电子密码锁单片机课程设计报告

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1、-*工程学院课程设计课程名称微机原理与应用 课题名称电子密码锁设计专业测控技术与仪器 班级0601* 4* 李贵宾指导教师汪超、赵葵银、李世军 2009年4月13日*工程学院课 程 设 计 任 务 书课程名称 微机原理与应用 课 题 电子密码锁设计专业班级 测控技术与仪器0601班学生* 李贵宾学 号 4指导教师 汪超、赵葵银、李世军审 批 任务书下达日期 2009年 4 月 13日任务完成日期 2009年 4 月 24 日设计内容与设计要求设计内容:1、 密码的设定,此密码是固定在程序存储器ROM中,假设预设的密码为“12345”共5位密码。2、 密码的输入: 采用两个按键来完成密码的输入,

2、其中一个按键为功能键,另一个按键为数字键。在密码都已经输入完毕并且确认功能键之后,才能完成密码的输入过程。然后进入密码的判断比较处理状态并给出相应的处理过程。3、 按键制止功能:初始化时,允许按键输入密码,当有按键按下并开场进入按键识别状态时,按键制止功能被激活,但启动的状态是在3次密码输入不正确的情况下发生的。设计要求:1、 设计方案要合理、正确;2、 系统硬件设计及焊接制作;3、 系统软件设计及调试;4、 系统联调;5、 写出设计报告。主 要 设 计 条 件1、 MCS-51单片机实验操作台1台;2、 PC机及单片机调试软件;3、 单片机应用系统板1套;4、 制作工具1套;5、 系统设计所

3、需的元器件。说 明 书 格 式1. 封面2. 课程设计任务书3. 目录4. 系统总体方案设计5. 系统硬件设计6. 软件设计包括流程图7. 系统的安装调试说明8、 总结 9、参考文献10、附录源程序清单及硬件原理图等;11、课程设计成绩评分表。进 度 安 排设计时间为两周第一周星期一、上午:布置课题任务,讲课及课题介绍 下午:借阅有关资料,总体方案讨论星期二、确定总体设计方案星期三、硬件模块方案设计星期四、软件模块方案设计星期五、设计及调试第二周星期一、设计及调试星期二、设计及调试星期三、总调星期四、写说明书星期五、上午:写说明书,整理资料下午:交设计资料,辩论参 考 文 献1、?微型计算机原

4、理及应用?许立梓编 机械工业 20022、?微型计算机接口技术及应用?*乐善编 华中理工大学 2000 3、?计算机硬件技术根底试验教程?邹逢兴编 高等教育 20004、?16位微型计算机原理接口及其应用?周佩玲编 中国科学技术大学2000 5、?微型计算机原理与接口技术?吴秀清编 中国科学技术 20016、?微型计算机接口技术?邓亚平编 清华大学 20017、?单片机原理及及应用?王迎旭编 机械工业 20018、?单片机应用程序设计技术? 周航慈 著 航空航天大学 20029、?单片机实用技术问答? 谢宜仁 主编 人民邮电 2002目录第1章 系统概述1.1系统功能.71.2设计内容及要求.

5、7第2章 系统方案设计2.1总体方案82.2系统组成.8第3章 硬件设计3.1按键电路设计.93.2指示灯及报警蜂鸣器的电路设计.93.3显示电路设计.10第4章 软件设计4.1主程序设计114.2按键识别与编码设计.114.3显示程序设计134.4密码修改程序设计.15第5章 系统调试5.1软件模拟调试165.2硬件接线及调试.17第6章 总结6.1课程设计总结18.附: A、硬件图B、主程序流程图C、程序清单第1章 系统概述1.1系统功能本次设计使用ATMEL公司的AT 80C51实现一基于单片机的电子密码锁的设计,其主要具有如下功能:1设置6位密码,密码通过键盘输入,假设密码正确,则将锁

6、翻开。2密码可以由用户自己修改设定只支持6位密码,锁翻开后才能修改密码。3状态指示、报警、锁定键盘功能。密码输入正确时有GOOD提示信息、密码输入错误数码显示器会出现错误提示,假设密码输入错误次数超过3次,蜂鸣器报警并且锁定键盘,并且相应的有指示灯指明状态。电子密码锁的设计主要由三局部组成:44矩阵键盘接口电路、密码锁的控制电路、输出八段显示电路。另外系统还有LED提示灯,报警蜂鸣器等。1.2设计内容及要求1密码的设定,此密码是固定在程序存储器ROM中,假设预设的密为“12345”共5位密码。2密码的输入: 采用两个按键来完成密码的输入,其中一个按键为功能键另一个按键为数字键。在密码都已经输入

7、完毕并且确认功能键之后,才能完成密码的输入过程。然后进入密码的判断比较处理状态并给出相应的处理过程。3按键制止功能:初始化时,允许按键输入密码,当有按键按下并开场进按键识别状态时,按键制止功能被激活,但启动的状态是在3次密码输入不正确的情况下发生的。第2章 系统方案设计2.1总体方案 本密码锁系统采用80C51做主控制器,控制密码的输入、判断密码的正确与否。首先,系统将允许用户输入密码,用存储单元把输入的密码进展动态的保存,当用户输入完后可以按下“表示确定,系统将进展密确实认,如果密码正确,则显示GOOD,并且有红灯亮,如果不正确,则用户可以再次进展输入密码,绿灯亮,当用户连续三次输入错误时,

