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1、江西理工大学应用科学学院江西理工大学应用科学学院 微机控制系统课程设计报告微机控制系统课程设计报告 题题 目：目： 简易电子密码锁简易电子密码锁 姓姓 名：名： 学学 号：号： 专业班级：专业班级： 指导教师：指导教师： 完成时间：完成时间： 设计报告综合测试平时总评 格式 （10 分） 内容 （10 分） 图表 （5 分） 功能测试 （35 分） 答辩 （20 分） 考勤 （20 分） 指导教师签名： 江西理工大学应用科学学院课程设计（论文） 目录目录 摘要.1 第一章 系统概述.2 第二章 基本功能设计.3 2.1 实验任务.3 2.2 基本设计要求.3 2.2.1 基本要求.3 2.2.
2、2 发挥部分 .3 2.3 主要元件介绍.3 2.3.1 P89C51 芯片 3 2.4 系统框图.5 第三章 硬件设计.5 3.1 硬件电路的设计.5 3.1.1 硬件工作接线口.5 3.1.2 LED 显示器结构与原理 .5 3.1.3 复位电路.7 3.1.4 振荡电路.7 3.1.5 按键设置.8 3.1.6 报警器和发光二极管.9 3.2 硬件电路图.9 第四章 软件设计11 4.1 系统软件设计11 4.1.1 密码开锁功能 12 第五章 系统 PROTUSE 仿真图13 第六章 设计总结16 参考文献17 附录18 江西理工大学应用科学学院课程设计（论文） - 0 - 摘要 随着
3、人们生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一问题也变得尤其的突 出，传统 的机械锁 由于其构造的简单，被撬的事件也屡见不鲜，因此，人们在日常生活中越来 越越离不开密码的使用。在人们对安全的重视和科技的发展的同时，许多电子智能锁 （指纹识别、IC 卡辨认）已相继问世，但这类产品是针对特定指纹或有效卡，只能适 用于保密要求高且仅供个别人使用的箱、柜、房间等。另外，卡片式的 IC 卡易丢失和 损坏，加上其成本较高，在一定程度上限制了这类产品的普及和推广。鉴于目前的技术 水平和市场的接收程度，电子密码锁是这类电子防盗产品的主流。基于以上思路，本次 设计使用 PHILIPS 公司的 P89C51 实现基于单
4、片机的电子密码锁的设计。 关键字：P89C51 单片机 密码 电子锁 with the improvement of people living standards, how to achieve security of this family also changed particularly prominent, the traditional mechanical lock because of its simple structure, the incident was nothing n ew. therefore, more and more people in their dai
5、ly life is inseparable from the use of passwords.as people attach importance to security and the develop ment of technology, at the moment, many Electronic smart lock(fingerprint ,I C card identification)has been published at home and abroad. However these p roducts are characterized by specific and
6、 effective fingerprint cards, can o nly apply to the confidentiality requirements of the box, counter, doors, an d so on. And fingerprint recognition knowledge for use in public places if t here easily damaged machinery, C card there are still easily lost, damaged, and so on. Coupled with its high c
7、ost, to some extent, limited the popularit y of such products and promotion. Given the current level of technology and the market reception of electronic code lock is such a mainstream electronic anti- theft products.Based on the above ideas, this design uses the P89C51 PHILIPS achieve an electronic
8、 passwordbased SCM lock design. Key words: P89C51 SCM password electronic locks 江西理工大学应用科学学院课程设计（论文） - 1 - 第一章第一章 系统概述系统概述 本次设计使用 P89C51 单片机实现简易电子密码锁的设计，其主要具有如下功能： 1.设 8 置位密码，密码通过键盘输入，此时黄灯亮，若密码正确则绿灯亮。 2.密码可以由用户自己修改设定，绿灯亮后后才能修改密码。在输入新密码时候需要确 认，以防止误操作。 3.报警、锁定键盘功能。密码输入错误红色发光二极管和蜂鸣器会出现错误提示，若密 码输入错误次数超过
