如何实现一种基于STM32单片机的电子密码锁设计？

一、功能简介

本项目使用Proteus8仿真STM32单片机控制器，使用LCD1602液晶、矩阵按键、蜂鸣器、EEPROM模块、继电器模块等。

主要功能：

系统运行后，LCD1602显示密码输入提示界面，系统存储在EEPROM的初始密码为123456，用户可通过矩阵按键S1-S10输入数值0-9，当在密码输入过程中有误，可按S11键回删并重新输入。当密码输入完成后，可按S12键确认，校验密码是否正确，如密码输入正确，电磁阀工作开门，对应D3指示灯点亮；如密码输入错误，LCD显示错误信息，可重新输入密码，最多可输入3次，如还输入错误，系统锁死，需等待10S钟解锁系统方可再次输入。当管理员需要更换密码时，可按下S13键，LCD显示更换密码界面，此时可通过S1-S10输入修改密码，修改过程中如需更改可按S11键回删并重新输入。修改密码完成后可按下S12键保存新密码至EEPROM中，更新的密码可断电不丢失。

二、软件设计

/*******************************************************************************

• 函 数 名 : TIM2_IRQHandler
• 函数功能 : TIM2中断函数
• 输 入 : 无
• 输 出 : 无

*******************************************************************************/

void TIM2_IRQHandler(void)

{

static u32 i=0;

if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_Update))

{

i++;

if(i>=(100*AFRESH_TIME))//时间到

{

i=0;

TIM_Cmd(TIM2,DISABLE);//关闭定时器

sys_ctrl.time_flag=1;

}

}

TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_Update);

}

//主界面，输入密码提示

void main_display(void)

{

memset(sys_ctrl.password,0,6);//密码数据清零

sys_ctrl.time_flag=0;

sys_ctrl.resive_flag=0;

delay_ms(500);

lcd1602_clear();

lcd1602_show_string(0,0,"Password Input:");

}

//密码输入错误次数超过规定值，等待指定时间后可重新输入

void password_error_wait_afreah_input(void)

{

TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);//开启定时器

lcd1602_clear();

lcd1602_show_string(0,0,"Error Too much!");

lcd1602_show_string(0,1,"Please Wait...");

while(1)

{

if(sys_ctrl.time_flag)//时间到

{

RELAY=1;

sys_ctrl.error_cnt=0;

break;

}

}

}

//密码输入、修改

void password_input(void)

{

u8 key=0;

u8 cnt=0;

while(1)

{

key=key_matrix_flip_scan();

//密码输入

if(key>0&&key<=10)//输入有效数字0-9，排除无效键输入

{

beep_alarm(100,10);//提示音

if(cnt<6)//有效密码位数，确保6位有效

{

if(sys_ctrl.resive_flag==0)

{

 sys_ctrl.password[cnt]=key-1;//记录用户输入密码

 if(PASSWORD_SHOW_HIDE==0)

  lcd1602_show_num(cnt,1,'*',0);

 else

  lcd1602_show_num(cnt,1,sys_ctrl.password[cnt],1);

} 

else//修改密码状态

{

 sys_ctrl.save_password[cnt]=key-1;//记录验证密码

 lcd1602_show_num(cnt,1,sys_ctrl.save_password[cnt],1); 

} 

cnt++;

}

}

//输入撤回

if(cnt>0)//有输入密码，撤回才有效

{

if(key==11)//撤回键

{

beep_alarm(100,10);

cnt--;

if(sys_ctrl.resive_flag==0)

{

 sys_ctrl.password[cnt]=' ';

 lcd1602_show_num(cnt,1,sys_ctrl.password[cnt],0); 

}

else//修改密码状态

{

 sys_ctrl.save_password[cnt]=' ';

 lcd1602_show_num(cnt,1,sys_ctrl.save_password[cnt],0); 

}

}

}

//密码确认

if(key==12)//密码确认键

{

beep_alarm(100,10);

if(sys_ctrl.resive_flag==0)

{

if(sys_ctrl.error_cnt< ERROR_PASSWORD_CNT)//密码输错，还可继续重新输入

{

 if(memcmp(sys_ctrl.password,sys_ctrl.save_password,6))//密码错误

 {

  sys_ctrl.error_cnt++;

  lcd1602_show_string(0,1,"Password Error!");

  //密码错误，不可继续输入，需等待10S重新输入

  if(sys_ctrl.error_cnt==ERROR_PASSWORD_CNT)

   password_error_wait_afreah_input(); 

  break;    

 }

 else//密码正确，开锁

 {

  RELAY=0;

  sys_ctrl.error_cnt=0;

  lcd1602_show_string(0,1,"Password OK!");

  delay_ms(2000);

  RELAY=1;

  break;  

 }  

}

}

else//修改密码状态

{

sys_ctrl.resive_flag=0;//修改完成

lcd1602_show_string(0,1,"Password Set OK!");

AT24CXX_Write(0,sys_ctrl.save_password,6);//存储新密码

break;

}

}

//密码修改

if(key==13)//密码修改键

{

beep_alarm(100,10);

sys_ctrl.resive_flag=1;

cnt=0;

lcd1602_clear();

lcd1602_show_string(2,0,"Password Set:");

}

}

}

//应用控制系统

void appdemo_show(void)

{

u8 i=0;

u8 init_flag=0;

ctrl_pin_init();

key_matrix_init();

BEEP_Init();

lcd1602_init();//LCD1602初始化

TIM2_Init(500-1,71);//定时10ms

AT24CXX_Init();

init_flag=AT24CXX_ReadOneByte(250);

if(init_flag!=0xAA)//初始化一次，防止重复初始化密码

{

AT24CXX_WriteOneByte(250,0xAA);

for(i=1;i<7;i++)sys_ctrl.save_password[i-1]=i;

delay_ms(10);

AT24CXX_Write(0,sys_ctrl.save_password,6);//写入初始密码123456

}

AT24CXX_Read(0,sys_ctrl.save_password,6);//读取密码

while(1)

{

main_display();//主界面显示

password_input();//密码输入、修改

}

}

三、实验现象