++){
    
		Write_Data(yi_shows[num]);      //显示salt加密方式
		delay(1);
	}
	Write_Cmd(0x80+0x40);               //在第二行显示
	for(num=0;num<length(er_shows);num++){
    
		Write_Data(er_shows[num]);      //显示pwd：密码预输入
		delay(1);
	}	
}

//按键按下实时显示
uchar input_show(uchar *show,uchar index){
    
	uchar i;
	char key_num;
	for(i=4;i<index;i++){
    
		Write_Cmd(0x80+0x40+i);    //80+40表示第二行，加上的数字是第几位，y轴
		key_num = keys_scan();
		if(key_num==21){
    
			i--;  //如果没有按键按下则不显示
		}else{
    
			if(&*show!=&pwd){
    show[i-4] = key_num;}else{
    
			*&show[i-4] = key_num;}           //将密码存入数组
			Write_Data(48+show[i-4]);        //显示数字(按钮键值)
		}if(key_num==-13){
                        //13的键值为提交密码
			Write_Cmd(0x01);		       	//清屏
			if(&*show==&pwd){
    
				ent_count++;
				yi_show[15]=48+ent_count;
				break;
			}else{
    
				switch(decode()){
    
					case 0:return 0;
					case 1:return 1;
					case 2:return 2;
				}
			}
		}		
	}
}

//判断密码是否相同
uchar decode(){
    
	uchar i;
	if((sizeof(pwds)-1)<=length(pwd)){
    
		for(i=0;i<(sizeof(pwds)-1);i++){
    
			if(pwds[i]==pwd[i]){
               //密码正确
				continue;
			}else if(pwds[i]==user[i]){
    
				pwd[(sizeof(pwds)-2)] = pwd[(sizeof(pwds)-2)]+100; 
				if( sizeof(user-1)==i+1 ){
     //管理员正确
					pwd[(sizeof(pwds)-2)] = pwd[(sizeof(pwds)-2)]-100;
					return 2;
				}
				continue;
			}else{
    
				return 0;                  //密码错误
			}		
		}
		return 1;
	}else{
    return 0;}
}

//执行操作
void ifis(uchar is){
    
	switch(is){
    
		case 0:Init_Show(close,close1);
				led_red = 0;    //密码错误，红灯亮
				buzz = 1;
				errtr_count++;
				delay(2000);
				buzz = 0;
				led_red = 1;
				break;
		case 1:Init_Show(open,open1);
				led_blue = 0;
				Open_Function();   //开门实现的功能
				rst();
				led_blue = 1;
				break;
		case 2:Init_Show(use,use1);
				delay(1500);
				Alter_pwd();           //修改密码
				break;
	}
}

void Delay15()		//@11.0592MHz
{
    
	unsigned char i, j;

	i = 3;
	j = 173;
	do
	{
    
		while (--j);
	} while (--i);
}
void Delay15x()		//@11.0592MHz
{
    
	unsigned char i, j;

	_nop_();
	i = 34;
	j = 39;
	do
	{
    
		while (--j);
	} while (--i);
}
void Delay25()		//@11.0592MHz
{
    
	unsigned char i, j;

	i = 5;
	j = 120;
	do
	{
    
		while (--j);
	} while (--i);
}
void Delay25x()		//@11.0592MHz
{
    
	unsigned char i, j;

	i = 32;
	j = 93;
	do
	{
    
		while (--j);
	} while (--i);
}

//开门动作
void Open_Function(){
    
	uchar i;	
	for(i=0;i<50;i++){
    
		servo = 1;
		Delay15();
		servo = 0;
		Delay15x();
	}
	delay(1500);
	for(i=0;i<50;i++){
    
		servo = 1;
		Delay25();
		servo = 0;
		Delay25x();
	}	
}
//确定复位函数
void rst(){
    
	uchar i;	
	for(i=0;i<50;i++){
    
		servo = 1;
		Delay15();
		servo = 0;
		Delay15x();	
	}
}

//修改密码
void Alter_pwd(){
    
	Write_Cmd(0x01);		       	//清屏
	Write_Cmd(0x80);
	Init_Show(input,input1);
	input_show(pwd,16);
}

//计算“字符”数组的长度
uchar length(uchar *array){
    
	uchar i,t=0;
	for(i=0;i<16;i++){
    
		if(*(array+i)!='\0'){
    
			t++;
		}else{
    
			break;
		}
	}
	return t;
}
//中断服务函数(动态更新密码)
void Tier0(void)interrupt 1{
    
	break_count++;
	TH0  =(65536-50000)/256;
	TL0  =(65536-50000)%256;
	if(break_count==20){
    
		count++;
		break_count=0;
		
