一个基于Arduino微控制器的密码锁，一般上用于防盗门。为了方便初学者学习与操作，这里提供了两个版本的电子密码锁源码。
读完文章与明白程序操作后，你将会如何应用：
- EEPROM字串存取
- 运用#include文件，把谋些函数（function）调去外部文件
- 简单的旋律处理
- 日期与时间处理
- 如何形成Press and hold
- 矩阵键盘应用与空闲（idle）侦察
- 密码处理与验证
- i2c LCD应用
- 非阻塞编程（Non blocking programming）
零件与材料
- Arduino UNO
- 4x4（或3x4）矩阵键盘
- 用于释放门锁的按键（Door button exit switch）
- 1K电阻器
- NPN 晶体管
- 12V继电器
- 电磁锁
- I2C 16X2 LCD（如果不需要显示，可以省略）
- 电脑主板扬声器（如果不需要声音提醒，可以省略）
- 100 ohm电阻器（随意，连接扬声器与Arduino之间）
- 扬声器，最好有低功率扩音器（如果不需要按铃通知，可以省略）
- 门铃按键（如果没有使用按铃通告，可以省略）
功能
- LCD显示
- 时间显示
- 键盘密码输入与验证
- 3次密码重试，之后键盘将会禁用一分鈡
- 紧急门锁释放
- 电源故障，门锁自动释放
- 按键声响与声音提醒
- 门铃按键与旋律
- 通过串口与电脑连接，以便显示密码锁状况
操作与使用
此密码锁预设了两个不同级的密码，称之为USER密码和ADMIN密码。USER密码用于开锁，ADMIN密码则用于设定与更换所有密码。第一次使用密码锁时，EEPROM是空的，因此必须做一次设定重置以便把USER密码和ADMIN密码写入EEPROM。
设定重置
按着RESET键开电，维持按键五秒。听到Do Re Mi声响表示完成重置。
开锁与上锁
输入正确的USER密码（预设是1234）开锁。如果用户是在屋内，可以按下紧急按键来开锁。五秒后，门锁将会自动上锁。
更换密码
- 按#进入菜单
- 输入ADMIN密码（预设是1234）
- 想要更改USER密码，请按1。按2则是更改ADMIN密码
- 输入新密码。如不想换密码，隨时按下星（*）键退出
- 输入确认密码，（同样新密码）
- 听到Do Re Mi声响表示完成更换密码
更换日期与时间
- 按#进入菜单
- 输入ADMIN密码 （预设是1234）
- 按3进入日期与时间设定。如不想更换改日期，隨时按下*键退出
- 输入日期，格式为DDMMYYYY，年份必须是四位数。例：三十一曰，十二月，二零一三年，则是输入31122013，年份必须是四位数
- 输入时间，格式为HHMMSS，小时（HH）为二十四小时。例：下午五时，四十三分，二十一秒，则是输入174321
- 听到Do Re Mi声响表示完成更换日期与时间
代码分析
如果纯粹是自制，且不想进一步了觧Arduino编程，可以跳过以下说明
从Arduino IDE里打开CodeLock_with_Time.ino主文件时，在同一文件夹里的所有xxx.h文件会隨之打开，这是由于动用了#include。#include文件的目的是把多个编译单元（也就是c或者cpp文件）公用的内容，单独放在一个文件里减少整体代码尺寸，或者提供跨工程公共代码。
eeprom_string.h文件里只有两个函数定义(function header)，分别为eeprom_read_string()和eeprom_write_string()，功能如其名，eeprom_read_string()用以读取EEPROM谋地址的字串，eeprom_write_string()则是写入字串至谋EEPROM地址。eeprom_string.h打开后，eeprom_string.ino也隨之打开。
eeprom_string.ino是我更改于Arduino官方网站的EepromUtil例子，由于EepromUtil例子里包含了多个没有使用到的函数，所以我把它简化了以方便编写及容易明白。
Arduino软件已经包含了EEPROM程序库，为何还要编写多一个eeprom程序呢？理由很简单，因为Arduino软件里的EEPROM程序库不支持存取字串（String）。
接下来是matrixKeypad.h文件，这是矩阵键盘的设定。之前是编写在CodeLock_with_Time.ino主文件里，为了更容易处理代码，所以又将之分开了。
最后的是pitches.h文件，用来定义音调。运用了#define谋个常数（constant value）为谋个音调，编写旋律变得很容易了。
#include文件运行完后，接下来是变数与常数设置，可以根据自己的要求而设定。
void setup()
setup创建函数一般用来作初始化，开机后，setup只运行一次。setup里有几行比较特别的代码必须交代一下。
