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1、 数字密码锁 湖南大学电气与信息工程学院本科生课程设计题 目： 数字密码锁课 程：单片机课程设计专 业：电气工程及其自动化班 级： 学 号：性 名：同组人姓名： 指导老师： 设计时间： 2016. 06目录一、任务及要求3二、本次设计实际能完成的功能.3三、系统原理框图.4四、硬件设计及说明.44.1板上资源分布44.2单片机ADuC84854.3 电源模块74.4 显示模块84.5 蜂鸣器94.6 按键输入104.7 复位与下载114.8 硬件电路图.12五、程序.135.1程序流程图135.2主程序main（）175.3 lcd12864.c程序355.4 lcd12864.h程序.415
2、.5 bless.h程序42六、使用说明书46七、心得体会46八、参考文献47一、任务及要求1、任务设计一多位电子密码锁2、要求1）设计一多位电子密码锁，输入密码用“F”表示，输入密码正确，绿灯亮（或显示其它标志、蜂鸣器替代），输入密码错误，红灯亮（或显示其它标志、蜂鸣器替代）2）具有确定键和取消键，在未确定之前可以取消，重新输入3）连续输入三次错误密码，红灯闪烁，报警电路动作，键盘锁定4）具有密码重置、修改功能5）具有密码输入等待操作时间限制功能，超过限定时间报警6）显示北京时间，时间可调整7）可利用蜂鸣器添加提示音二、本次设计实际能完成的功能1）6位电子密码锁，输入密码用“*”表示，输入密
3、码正确，八位LED闪烁及蜂鸣器发出音乐，输入密码错误，八位LED闪烁及蜂鸣器报警2）具有确定键和取消键，在未确定之前可以取消，重新输入3）连续输入三次错误密码，八位LED闪烁及蜂鸣器报警，键盘锁定4）具有密码重置、修改功能5）具有密码输入等待操作时间限制功能，超过限定时间报警6）显示北京时间，时间可调整三、系统原理框图ADuc848驱动电路报警电路振荡电路LCD12864显示44键盘输入复位电路八路LED显示 ADUc848作为数字密码锁的中枢，对输入的密码进行判断处理，根据密码的正确与否做出不同的反应，此外，还通过LCD12864显示时间；LCD12864作为数字密码锁的主要显示设备；电源向
4、整个数字密码锁供电；矩阵键盘作为数字密码锁的输入设备；八位LED和蜂鸣器则作为数字密码锁的提示设备。三、硬件原理图本单片机学习板集成多个基础硬件资源模块，各个资源模块可以相互组合使该板实现不同的功能。因此，本学习板既可用于51单片机的教学实验，又可用于做功能比较强的单片机课程设计，是51单片机初学者的好帮手。 3.1板上资源分布 单片机学习板板上资源如下图所示：1、2、3：单片机P0、P2、P3口引出接口（有限流保护电阻）；4：上排图形点阵LCD12864的接口、下排LCD1602的接口；5、6：两路16位ADC输入、可作差分输入；7、8：12位DAC输出、对DAC输出进行比例放大或者跟随的运
5、放；9：单片机AduC848；10：无源蜂鸣器、由单片机PWM模块输出信号控制；11：8位数码管；12、13:LCD亮度调节口；14：USB接口（通过USB接口供电、在线下载、单步、断点、运行到某一行等方式调试程序）；15：8路LED，从左至右为LED70,分别被P0.7P0.0控制；16：步进电机（5V、70欧姆、6线4相）接口；17：UART接口；18：复位按键和下载按键；19、20：IIC总线上的EEPROM AT24C08和RTC DS1307；21：IIC接口；22：PS/2接口；23：红外接收头；24：功能选择和配置插针；25：4X4矩阵式键盘或4个独立按键；26：SPI接口；27
6、：直流电源输入；此外还有红外二极管（由单片机PWM 模块输出信号控制）。3.2单片机ADuC848 3.2.1 ADuC848的简要介绍（针对本设计所选择的型号） 详细情况请参考芯片手册。1、8051-based core、5V供电电压； 2、可以通过串口在线下载程序和单步、断点、运行到某一行等方式调试程序； 3、16位8通道-ADC，片内有1.25V参考电压、buffer和PGA； 4、12位电压输出DAC、Dual 16-BIT - DAC； 5、32kbyte程序存储器、4kbyte用户信息Flash存储器、256RAM+2048XRAM(byte)； 6、PLL(12.58 MHz m
7、ax)（片外只需接32.768kHz晶振）； 7、316位定时/计数器、看门狗定时器； 8、11中断源（2优先级）、11位堆栈指针； 9、24I/O+8模拟或数字输入； 10、UART、 SPI和I2C、高速115200波特率发生； 11、Power supply monitor、上电复位、Dual 200A激励电流源。3.2.2 单片机引脚分布 详见原理图。Pin14：（P1.0P1.3）作为矩阵式键盘或独立按键的输入，P1口只能用于输入，默认用于模拟输入，作为数字输入使用时应先往P1口相应引脚写0，这里可以用P0&=0xf0。若P2、P3、P0口要作为输入，则应往相应引脚写1。Pin5、6
