基于51单片机的密码锁Proteus仿真

news2024/12/23 12:44:31

文章目录

  • 一、密码锁
    • 1.题目要求
    • 2.思路
    • 3.仿真图
      • 3.1 未仿真时
      • 3.2 初始界面
      • 3.3 输入密码界面
      • 3.4 开锁成功界面
      • 3.5 修改密码界面
      • 3.6 输入密码错误界面
    • 4.仿真程序
      • 4.1 矩阵按键
      • 4.2 液晶显示1602
      • 4.3 存储模块2402
  • 二、总结

一、密码锁

1.题目要求

以51单片机为核心，设计并制作密码锁

基本功能如下：

  1. 设置6位初始密码，密码输入正确时，液晶显示屏上会显示密码正确；
  2. 当输入密码错误时能够删除和清零，如果密码输入错误次数达到3次，将会进行蜂鸣器报警；
  3. 密码能够掉电保存，可通过功能按键"“修改密码”键来重新设置密码。
  4. 要求用户输入密码时，不可直接显示输入的值，要求用显示“*”代替。

2.思路

首先先画个51单片机：

这里的P0为什么需要画上拉排阻呢？

主要原因是因为P0口是开漏输出的，即集电极开路输出（OC门）。这种输出结构没有内置的上拉电阻，因此不能直接输出高电平。当P0口需要输出高电平时，必须通过外部电路提供驱动电流，这时就需要加上拉电阻来实现。上拉电阻的作用是将电平拉高，通常连接到电源正极（VCC），以便在需要时提供电流给负载，从而确保P0口能够正确地输出高电平信号。

在这里插入图片描述

要使用到多个按键进行设置密码，又不想浪费IO资源，第一时间想到的是用矩阵按键，不懂的小伙伴可以看看之前的介绍基于51单片机的矩阵按键扫描的proteus仿真（附源码）

在这里插入图片描述

显示的话，液晶显示屏想到的是LCD1602，但是在Proteus仿真里面叫做LM016L，不懂的小伙伴可以看看之前的介绍基于51单片机的LCD1602显示的proteus仿真（附源码）

在这里插入图片描述
要求断电能够保存密码，那就是要用到EEPROM芯片，这里用个简单的24C02来进行存储，，不懂的小伙伴可以看看之前的介绍基于51单片机的AT24C02存储的proteus仿真（附源码）

报警的话，用个蜂鸣器进行报警即可。
在这里插入图片描述
既然是密码锁，那肯定能模拟开锁，这里选用继电器来驱动电机转动达到一个模拟的效果。

在这里插入图片描述

3.仿真图

3.1 未仿真时

在这里插入图片描述

3.2 初始界面

在这里插入图片描述

3.3 输入密码界面

在这里插入图片描述

3.4 开锁成功界面

在这里插入图片描述

3.5 修改密码界面

在这里插入图片描述

3.6 输入密码错误界面

在这里插入图片描述

4.仿真程序

4.1 矩阵按键

/*******************************************************************************
* 函 数 名         : Key_Check()
* 函数功能		   : 检测有矩阵按键按下并读取键值
* 输    入         : 无
* 输    出         : KeyValue：按键值，无按键按下返回20
*******************************************************************************/
uchar Key_Check(void)
{
	static bit flag_key=0;
	uchar KeyValue=20; //无按键按下返回20
	uchar a=0;
	GPIO_KEY=0x0f;
	if(GPIO_KEY!=0x0f)  	 //读取按键是否按下
	{
		if(!flag_key){				//判断之前的按键状态
			flag_key=1;				//按键状态1，按下状态
			Delay_Us(1000);		 //延时10ms进行消抖
			if(GPIO_KEY!=0x0f)	 //再次检测键盘是否按下
			{		
				GPIO_KEY=0x0f;	//测试列
				switch(GPIO_KEY)
				{
					case(0X07):	KeyValue=0;break;
					case(0X0b):	KeyValue=1;break;
					case(0X0d): KeyValue=2;break;
					case(0X0e):	KeyValue=3;break;
				}			
				GPIO_KEY=0xf0;	//测试行
				switch(GPIO_KEY)
				{
					case(0X70):	KeyValue=KeyValue;break;
					case(0Xb0):	KeyValue=KeyValue+4;break;
					case(0Xd0): KeyValue=KeyValue+8;break;
					case(0Xe0):	KeyValue=KeyValue+12;break;
				}		
			}
		}
	}else flag_key=0;
	return KeyValue;	//返回按键值
}

4.2 液晶显示1602

/*******************************************************************************
* 函 数 名         : Read_Busy()
* 函数功能		     : 忙检测函数，判断bit7是0，允许执行；1禁止
* 输    入         : 无
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/
void Read_Busy()           
{
    unsigned char sta;     
    LCD1602_DB = 0xff;
    LCD1602_RS = 0;
    LCD1602_RW = 1;
    do
    {
        LCD1602_EN = 1;
        sta = LCD1602_DB;
        LCD1602_EN = 0;    //使能，用完就拉低，释放总线
    }while(sta & 0x80);
}

/*******************************************************************************
* 函 数 名         : Lcd1602_Write_Cmd()
* 函数功能		     : LCD写命令
* 输    入         : cmd：命令
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/
void Lcd1602_Write_Cmd(unsigned char cmd)     
{
    Read_Busy();
    LCD1602_RS = 0;
    LCD1602_RW = 0;
    LCD1602_DB = cmd;
    LCD1602_EN = 1;
    LCD1602_EN = 0;    
}

