隨著科技的發展,安全問題越來越受人們關注,各種安全產品相繼問世,如指紋防盜,紅外防盜等,雖然這類產品的安全性較高,但其成本也同樣較高,攜帶安裝都不方便也同樣限制了其發展。本文利用ATMega 16單片機,通過4×3鍵盤和七段數碼管顯示,除實現了密碼鎖的密碼驗證、重新設置和輸入錯誤報警等基本功能外，還創新性的實現了鍵盤的重新定義。通過對鍵盤的重新定義可以有效的防止密碼被盜，同時也降低了成本，便於攜帶安裝。
一、設計目的、用途、功能
1.設計目的
隨著科技的進步,安全問題越來越受人們重視,市場上也相應的出來很多產品,如指紋防盜,紅外防盜等。最然其安全性能很高，但是成本也相對較高，也不方便攜帶和安裝。本設計的目的就是為了保證高安全性的前提下，實現降低成本，方便攜帶安裝。
2. 設計用途
由於本設計成本較低且安全性能穩定優良，可適用於家庭防盜、行李箱、車載行李箱等一些安全性能要求不高且需要便攜的產品上，其安全性能遠遠優於同等成本的安全性。本設計的鍵盤定義的思想可移植到自動提款機、公共場合的提款裝置等，可以防止用戶輸入密碼時被別人偷看、竊取等，增加用戶提款時的安全性。
3.實現功能
1）密碼設置功能：默認情況下，默認密碼為「6666」，鍵盤默認為
「 1 2 3
4 5 6
7 8 9
# 0 * 」
當鍵盤按下時，即為密碼輸入，每輸入一位，七段數碼管顯示「8」並左移一位。如果輸入正確，即顯示「PASS」；如果輸入錯誤，即顯示「ErOr」，輸入錯誤達到三次，鍵盤自動鎖死，無法再次輸入，並且蜂鳴器發出警報。輸入過程中按「*」可以刪除輸入錯誤的數字，同時顯示也右移一位。
2）鍵盤重新定義功能：當密碼輸入正確後再按下「#」，即進入選擇修改功能,再次輸入「#」即進入鍵盤重新定義功能。依次按下每個按鍵，即從0開始定義，直到9即定義結束（「*」「#」鍵無法被重新定義）。輸入過程中，每輸入一位，蜂鳴器響一聲，直到完全將「0~9」重新定義結束。此時數碼管顯示「PASS」，鍵盤即為重新定義後的鍵盤，再次輸入密碼時必須按照重新定義後的鍵盤輸入。同樣，輸入過程中，按「*」鍵可以刪除上一位輸入的數字。
3）功能復位：當有人輸入三次錯誤觸發蜂鳴器時，蜂鳴器會一直響，發出警報，直到其主人按下「reset」鍵，全部恢復默認。
二、硬體設計
1.硬體設計思路
1）鍵盤輸入：採用4×3式矩陣鍵盤輸入,三列從左往右依次對應PB0、PB1、PB2，四行從上往下依次對應PB4、PB5、PB6、PB7。
2）顯示：顯示採用共陽極七段數碼管顯示，四位數從右往左依次與PD0、PD1、PD2、PD3。七段數碼管的a b c d e f g對應埠PA0,PA1,PA2,PA3,PA4.PA5,PA6。
3）報警：當密碼輸入錯誤達到三次時，鍵盤被鎖，並且於埠PC0輸出高電平，驅動蜂鳴器持續響。
2.電路原理圖
三、軟體設計
1.程序設計思想
1)鍵盤掃描:
AVR課上學習的鍵盤掃描程序為了消抖,而進行了軟體消抖處理, 「delay_ms(10); //延時去抖」。由於對CPU調用了「delay函數」，而使CPU在這10ms內無法進行其他工作，因此而浪費了CPU，降低了CPU效率。鑑於以上缺陷，我們對鍵盤掃描程序做了很大改進，採用定時器中斷與比較中斷相結合的方式，在讀取按鍵是否按下的兩次確認之間的時間裡，CPU可以繼續進行其他工作，從而提高了CPU的效率。
2)七段數碼管的顯示
針對本實驗的實際情況：密碼通過和重新定義鍵盤通過時，七段數碼管顯示「PASS」，錯誤時顯示「ErOr」，因此為了提高程序運行的效率，採用指針變量輸出的方式，即將「PASS」和「ErOr」的顯示預存在存儲器中，當需要時，指針變量指到相應的存儲器顯示。對每輸入一位左移的顯示則採用動態掃描的方式。
3)蜂鳴器報警：
對PC7埠輸出高電平驅動蜂鳴器發出警報。