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1、工业自动化技术强化训练（单片机方向）实验报告书学生姓名： 李泽寰 指导老师： 冯梓安、容爱琼 班级及专业： 14机械创新班 学 号： 201430118043 2016年 7 月 7 日10题目： 基于51单片机的LCD密码锁设计方案摘要在日常的生活和工作中, 住宅与部门的安全防范、单位的文件档案、财务报表以及一些个人资料的保存多以加锁的办法来解决。若使用传统的机械式钥匙开锁，人们常需携带多把钥匙, 使用极不方便, 且钥匙丢失后安全性即大打折扣。随着科学技术的不断发展，人们对日常生活中的安全保险器件的要求越来越高。为满足人们对锁的使用要求，增加其安全性，用密码代替钥匙的密码锁应运而生。密码锁具
2、有安全性高、成本低、功耗低、易操作等优点。在安全技术防范领域，具有防盗报警功能的电子密码锁逐渐代替传统的机械式密码锁，克服了机械式密码锁密码量少、安全性能差的缺点，使密码锁无论在技术上还是在性能上都大大提高一步。随着大规模集成电路技术的发展，特别是单片机的问世，出现了带微处理器的智能密码锁，它除具有电子密码锁的功能外，还引入了智能化管理、专家分析系统等功能，从而使密码锁具有很高的安全性、可靠性，应用日益广泛。本方案硬件部分是由AT89C51单片机、LCD1602（16x2型）、矩阵按键、电源电路和报警电路等几部分组成。软件主要由C语言编程。该密码锁利用单片机技术，通过矩阵按键输入、保护密码，并
3、由LCD显示密码输入，从而实现对密码的判断和报警。关键字：单片机AT89C51,密码锁，LCD1602，矩阵按键目录一、整体方案说明41.1、本密码锁应用的知识41.2、功能说明51.3、总体结构框图5二、小组分工5三、硬件电路说明53.1、AT89C51单片机53.2、LCD 1602（16x2型）63.3、4X4矩阵按键73.4、有源蜂鸣器73.5、电路图8四、软件编程说明84.1、功能函数解释84.2、主函数解释9五、调试说明10六、个人感想10一、整体方案说明本密码锁是利用8051单片机的控制结合LCD1602和矩阵按键输入方法，设计的一个LCD密码锁，可以用在需要密码输入的场合中，例
4、如要当门禁用时，需要实际配合电子门锁。1.1、本密码锁应用的知识 1、AT80C51编程方法2、1602 LCD（16x2型）显示3、密码比较处理的设计方法4、4x4矩阵键盘扫描输入和按键赋值5、有源蜂鸣器的使用方法1.2、功能说明1、使用LCD显示器来显示密码输入的相关消息及提示2、可以显示5位数字/字符密码3、内定一组数字密码为：80114、密码输入正确则在LCD上显示“correct answer”，输入错误则在LCD上显示“error answer”5、密码输入错误有短暂的蜂鸣器错误提示6、密码输入判断完之后清空所输入的密码并跳转到密码输入界面1.3、总体结构框图二、小组分工小组分工明
5、确，黄昱鑫负责模块资料搜索和整理，高哲轩负责在Proteus中画出电路图、测试各个模块的功能并整理程序，李泽寰负责实现密码的多位显示、密码保护以及密码清除功能。三、硬件电路说明3.1、AT89C51单片机AT89C51 是美国 ATMEL公司生产的低电压，高性能 CMOS8 位单片机，片内含4k bytes 的可反复擦写的只读程序存 储器（PEROM）和 128 bytes 的随机存取数据存储器（RAM），器件采用 ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产， 兼容标准 MCS-51指令系统，片内置通用 8位中央处理器（CPU）和 Flash存储单元，功能强大 AT89C51 单片机可为您提
6、 供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。 主要性能参数：与 MCS-51 产品指令系统完全兼容 ；4k 字节可重擦写 Flash 闪速存储器 ；1000 次擦写周期 ；全静态操作：0Hz24MHz ；三级加密程序存储器 ；1288 字节内部 RAM ；32个可编程 IO 口线 ；2个16位定时计数器 ；6个中断源 可编程串行 UART 通道；低功耗空闲和掉电模式。3.2、LCD 1602（16x2型）1602引脚标号和作用编号符号引脚说明编号符号引脚说明1VSS电源地9D2数据2VDD电源正极10D3数据3VL液晶显示偏压11D4数据4RS数据/命令选择12D5数据5R/W读/写
