基于MSP430的电子密码锁设计
一、预期性能指标
1、 （1） 密码通过键盘输入，若密码正确，则将锁打开。
（2）报警、锁定键盘功能。密码输入错误数码显示器会出现错误提示，若密码输入错误次数超过 3 次，LED红灯亮并且锁定键盘。
2、 密码锁设计的关键问题是实现密码的输入、清除、更改、开锁等功能：
（1）密码输入功能：按下一个数字键，一个“－”就显示在最右边的数码管上，再输入时显示数码管向右移动一个。
（2）密码清除功能：当按下清除键时，清除前面输入的所有值，并清除所有显示。
（3）开锁功能：当按下开锁键，系统将输入与密码进行检查核对，如果正确锁打开，否则不打开。
二、工作原理
1、 工作原理概述
利用MSP430单片机灵活的编程设计和丰富的I/O端口，及其控制的准确性，实现基本的密码锁功能。此次课程设计是以以前学过的msp430F149 单片机为核心，加上一些外围模块来实现电子锁应该具有的基本功能。单片机灵活的编程设计和丰富的IO 端口，及其控制的准确性，不但能实现基本的密码锁功能，还能添加调电存储、声光提示甚至添加遥控控制功能，为其功能的扩展提供便利。由于条件的限制此次实验只实现其基本功能，锁的开启关闭与锁定以二极管的发光来模拟，密码的输入用4X4 键盘替代，功能键用键盘上对应的10 以后的数字代替，这实现了在条件有所限制的情况下以有限的资源模拟电子锁的功能。输入密码用矩形键盘，包括数字键和功能键。
LED 数码管显示输入密码，用uln2003A 驱动数码管发光且控制哪一位显示数码，用430 的P4 脚控制各位显示器分时进行显示。用发光二极管代
替开锁的电路，发光表示开锁锁定。输入密码错误次数超过3 次，系统蜂鸣器响，发出警报。打开电源后，显示器显示“0000”，设原始密码为“1234”，只要输入此密码便了开门。这样可预防停电后再来电时无密码可用。按“C”键，清除显示器为“000000”。欲重新设定密码，先输入密码在案“*”。输入密码，再按“D”键。若密码与设定密码相同，则开门。否则显示器清为“0000”。
软件的设计主要包括键盘键值的读取，LED 显示程序，密码比较程序和报警程序
2、 设计方案与原理框图 （1） 主要的设计实施过程：
第一步，选用 msp430单片机，以及选购其他电子元器件（电阻（100欧、
150欧、2K欧等）、发光二极管、三极管、数码管（阴极）、ULN2003AG芯片、按键、电线、PADS9.3软件、MATLEB软件、焊接电路板一块）。
第二步，使用PADS9.3软件设计硬件电路原理图，并设计 PCB图完成人
工布线。
第三步，焊接电路
第四步，MATLEB软件编写单片机的 C 语言程序、仿真、软件调试。 第五步，联合软、硬件调试电路板，完成本次设计。 （2）原理框图：
3、 原理框图的说明
用户根据数码管显示使用键盘输入密码，输入密码时用户可以按相应的功能 键来进行不同的操作控制，按键A 可以删除上一次输入的一位密码，按键B 确 认密码，按键C 可以再“锁开”的状态下修改原始密码。用户输入完密码后，单片机将用户输入的密码与真的密码进行比较，如果正确就开锁，如果不正确提示用户再次输入密码并累加密码输入错误的次数，当密码输入错误的次数大于3 时就发出警报，如果从新输入正确的密码则将累加器清零。在输入密码正确锁开的状态下，按功能键C，就可以输入新的密码，新的密码需要进行二次确认，如果前后两次输入的密码一致单片机则保存新输入的4 位数字作为密码。
三、硬件设计
1、 器件选型
选用 msp430单片机，以及选购其他电子元器件（电阻（100欧、150欧、2K
欧等）、发光二极管、三极管、数码管（阴极）、ULN2003AG芯片、按键、电线、PADS9.3软件、MATLEB软件、焊接电路板一块）。
2、 参数匹配
键盘通过阻值为10 千欧的电阻与单片机的引脚可直接相连。数码管的驱动电流很大，不能直接与单片机相连，选用可以同时驱动8 路500mA电流的uln2003a 芯片驱动数码管显示。
3、 原理图及PCB图（包括PADS软件使用）
（1） 键盘电路设计
Msp430单片机接口相对本次设计较多，故，采用独立按键的接法，一个按键占用一条
I/O线的数目。下图（为电路按键按键一组（4个）的解法）：
键盘处理程序首先执行等待按键并确认有无按键按下的程序段。当确认有按键按下后，下一步就要识别哪一个按键按下。对键的识别通常有两种方法：一种是常用的逐行扫描查询法；另一种是速度较快的中断响应法。 （2）LED显示电路
显示电路是为了给使用者以提示而设置。
MSP430单片机驱动数码管发光显示数码和控制位选信号，以完成显示功， 能显示电路的电路。 原理图如图：
数码管的a,b,c,d,e,f,g,dp八个管脚，接在单片机的P4口八个口上， ULN2003的4个IN脚接在P3.7-P3.4口，用来控制那个数码管亮。 （3）msp430单片机的接口电路
通过把MATLEB软件编写的单片机 C 语言程序，烧到单机芯片中，来运行功能、响应按键、控制输出。 （4）开锁和报警电路
用发光二极管代替电磁锁，来反应单片机运行的功能。电路图如下图：
