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1、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：电自班学号：姓名：指引教师： 设计时间： 目录一、任务及设计要求- 3 -二、系统原理框图- 3 -三、硬件原理图- 4 -(一)ADuC848的简要介绍（针对本设计所选择的型号）- 4 -(二)单片机引脚分布- 4 -(三)电源模块- 6 -(四)数码管硬件连接- 7 -(五)蜂鸣器和红外发送- 8 -(六)复位与下载- 8 -(七)按键输入- 9 -(八)振荡电路- 10 -四、程序- 11 -(一)主程序- 11 -(二)密码修改流程图- 12 -(三)计时主程序流程图- 13 -
2、(四)计时中断子程序流程图：- 14 -(五)蜂鸣器中断子程序流程图- 15 -(六)蜂鸣器控制程序- 15 -(七)键盘扫描程序流程图- 16 -(八)程序清单- 16 -五、使用说明书- 26 -(一)键盘按键分布- 26 -(二)按键功能说明- 26 -六、心得体会- 27 -参考文献- 29 -一、 任务及设计规定1）设计一多位电子密码锁，输入密码用“F”表达，输入密码对的，绿灯亮（或显示其他标志、蜂鸣器替代），输入密码错误，红灯亮（或显示其他标志、蜂鸣器替代）2）具有拟定键和取消键，在未拟定之前可以取消，重新输入3）持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
3、置、修改功能5）具有密码输入等待操作时间限制功能，超过限定期间报警6）显示北京时间，时间可调节7）可运用蜂鸣器添加提示音二、 系统原理框图ADuc848驱动电路报警电路振荡电路数码管显示44键盘输入复位电路时钟模块三、 硬件原理图(一) ADuC848的简要简介（针对本设计所选择的型号） 1、 具体状况请参照芯片手册。2、 8051-based core、5V供电电压； 3、 可以通过串口在线下载程序和单步、断点、运营到某一行等方式调试程序； 4、 16位8通道-ADC，片内有1.25V参照电压、buffer和PGA； 5、 12位电压输出DAC、Dual 16-BIT - DAC； 6、 3
4、2kbyte程序存储器、4kbyte顾客信息Flash存储器、256RAM+2048XRAM(byte)； 7、 PLL(12.58 MHz max)（片外只需接32.768kHz晶振）； 8、 316位定期/计数器、看门狗定期器； 9、 11中断源（2优先级）、11位堆栈指针； 10、 24I/O+8模拟或数字输入； 11、 UART、 SPI和I2C、高速115200波特率发生； 12、 Power supply monitor、上电复位、Dual 200A鼓励电流源。(二) 单片机引脚分布 1. 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
5、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。2. Pin5、6：AVDD、AGND，模拟电源输入。3. Pin7、8：外部参照电压接入，Pin7接AGND。片内DAC有2.5V内部参照，ADC有1.25V内部参照。4. Pin9、10：（P1.4、P1.5）两路AD输入，可做差分输入，需要设立ADC的寄存器。5. Pin11、12：（P1.6、P1.7）各200uA鼓励电流源，可配合RTD等做应用。6. Pin13：两路AD输入做一般输入时的电压参照端，AD输入电压不能低于此引脚电压。7. Pin14：片
6、内DAC输出。8. Pin15：复位引脚。9. Pin16、17：单片机RS232接口的RXD（P3.0） TXD（P3.1）。10. Pin18：（P3.2） 外部中断0，用于红外接受和PS/2接口。11. Pin19：（P3.3）LCD1602，LCD12864A的EN引脚，控制第一位数码管。12. Pin20、21：DVDD、DGND数字电源输入。13. Pin22：（P3.4）PS/2接口的data信号。14. Pin23：（P3.5）LCD1602和LCD12864A的RW。15. Pin24：（P3.6）LCD1602和LCD12864A的RS。16. Pin25：LCD12864