| sw_state = digitalRead(RESET_SETTINGS_PIN ); if (sw_state==LOW) reset_settings(); |
开机时，检查sw_state状态，如果是LOW的话将会执行reset_settings()程序。在什么状况下sw_state才会LOW呢？那就是按着RESET_SETTINGS按钮开机，检验到sw_state是低平后，reset_settings() 程序会运行。以下是reset_settings() 程序的代码
第五行代码while (sw_state == LOW)是用来侦察RESET_SETTINGS按钮，如果是LOW的话将会继续运行第七行代码if ((millis() - start_hold) >= HOLD_DELAY)，否则将会回返原来的呼叫位置。维持按着RESET_SETTINGS按钮五秒 ，initializeEEPROM()程序将会运行。这就是所谓的Press and Hold了。
USER_PASSWORD和ADMIN_PASSWORD同时设定为1234，然後写入EEPROM里。完EEPROM写入后，将会听到Do-Re-Mi音调，表示成功EEPROM初始化。
上面程序完成后，接下来是loadConfiguration()程序
loadConfiguration()程序里暂时没有太多的设定，只是把USER_PASSWORD和ADMIN_PASSWORD从EEPROM里读取，然後分别分配给userPassword和adminPassword。当然你也可以把更多的设定值如LOCK_HOLD_TIME，KEYBOARD_EVENT_TIMEOUT，maxPasswordLength等存入EEPROM，隋后读取。
setup创建函数里的最後一行就是welcome()程序了。此时LCD将出现Enter Password字符
void loop()
顾名思义，所有的代码将会在这里不停的运行。
runEventAnyTime()是在loop里的第一个程序。凡事需要不间断处里的事件都可以编写在runEventAnyTime()程序里。
上面的代码用来释放门锁，门铃以及RFID（这功能暂时还没实现），将来还可以置入别的事件，但不允许有delay代码。为何不采用定时器中断（timer interrupt）方式来解决delay问题呢？这是由于ATMega328的所有三个timer（8 bit timer0, 16 bit timer1, 8 bit timer2）都被占用了，逼不得已之下，只好使用polling方式了。
print_date_time()程序是用来显示日期与时间。当然你也可以将之编写在runEventAnyTime()程序里，不过你会遇到一个小问题，我忘记了是什么。
此电子密码锁设计並没有使用RTC（Real Time Clock）IC，当电源中断后，日期与时间会隋之重置，因此必须从新设置日期与时间。不过这并不重要，因为使用这类密码锁通常都设有后备电源以防止电磁锁自动释放。
每次输入错误的密码时，retryCount的值会增一。如果输入三次错误的密码，键盘将会禁用，所以必须有一程序来恢复启动键盘。
当下面代码侦察到retryCount大于零（用户输入了错误的密码）时，将会比较当前的时间和之前的时间加一分钟（AUTO_RESET_RETRY_COUNT * 60000）。AUTO_RESET_RETRY_COUNT预设为一，60000则表示一分钟（1000 millisecond x 60 ），如果超过了一分钟，resetRetryCount()程序将会运行。
resetRetryCount()运行后，键盘又重新启动了
下面 代码用于键盘输入，keypad.getKey()是一个非阻塞矩阵键盘输入，keypad.getKey()是没有等待输入的，它下面的程序会继续运行的。毎一次按键都会产生一beep声响，用来提醒，各自的按键值将会赋予key。输入#号时，就会进入 enterPasswordForMenu()菜单，否则会执行enterPasswordToRelease_DoorLock(key)以便让用户输入密码来打开门锁。当输入了三次（reached_maximum_retries=3）错误的密码 ，键盘输入将会禁用一分钟。
这里有一段很好玩的代码，那就是boolean isTimeout()程序。
每次用户按键时，此程序会不停的运行直至timeout。isTimeout()程序会侦察键盘输入，当用户在谋一段时间内没有按键输入时，我们称之idle（空闲）。空闲10秒后（KEYBOARD_EVENT_TIMEOUT预设为10），程序将会自动退出。
CodeLock_with_Time.ino文件里共有746行代码，似乎很长及复杂，其实不然，这是因为运用了许多print指令丶空白行以及置入了许多注解，另外音调程序方面也占用了不少空间。
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