7、选择13D6数据6E使能信号14D7数据7D0数据15BLA背光源正极8D1数据16BLK背光源负极第1脚：VSS为地电源。第2脚：VDD接5V正电源。第3脚：VL为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度。第4脚：RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。第5脚：R/W为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和R/W共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平R/W为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平R/W为低电平时可以写入数据。第6脚：E端为
8、使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。第714脚：D0D7为8位双向数据线。第15脚：背光源正极。第16脚：背光源负极。3.3、4X4矩阵按键用4条I/O线作为行线，4条I/O线作为列线组成的键盘。在行线和列线的每个交叉点上，设置一个按键。而这样的按键中按键的个数是4 X 4个。这样的行列式键盘结构能够有效地提高单片机系统中I/O口的利用率。程序设计思路：扫描的工作方式，就是 P1.7P1.5 轮流 输出 低电平，然后读入P1.3P1.0，判断，如果有按下，就是低电平，没按下的都是高电平。3.4、有源蜂鸣器多谐振荡器由晶体管或集成电路构成。当接通电源后（1.515V直流工作电
9、压）,多谐振荡器起振,输出1.52.5kHZ的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。3.5、电路图其中：1602 LCD:D0-D7=P00-P07；RS=P20 RW=P21 E=P22；矩阵按键：P10-P17；蜂鸣器：P27；四、软件编程说明4.1、功能函数解释void delay1ms (uint c) :可调时间延时，1ms。void delaylong()：固定时间延时。void beep() :输出一定频率的脉冲来控制蜂鸣器。uchar keyscan() :按键扫描，获取所按矩阵按键的键值，为LCD的显示做准备。void lcd_writecom(uchar com) :LC
10、D写命令函数，为数据的写入做准备，为写数据指明通道。void lcd_writedate(uchar date) :写数据开始的准备，标明开始写数据，然后开始写入数据。void lcd_init() :LCD的初始化，为LCD的使用做准备。void lcd_show_title() :LCD上显示标题（Your Password.）；4.2、主函数解释void main() uchar asd = 0,g = 0; lcd_init(); /LCD初始化 while(1) key = keyscan(); /按键扫描 lcd_show_title(); /显示标题 lcd_writecom(0
11、x80+0x40+a); /显示密码，a为密码的个数超过4从一开始 lcd_writedate(*); /密码用*表示 tablea=key; /储存输入密码 if (table4 = Y)&a=4) /按确定键判断密码的正确性 if(table0=result0)&(table1=result1)&(table2=result2)&(table3=result3) /比较输入密码 a = -1; lcd_writecom(0x80+0x40); for (asd=0;asd16;asd+) lcd_writedate(di_4asd); /如果正确显示correct answer delay
12、long(); lcd_writecom(0x01); else a = -1;lcd_writecom(0x80+0x40); /错误显示error answer for (asd=0;asd16;asd+) lcd_writedate(di_3asd); beep(); /蜂鸣器报警 delaylong(); lcd_writecom(0x01); /清屏 五、调试说明调试我们采用的是自底向上的过程，首先单独调试了按键赋值的函数，然后单独调试了LCD 1602模块，确定没问题后我们就尝试使用矩阵按键在LCD 1602上显示一位数，后来又用算法实现可以显示输入的五位数，后来为了密码的安全，我们尝试用*覆盖输入的密码在LCD上显示出来，最后我们把密码存在数组里，并和正确密码比较出最种结果。六、个人感想通过这次嵌入式的学习，我感受到了自动化控制的魅力；本来不会动，没有任何反应的东西，在我的编程下按我的想法运作，十分有意思。这次的学习也让我把理论知识化为实际的运用，让我对嵌入式有了新的了解。这次的工业自动化实习（嵌入式）使我有了很多新的想法，让我在实际训练中找到了自己的不足，让我看到了如今社会行业的变化。随着时代的进步，机器正在进一步代替人类工作，改变人们的生活，而嵌入式正是其中的一种。我将在嵌入式上下狠功夫，把嵌入式学好，做出更厉害的东西。
