基于单片机的金库门电子密码锁系统设计

TC12LE5410AD的P1口与键盘电路相连接，P3．6接LED灯作为系统的指示灯。P3．0与OCM12864的数据／指令引脚RS相连，实现数据／指令选择，当RW=1时，数据DB0-DB7将送入显示RAM；当RW=0时，数据DB0-DB7将送入指令寄存器执行。数据的读写选择R／W由P3．4来控制。E为0CM12864的液晶屏的读写使能端，并通过STC12LE5410AD的P3．2和P3．3选择OCM12864左半屏和右半屏。除此之外，V0是LCD的调整电压，必须与VEE一起与10 k电位器相连，可对液晶屏的对比度进行调整。
3．2 金库门密码锁控制器硬件设计
以STC12系列的STC12C5410AD(5V单片机)为核心，结构框图如图4所示，主要包括电源电路模块、液晶显示驱动模块、键盘电路模块、报警输出模块以及和STC12C2052AD通信的串口通信模块、开锁控制电路。

在该系统中，电源电路模块主要是由一个12 V变压器与一个LM7805稳压器电路所组成的，为CPU提供电压。由于STC12C5410AD是5 V的单片机，所以液晶显示模块同样采用5 V的OCM12864-2液晶模块。8位标准数据总线与单片机STC12C5410AD的P2口相连接；读写选择管脚R／W与P3．3相连；读写使能管脚CS1、CS2分别与P3．7、P3．5相连接；RS与P3．4相连，控制数据／指令的选择。系统包含报警输出电路，当连续输入3次错误密码时，则蜂鸣器报警以示警告并启动报警系统，则再不能做任何的操作，直到输入正确的内置口令才能关闭报警系统。本系统中，还采用输入和显示部分与开锁控制电路相分开，PCB制作时制作成两块板，用串口通信实现两块板之间的通信，使密码比对后的结果能输送到STC12C2052AD，实现对机械锁的控制。

4 软件设计
4．1 密码算法的实现
密码算法是本设计中的一个最重要的部分，当用户使用密码锁开锁时每次输入的密码都不一样。密码主要由随机码、内置口令和随机序号经过一定的算法计算出来。
直接采用C51语言的mad()；语句实现的随机码具有一定的随机顺序，每次开机后所得的随机码序列基本一样，属于伪随机码。因此对于保密性产品来说，用rand()；语句具有缺陷。本设计采用定时器实现随机序列。定时器设置为模式2，即可自动重装载的8位计数器，初值为100。密码锁控制器开机后，定时器开始定时。通过用户3次按键产生中断，读取定时器低八位的值，将其转换为十进制并取低两位存到一个预先定义好的6位数组中的2个元素。3次按键共产生3次2位数的随机码，组成6位随机码。该随机码重复概率很小，为1／1 000 000。因此，对定时器的采样，可实现真正的随机码。
用户自产生一个2位随机序号，与随机码、密码生成器的内置口令经过一定的算法计算生成密码。密码锁控制器根据用户输入的随机序号和密码，将随机序号、随机码、以及内置口令，利用与密码生成器生成密码同样的算法计算出密码，与用户输入的密码比较验证。
STC单片机自带EEPROM，用EEPROM来储存密码，关机后密码不丢失，并可随意更改密码。每次开锁密码都不一样，可有效预防恶意窥测行为，并能清楚进出金库的人员，且无需经常更换密码，方便管理。
4．2 密码锁控制器程序流程图