/*******************************************************************************
* 函 数 名         : Lcd1602_Write_Data()
* 函数功能		     : LCD写数据
* 输    入         : dat: 数据
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/
void Lcd1602_Write_Data(unsigned char dat)   
{
      Read_Busy();
      LCD1602_RS = 1;
      LCD1602_RW = 0;
      LCD1602_DB = dat;
      LCD1602_EN = 1;
      LCD1602_EN = 0;
}

/*******************************************************************************
* 函 数 名         : LcdSetCursor()
* 函数功能		     : 设置坐标
* 输    入         : 无
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/
void LcdSetCursor(unsigned char x,unsigned char y)  
{
    unsigned char addr;
    if(y == 0)
        addr = 0x00 + x;
    else
        addr = 0x40 + x;
    
    Lcd1602_Write_Cmd(addr|0x80);
}

/*******************************************************************************
* 函 数 名         : DisplayOneChar()
* 函数功能		     : 按指定位置显示一个字符
* 输    入         : 无
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/
void DisplayOneChar(unsigned char X, unsigned char Y, unsigned char DData)
{
	Y &= 0x1;
	X &= 0xF; //限制X不能大于15，Y不能大于1
	if (Y) X |= 0x40; //当要显示第二行时地址码+0x40;
	X |= 0x80; //算出指令码
	Lcd1602_Write_Cmd(X); //发命令字
	Lcd1602_Write_Data(DData); //发数据
}

/*******************************************************************************
* 函 数 名         : LcdShowStr()
* 函数功能		     : 显示字符串
* 输    入         : x，y:当前字符的坐标；*str：字符串
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/
void LcdShowStr(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char *str)     
{
    LcdSetCursor(x,y);      //当前字符的坐标
    while(*str != '\0')
    {
        Lcd1602_Write_Data(*str++);
    }
}

/*******************************************************************************
* 函 数 名         : Lcd1602_Init()
* 函数功能		     : LCD1602初始化
* 输    入         : 无
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/
void Lcd1602_Init()              //
{
    Lcd1602_Write_Cmd(0x38);    //打开，5*8,8位数据
    Lcd1602_Write_Cmd(0x0c);
    Lcd1602_Write_Cmd(0x06);
    Lcd1602_Write_Cmd(0x01);    //清屏   
}

4.3 存储模块2402

//IIC启动
void Start(void)
{
	SDA1=1;
	Delay_Us(2);
	SCL1=1;
	Delay_Us(2);//建立时间是SDA保持时间>4.7us
	SDA1=0;
	Delay_Us(2);//保持时间是>4us
	SCL1=0;			
	Delay_Us(2);
}

//IIC停止
void Stop(void)
{
	SDA1=0;
	Delay_Us(2);
	SCL1=1;
	Delay_Us(2);//建立时间大于4.7us
	SDA1=1;
	Delay_Us(4);		
}

//IIC发送字节
//dat：要发送的字节
void Send_Byte(unsigned char dat)
{
	unsigned char a=0,b=0;
	for(a=0;a<8;a++)//要发送8位，从最高位开始
	{
		SDA1=dat>>7;	 //起始信号之后SCL=0，所以可以直接改变SDA信号
		dat=dat<<1;
		Delay_Us(2);
		SCL1=1;
		Delay_Us(2);//建立时间>4.7us
		SCL1=0;
		Delay_Us(2);//时间大于4us
	}	
}

//IIC检查应答
bit Check_Ack(void)
{
	//unsigned char t;
	SCL1=0;
	SDA1=1;
	Delay_Us(2);
	SCL1=1;
	Delay_Us(2);
	CY=SDA1;
	SCL1=0;
	Delay_Us(2);	
	return(CY);
}

//IIC应答
void Ack(void)
{ 
	SDA1=0;   //EEPROM通过在收到每个地址或数据之后
	SCL1=1;   //置SDA低电平的方式确认表示收到读SDA口状态
	Delay_Us(1);
 	SCL1=0;
	Delay_Us(1);
	SDA1=1;
}

//IIC无应答
void NoAck(void)
{
	SDA1=1;
	SCL1=1;
	Delay_Us(1);
	SCL1=0;
}

//IIC接收字节
unsigned char Receive_Byte(void)
{
	unsigned char a=0,dat=0;
	SDA1=1;			//起始和发送一个字节之后SCL都是0
	Delay_Us(2);
	for(a=0;a<8;a++)//接收8个字节
	{
		SCL1=1;
		Delay_Us(2);
		dat<<=1;
		dat|=SDA1;
		Delay_Us(2);
		SCL1=0;
		Delay_Us(2);
	}
	return dat;		
}

//At24cxx读写数据
//addr：要读/写数据的地址
//*dat：要读/写的数据
//length；数据的长度
//RW：1:写，0：读
void At24c02_RW(unsigned char addr,unsigned char *dat,unsigned char length,bit RW)
{
	Start();
	Send_Byte(0xa0);//发送写器件地址
	Check_Ack();
	Send_Byte((unsigned char)addr);//发送要写入内存地址
	Check_Ack();
	if(RW)		 //写
	{	while(length--)
		{
			Send_Byte(*dat++);
			Check_Ack();	
		}
	}
	else
	{
		Start();
		Send_Byte(0xa1);
		Check_Ack();
		while(--length)
		{
			*dat++=Receive_Byte();
			 Ack();
		}
		*dat=Receive_Byte();//读取最后一个字节
		NoAck();
	}
	Stop();
	if(RW)
	Delay_Us(1000);
}

二、总结

今天主要讲了基于51单片机的密码锁Proteus仿真

感谢你的观看！

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