9、 3 次，蜂鸣器报警并且锁定键盘。 电子密码锁的设计主要由三部分组成：34 矩阵键盘接口电路、密码锁的控制电路、 输出数码显示电路。另外系统还有 LED 提示灯，报警蜂鸣器等。 密码锁设计的关键问题是实现密码的输入、确认、更改等功能： 1.密码输入功能：按下数字键，输入密码长度 。 2.密码确认功能：当按下确认键时，表示密码输入完成。 3.密码设置功能：将输入的值作为新的密码。 主要的设计实施过程： 首先，选用单片机 P89C51，以及选购其他电子元器件。第二步，使用 2004 设计硬件电路原理图，并设计 PCB 图完成人工布线（后因时间和材料准备不充分，所 以没做出实物） 。第三步，使用 K
10、eil uVision4 软件编写单片机的 C 语言程序、仿真、软 件调试。第四部，使用 PROTEUS 软件进行模拟软、硬件调试。最后，联合软、硬件调 试电路板，完成本次设计。 江西理工大学应用科学学院课程设计（论文） - 2 - 第二章第二章 基本功能设计基本功能设计 2.12.1 实验任务实验任务 通过对本题目的设计掌握单片机控制系统设计的相关方法与技巧。 用 P89C51RC2HBP 设计一个简单电子密码锁，完成密码的识别功能。 2.22.2 基本设计要求基本设计要求 2.2.1 基本要求 （1）设置（09）十个按键和一个设置/确认按键，当系统正常工作时可通过设置/ 确认按键修改密码，
11、使用时初始密码为 12345678，随后可任意设置密码。 （2）当密码输入正确时，用一个发光二极管和蜂鸣器作为指示。当密码输入错误 时，则提示密码输入错误。 （3）当密码连续输入错误 3 次后锁定键盘，锁定时间为 1 分钟。 2.2.2 发挥部分 不改变硬件电路，增加蜂鸣器音乐输入功能，即编出三种音乐分别对应密码输入正 确、输入错误和键盘锁定三种状态。 2.3 主要元件介绍 2.3.1 P89C51 芯片 P89C51RB2/RC2/RD2 具有 16K/32K/64K 并行可编程的非易失性 FLASH 程序，存储器 并可实现对器件串行在系统编程 ISP 和在应用中编程(IAP)在系统编程 I
12、SP（ In- System Programming） 。当 MCU 安装在用户板上时允许用户下载新的代码，在应用中编 程 IAP（In-Application Programming） ，MCU 可以在系统中获取新代码并对自己重新编 程。这种方法允许通过调制解调器连接进行远程编程片内 ROM 中，固化的默认的加载程 序，Boot Loader 允许 ISP 通过 UART 将程序代码装入 Flash 存储器而 Flash 代码中， 则不需要加载程序对于 IAP 用户程序擦除和重编程。 Flash Memory 的操作是通过使用片内 ROM 中的标准程序该器件的 1 个机器周期由 6 个时钟周
13、期组成因此运行速度是传统 80C51 的 2 倍一个 OTP 配置位可让用户选择传统 的 12 时钟周期该系列单片机是 80C51 微控制器的派生器件是采用先进 CMOS 工艺 制造 的 8 位微控制器 指令系统与 80C51 完全相同有 4 组 8 位 I/O 口 3 个 16 位定时/计数器 多个中断源 4 个中断优先级嵌套中断结构个增强型 UART 片内振荡器及时序电路新增的 江西理工大学应用科学学院课程设计（论文） - 3 - 特性使得 89C51RB2/RC2/RD2 成为功能更强大的微控制器更好地支持应用于脉宽调制高 速 I/O 递增/递减计数能力如电机控制等场合。 图 2.1 P
14、89C51 的 DIP 封装及管脚功能 江西理工大学应用科学学院课程设计（论文） - 4 - 2.4 系统框图 P89C51 CPU 显示 键盘 报警器和发光二极管 复位 晶振 图 2.2 系统框图 第三章第三章 硬件设计硬件设计 3.1 硬件电路的设计 3.1.1 硬件工作接线口 P0 口接数码管，用来显示按键是否按下，P1 口接报警器和发光二极管。 P3 口接 3x4 矩阵键盘，分别为（09）和设置/确认按键。 3.1.2 LED 显示器结构与原理 LED 显示块是由发光显示二极管显示字段的显示器件。在单片机中我们通常用七段 LED，这种显示共有共阴极和共阳极两种，本设计是用共阴极，如图
15、3.1 所示。 江西理工大学应用科学学院课程设计（论文） - 5 - 图 3-1 LED 数码显示部分 表 3.1 LED 显示块 通常的七段显示块中共有 8 个发光二极管，其中 7 个发光二极管构成七笔字形“8” ， 一个发光二极管构成小数点。七段显示块与单片机接口非常容易。只要将一个 8 位并行 输出与显示块的发光二极管引脚相连即可。8 位并行输出口输出不同的字节数据即可获 得不同的数字或字符，通常将控制发光二极管的 8 位字节数据称为段选码。 显示字 符 共阴极段选码 显示字 符 共阴极段选码 03FHA77H 106HB7CH 25BHC39H 34FHD5EH 466HE79H 56
16、DHF71H 67DH 707H 87FH 96FH 江西理工大学应用科学学院课程设计（论文） - 6 - 3.1.3 复位电路 图 3.2 复位电路 时钟电路工作后，在 REST 管脚上加两个机器周期的高电平，芯片内部开始进行初 始复位（如图 3.2） 。 3.1.4 振荡电路 图 3.3 振荡电路 本设计晶振选择频率为 12MHZ，电容选择 22pF，如图 3.3 所示。 江西理工大学应用科学学院课程设计（论文） - 7 - 3.1.5 按键设置 按键方式有独立式和行列式两种，本设计是采用行列式，共设置 12 个按键。能 减少键盘与单片机接口时所占用的 I/O 线的数目。如图所示：S1S10 分别为 09 数字 按键，S11 为设置/确认按键。如图 3-4，当没有键按下时，行线和列线之间是不相连的， 若第 N 行与第 M 列的键被按下，那么第 N 行与第 M 列的线就被接通。 本系统的键盘扫描方法是利用 P3 口的低四位作为行扫描线，P3 口的高四位作为列 回扫线。具体实施方法为：先使 P3