8、：AVDD、AGND，模拟电源输入。Pin7、8：外部参考电压接入，Pin7接AGND。片内DAC有2.5V内部参考，ADC有1.25V内部参考。Pin9、10：（P1.4、P1.5）两路AD输入，可做差分输入，需要设置ADC的寄存器。Pin11、12：（P1.6、P1.7）各200uA激励电流源，可配合RTD等做应用。Pin13：两路AD输入做普通输入时的电压参考端，AD输入电压不能低于此引脚电压。Pin14：片内DAC输出。Pin15：复位引脚。Pin16、17：单片机RS232接口的RXD（P3.0） TXD（P3.1）。Pin18：（P3.2） 外部中断0，用于红外接收和PS/2接口。
9、Pin19：（P3.3）LCD1602，LCD12864A的EN引脚，控制第一位数码管。Pin20、21：DVDD、DGND数字电源输入。Pin22：（P3.4）PS/2接口的data信号。Pin23：（P3.5）LCD1602和LCD12864A的RW。Pin24：（P3.6）LCD1602和LCD12864A的RS。Pin25：LCD12864A的CS1。Pin26：IIC接口时钟信号。Pin27：IIC接口data信号。Pin28：（P2.0）SPI接口时钟信号。Pin29：（P2.1）SPI接口MOSI信号、控制第6位数码管的位码。Pin30：（P2.2）SPI接口MISO信号、控制第
10、7位数码管的位码。Pin31：（P2.3）SPI接口SS信号、控制第8位数码管的位码；P2.03也作为4X4矩阵式键盘的扫描输出信号、步进电机的控制信号、数码管第数码管第6、7、8位位码。但是SPI、4X4矩阵式键盘、步进电机、数码管第6、7、8位功能不能同时实现。Pin32、Pin33：接外部32.768KHz晶振。Pin34、Pin35：DVDD、DGND。Pin36：（P2.4）LCD12864A的CS2。Pin37：（P2.5）内部PWM模块输出，控制红外LED。Pin38：（P2.6）内部PWM模块输出，控制蜂鸣器。Pin39：（P2.7）内部PWM模块的外部时钟输入（也可以用内部时
11、钟）。Pin40：EA，低电平有效，正常使用时拉低。Pin41：PSEN，在此引脚电平为低时按复位键进入debug模式，可以下载和调试程序。Pin42：ALE。Pin47、Pin48：DGND、DVDD。Pin43、44、45、46、49、50、51、52：P0口、LCD1602和LCD12864的数据总线，数码管的段码。3.3 电源模块 电源模块原理图如图1.2所示。本学习板共有如下3种供电方式： （1）5V电源适配器供电（开关往上拨、插针1下面两脚接跳线帽）。将开关sw4第2、3脚接通（开关往上拨），电源网络DVDD连接到插针1第2脚的输出，将插针1的第1、2脚（插针1下面两脚）接跳线帽，
12、DVDD直接连接到电源适配器输入端，即为5V电源适配器供电模式。（2）712V电源适配器供电（开关往上拨、插针1上面两脚接跳线帽） 将开关sw4第2、3脚接通（开关往上拨），电源网络DVDD连接到插针1第2脚的输出，将插针1的第2、3脚（插针1上面两脚）接跳线帽，DVDD连接到稳压芯片7805的输出，而7805的输入端连接到电源适配器输入端，即为712V的电源适配器经7805给学习板供电的模式。（3）USB供电（开关往下拨）。将开关sw4第1、2脚接通（开关往下拨），电源网络DVDD连接到USB电源输入端。对DVDD网络和AVDD网络设了测试点，方便调试。测试点具体位置参见附图1。3.4 显示
13、模块 本系统共有四种显示模式可供选择，这四种模式分别是：LCD12864、LCD1602、数码管、8路LED。引脚复用：四种显示模式复用数据总线，控制总线，故用户只可选择其中一种使用。我们选用了LCD12864显示。3.4.1 LCD显示 LCD显示信号连接图如图1.7所示。图1.7 LCD信号连接关键网络名和引脚名解释： （1）DISCTRL04：显示控制信号。（2）D0D7、DB0DB7：数据总线。（3）E：LCD使能信号。（4）RS：数据、指令选择信号。（5）RW：读、写选择信号。（6）CS1、CS2：LCD12864由两部分组成，CS1和CS2为选择信号。板上接口4的上排位LCD128
14、64的接口，下排位LCD1602的接口，排针和排母左对齐插入。切勿插错。3.4.2 8路LED 该模块原理如图1.9所示。图1.9 8路LED 8个LED接P0口，低电平时LED亮，这样不会影响P0口逻辑电平。LED限流电阻取4.7K，通过LED电流约为0.8mA，在P0口驱动能力范围之内。该部分可以用于做跑马灯等实验、帮助用户更好的了解和熟练对端口的操作、还可以用于观测P0口的状态。插针配置： （1）若要使用该模块，可以接通插针2，为减少功耗，不用请断开。3.5 蜂鸣器该模块原理图如图1.10所示。图1.10 蜂鸣器和红外发送本设计中采用无源电磁式蜂鸣器，蜂鸣器由PWM1（P2.6）控制，红外二极管由PWM0（P2.5）控制。PWM1和PWM0均为片内PWM模块的输出。蜂鸣器和红外LED的驱动均采用普通NPN三极管。为方便调试，对该模块中的信号设了测试点，具体位置参见附图1。插针配置： （1）若要使用蜂鸣器，可以接通插针3，为减少功耗，不用请断开。（2）若要使用红外二极管，可以接通