	}
	if(count==60){
      //秒数
		count=0;
		counts++;  //计数
	}
}
//中断初始化
void Break_Init(){
    
	TMOD = 0X01;
	ET0  = 1;
	EA   = 1;
	TH0  =(65536-50000)/256;
	TL0  =(65536-50000)%256;
	TR0  =1;	
}
//动态更新密码
void pwd_update(counts){
    
	uchar start,end,x;
	end = sizeof(pwd)-1;
	start = pwd[0];
	x = pwd[end-1];   
	pwd[end]= start;
	pwd[0] = x;
}

keys.h

#ifndef __KEYS_H__
#define __KEYS_H__
#include <reg51.h>
#include "delay.h"

#define key_io P3    //宏定义按键io接口
unsigned char keys_scan();  //声明返回值函数

#endif

keys.c

keys.c
/****************************矩阵按键扫描（线反转法）*******************************/
#include "keys.h"

//定义一个带有返回值的按键扫描函数
unsigned char keys_scan(){
    
	unsigned char row,lie;
	char key_num=21;	
	key_io=0xf0;             //高位(列)读取（高电平），低位(行)输出 （低电平）
	row = key_io;            //读取按键按下的状态
	if(row!=0xf0){
     	         //如果有按键按下，就不等于原来的转态
		delay(5);            //延时消抖
		if(row!=0xf0){
    
			row= key_io&0xf0;//取出高四位保存列号
			key_io=0x0f;     //输入输出反转 列输出（低电平），行输入（高电平）
			lie= key_io&0x0f;//取出低四位保存行号
			//等待按钮抬起
			while(key_io == 0x0e || key_io == 0x0d ||key_io == 0x0b ||key_io == 0x07);
		}
	}
	switch(row+lie){
    
		//第一列
		case 0xee:key_num=1;break;     //如果等于0xee，按键1被按下，键值赋值为1
		case 0xed:key_num=4;break;
		case 0xeb:key_num=7;break;
		case 0xe7:key_num=-6;break;
		//第二列
		case 0xde:key_num=2;break;
		case 0xdd:key_num=5;break;
		case 0xdb:key_num=8;break;
		case 0xd7:key_num=0;break;
		//第三列
		case 0xbe:key_num=3;break;
		case 0xbd:key_num=6;break;
		case 0xbb:key_num=9;break;
		case 0xb7:key_num=-13;break;
		//第四列
		case 0x7e:key_num=17;break;  //位置4， 键值A
		case 0x7d:key_num=18;break;  //位置8， 键值B
		case 0x7b:key_num=19;break;  //位置12，键值C
		case 0x77:key_num=20;break;  //位置16，键值D
	}
	return key_num;
}

lcd.h

#ifndef __LCD_H__
#define __LCD_H__
#include <reg51.h>
#include "delay.h"

sbit lcden = P2^5;                        //en控制引脚
sbit lcdrs = P2^3;                        //rs控制引脚
sbit lcdrw = P2^4;

#define DATA_IO P0
#define uchar unsigned char
void Write_Cmd(uchar cmd);
void Write_Data(uchar dat);
void Init();
#endif

lcd.c

#include "lcd.h"

//写命令函数
void Write_Cmd(uchar cmd){
    
	lcdrs = 0;
	DATA_IO = cmd;
	delay(5);
	lcden = 1;
	delay(5);
	lcden = 0;
}

//写数据
void Write_Data(uchar dat){
    
	lcdrs = 1;
	DATA_IO = dat;
	delay(5);
	lcden = 1;
	delay(5);
	lcden = 0;
}

//初始化
void Init(){
    
	lcdrw = 0;
	lcden = 0;
	Write_Cmd(0x38);                 //设置16*2显示,5*7点阵，8位数据接口
	Write_Cmd(0x0c);                 //设置开显示，不显示光标
	Write_Cmd(0x06);                 //写一个字符后地址指针加1
	Write_Cmd(0x01);                 //显示清零，数据指针清零
}

delay.h

//定义.H文件的格式

#ifndef __DELAY_H__
#define __DELAY_H__

//声明一个delay延时函数
void delay(unsigned int xms);

#endif

//.H文件是定义

delay.c

#include "delay.h"

/******************
毫秒延时函数
******************/
//引入自定义的头文件

void delay(unsigned int xms){
    
	unsigned int i,j;
	for(i=xms;i>0;i--)
		for(j=119;j>0;j--);
}

//.C文件是函数的具体实现

说明

有些功能由于时间关系没有具体实现，比如定时中断动态更新密码，等等。
还有本人是小白，技术也确实不行，轻喷。

实例图片