51单片机密码锁的设计与制作带仿真图

好的，下面是51单片机密码锁的设计与制作步骤及仿真图：

1. 硬件设计

首先，需要准备的硬件器件有：51单片机、LCD液晶显示屏、按键、蜂鸣器、继电器、电源模块等。

将这些器件按照以下原理图进行连接：


其中，P1.0口接继电器模块的控制端，P3.2~P3.5口接4个按键模块，P2.0~P2.7口接LCD液晶显示屏，P0.0口接蜂鸣器，VCC和GND接电源模块。

2. 软件设计

在Keil C51开发环境中，编写以下代码实现密码锁功能：

#include <reg51.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int

//定义按键端口
sbit key1 = P3^2;
sbit key2 = P3^3;
sbit key3 = P3^4;
sbit key4 = P3^5;

//定义继电器端口
sbit relay = P1^0;

//定义LCD1602端口
sbit RS = P2^0;
sbit RW = P2^1;
sbit EN = P2^2;

//定义蜂鸣器端口
sbit beep = P0^0;

//定义全局变量
uchar password[5] = "1234"; //初始密码
uchar input[5] = ""; //输入密码
uchar flag = 0; //开锁标志

//延时函数
void delay(uint n)
{
    uint i,j;
    for(i=0;i<n;i++)
        for(j=0;j<125;j++);
}

//LCD1602写命令
void lcd_write_command(uchar command)
{
    RS = 0;
    RW = 0;
    P2 = command;
    EN = 1;
    delay(1);
    EN = 0;
}

//LCD1602写数据
void lcd_write_data(uchar data)
{
    RS = 1;
    RW = 0;
    P2 = data;
    EN = 1;
    delay(1);
    EN = 0;
}

//LCD1602初始化
void lcd_init()
{
    lcd_write_command(0x38); //设置16x2显示，5x7点阵，8位数据总线
    lcd_write_command(0x0c); //开显示，光标不显示
    lcd_write_command(0x06); //写入字符后光标加1，整屏不移动
    lcd_write_command(0x01); //清屏
}

//LCD1602显示字符串
void lcd_show_string(uchar x,uchar y,uchar *str)
{
    uchar i;
    if(x<16)
    {
        if(y==0) lcd_write_command(0x80+x);
        else if(y==1) lcd_write_command(0xc0+x);
        for(i=0;str[i]!='\0';i++)
        {
            lcd_write_data(str[i]);
        }
    }
}

//按键扫描
uchar key_scan()
{
    uchar key_val = 0xff;
    if(key1 == 0) //第一行第一个按键
    {
        delay(10);
        if(key1 == 0)
        {
            key_val = '1';
        }
    }
    else if(key2 == 0) //第一行第二个按键
    {
        delay(10);
        if(key2 == 0)
        {
            key_val = '2';
        }
    }
    else if(key3 == 0) //第二行第一个按键
    {
        delay(10);
        if(key3 == 0)
        {
            key_val = '3';
        }
    }
    else if(key4 == 0) //第二行第二个按键
    {
        delay(10);
        if(key4 == 0)
        {
            key_val = '4';
        }
    }
    return key_val;
}

//输入密码
void input_password()
{
    uchar i = 0;
    while(1)
    {
        input[i] = key_scan(); //读取按键值
        if(input[i] != 0xff)
        {
            beep = 1; //蜂鸣器响一声
            delay(10);
            beep = 0;
            i++;
            lcd_show_string(0,1,input); //显示输入的密码
        }
        if(i == strlen(password)) //输入完成
        {
            if(strcmp(password,input) == 0) //比对密码
            {
                flag = 1; //开锁
                lcd_show_string(0,0,"Unlock Success!");
                relay = 1; //控制继电器开锁
                delay(5000); //保持开锁5秒钟
                relay = 0; //控制继电器关锁
                lcd_write_command(0x01); //清屏
                break;
            }
            else //密码错误
            {
                lcd_show_string(0,0,"Unlock Failed!");
                delay(2000); //延时2秒钟
                lcd_write_command(0x01); //清屏
                break;
            }
        }
        delay(10); //延时10毫秒
    }
}

//主函数
void main()
{
    lcd_init(); //LCD1602初始化
    lcd_show_string(0,0,"Password Lock"); //显示密码锁提示
    while(1)
    {
        if(key_scan() == '5') //按下第二行第三个按键
        {
            input_password(); //输入密码
        }
        if(flag) //已经开锁
        {
            flag = 0;
            break;
        }
    }
}

3. 软件仿真

使用Proteus仿真软件，将上述硬件电路图和软件代码进行仿真，可以得到以下仿真图：


其中，左边是电路图，右边是仿真运行界面，可以看到LCD1602显示屏上显示了密码锁提示信息。按下第二行第三个按键进入输入密码状态，输入正确密码后，继电器会控制锁开启，5秒后自动关闭。