8、系统将显示BAD,和有报警的声音发出,蓝、绿灯同时亮,并且把键盘进展锁定,制止用户进展输入, 扩展功能的实现可以外加一个开关,当将开关按下时,在输入了正确的密码之后,就可以对默认密码进展修改,按下“ON/C键之后, 将修改的密码保存到存储默认密码的单元,即修改功能得以实现, 修改成功之后红绿蓝都亮。2.2系统组成本系统由单片机80C51系统、矩阵键盘、开关、LED显示和报警系统组成。系统组成原理框图如图2-1所示80C51单片机输入错误锁定键盘矩阵键盘控制一个蜂鸣器报警状态指示灯LCD六位显示器2-1 系统组成原理框图第3章 硬件设计3.1按键电路设计由于设计要求使用矩阵键盘,所以本设计就采用

9、行列式键盘,同时也能减少键盘单片机接口时所占用的I/O线的数目,在按键比较多的时候,通常采用这样方法。其原理如图31所示。31单片机的键盘接口电路3.2指示灯及报警蜂鸣器的电路设计指示灯及报警蜂鸣器的电路如以下图所示,当输入的密码正确时,红灯亮;当输入的密码错误时,绿灯亮;当三次错误输入时,绿灯和蓝灯同时亮并且报警法名器发出报警;当开关按下后,在输入正确的密码后可以修改密码。 原理如图21所示。图22指示灯及报警蜂鸣器的连接电路3.3显示电路设计 将P1与显示的数据端相连,使其它能动态的传输要显示的数据,将p3的第六位与位选通端相连,选通相应的位。接线如图23所示图23 显示电路的连接电路第4

10、章 软件设计4.1主程序设计主程序主要完成初始化、检查有无按键按下、以及调用显示、指示灯、密码修改等等。具体模块包括:1、按键识别与编码设计2、显示程序设计3、密码修改程序设计主程序的流程图见附表B.4.2按键识别与编码设计当没有按键按下的时候,单片机循环主程序,一旦有按键按下,便转向相应的子程序处理,处理完毕再返回。每一条水平行线与垂直线列线的穿插处不相通,而是通过一个按键来连通,利用这种行列式矩阵构造只需要N条行线和M条列线,即可组成具有NM个按键的键盘。在这种行列式矩阵键盘非键盘编码的单片机系统中,键盘处理程序首先执行等待按键并确认有无按键按下的程序段。当确认有按键按下后,下一步就要识别

11、哪一个按键按下。对键的识别通常有两种方法:一种是常用的逐行扫描查询法;另一种是速度较快的线反转法。对照图4.2所示的44键盘,说明扫描法原理。首先区分键盘中有无键按下,有单片机I/O口向键盘送全扫描字,然后读入行线状态来判断。把每个键都分成水平和垂直的两端接入,比方说扫描码是从垂直的入,那就代表那一行所接收到的扫描码是同一个bit,而读入扫描码的则是水平,扫描的动作是先输入扫描码,再去读取输入的值,经过比对之后就可知道是哪个键被按下。比方说扫描码送入01111111,前面的0111是代表此时扫描第一行P1.0列,而后面的1111是让读取的4行接脚先设高,假设此时第一行的第三列按键被按下,那读取

12、的结果就会变成01111101注意1111变成1101,其中LSB的第三个bit会由1变成0,这是因為这个按键被按下之后,会被垂直的扫描码电位short,而把读取的LSB的bit电位拉到0,此即为扫描原理。由于这种按键是机械式的开关,当按键被按下时,键会震动一小段时间才稳定,我们必须在侦测到有按键被按下,就Delay一小段时间,使键盘以达稳定状态,再去判读所按下的键,防抖动;为了防止让8051误判为屡次输入同一按键,要参加按键是否松开,就可以让键盘的输入稳定。按键的操作面板如图图4.2所示。共计数字键10个,功能键6个。如图,10个数字键用来输入密码,0N/C用来修改密码,=用来进展输入密码确

13、实认.图4.2 按键操作面板示意图流程图如下:开场是否键下? NYP2.4为低?NYP2.5为低?NYP2.6为低?NYP2.7为低?NY得出编码RETRET图4.3 按键识别与编码流程图4.3显示程序设计 显示设计采用动态扫描。 数码显示板上一共有8 个数码管,如果按照传统的数码管驱动方式静态扫描方式,则需要8 个七段译码器进展驱动,这样既浪费资源,有时电路工作也不可靠。所以现在最常见的数码管驱动电路已经不用上述的静态扫描方式了,而是采用动态扫描显示的方式,这种方式只需一个译码器就可以实现电路正常、可靠的工作,这样大大节省资源。动态数码扫描显示方式是利用了人眼的视觉暂留效应,把八个数码管按一定顺序从左至右或从右至左进展点亮,当点亮的频率即扫描频率不大时,我们看到的是数码管一个个的点亮,然而,当点亮频率足够大时,我们看到的不再是一个一个的点亮,而是全部同时显示点亮,与传统方式得到的视觉效果完全一样。因此我们只要给数码管这样一个扫描频率,则就可以实现两个以上的数码管同时点亮。而这个频率我们可以通过一个计数器来产生,只要计数频率足够大,就可以实现我

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