7、A的CS1。17. Pin26：IIC接口时钟信号。18. Pin27：IIC接口data信号。19. Pin28：（P2.0）SPI接口时钟信号。20. Pin29：（P2.1）SPI接口MOSI信号、控制第6位数码管的位码。21. Pin30：（P2.2）SPI接口MISO信号、控制第7位数码管的位码。22. 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位功能不能同步实现。23. Pin32、Pin33：接外
8、部32.768KHz晶振。24. Pin34、Pin35：DVDD、DGND。25. Pin36：（P2.4）LCD12864A的CS2。26. Pin37：（P2.5）内部PWM模块输出，控制红外LED。27. Pin38：（P2.6）内部PWM模块输出，控制蜂鸣器。28. Pin39：（P2.7）内部PWM模块的外部时钟输入（也可以用内部时钟）。29. Pin40：EA，低电平有效，正常使用时拉低。30. Pin41：PSEN，在此引脚电平为低时按复位键进入debug模式，可如下载和调试程序。31. Pin42：ALE。32. Pin47、Pin48：DGND、DVDD。33. Pin43
9、、44、45、46、49、50、51、52：P0口、LCD1602和LCD12864的数据总线，数码管的段码。(三) 电源模块 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，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
10、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，以便调试。(四) 数码管硬件连接核心网络名解释： 1. DS07：数码管段码。2. BIT07：数码管位码。3. MOTORAD：步进电机驱动信号。4. DISCTRL04：显示控制信号，控制数码管低5位。5. D08：单片机P0口。本设计采用共阴极数码管，段码由PNP三极管驱动，位码由NP
11、N型三极管驱动。引脚复用： 数码管低5位（板上为右边5位）的位码由DISCTRL04控制，可单独使用，高3位的位码控制信号与SPI信号，电机驱动信号，4X4矩阵式键盘复用，使用数码管高3位时参与 复用的其她功能则不能使用。插针配备： 若要使用数码管第40位（板上为右边5位），可以接通插针8，为减少功耗，不用请断开。若要使用数码管第75位（板上为左边3位），可以分别接通插针57和9，为减少功耗，不用请断开。(五) 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
12、驱动均采用一般NPN三极管。为以便调试，对该模块中的信号设了测试点，具体位置参见附图1。插针配备： 若要使用蜂鸣器，可以接通插针3，为减少功耗，不用请断开。若要使用红外二极管，可以接通插针4，为减少功耗，不用请断开。(六) 复位与下载 进入下载或调试模式的环节为： 1. 按住BTN1(down or debug按键)不要放开； 2. 按下BTN2(reset按键)，然后放开BTN2(reset按键)；3. 放开BTN1(down or debug按键)。这样单片机就进入了调试模式，可如下载或调试程序。(七) 按键输入 由于P1口（用于行扫描）内部无上拉电阻，为使无键按下时行信号为高电平，故将行
13、信号接上拉电阻，电阻大小10K即可。引脚复用：P2.0P2.3为4X4矩阵式键盘列扫描信号，又复用作步进电机控制信号，SPI信号、P2.1P2.3还复用为数码管第5、6、7位位码控制信号。参与复用的一项功能使用时，其她参与复用的功能则不能使用。插针配备： 插针10上面两脚接跳线帽，4X4矩阵式键盘输入，行扫描信号为P1.0P1.3，列扫描信号为P2.02.3。插针10下面两脚接跳线帽，独立按键输入，该模式有4个独立按键可用，按键扫描所用端口为P1.0P1.3。这4个按键为4X4矩阵键盘的左边4个按键。(八) 振荡电路 AduC848片内有I2C模块，并有独立的引脚SCLOCK和SDATA。板上
14、的RTC时钟芯片DS1307和EEPROM芯片AT24C08均使用了I2C总线。板上设立了I2C接口，以便MCU与板外的I2C设备进行通信。对SCLOCK和SDATA设立了测试点。四、 程序(一) 主程序开始密码锁界面检测命令键设立时间S4显示时间检测命令键输入密码N密码对的Y第一种亮N第二个亮N+1N=3报警YN修改密码修改密码键(二) 密码修改流程图(三) 计时主程序流程图 (四) 计时中断子程序流程图：(五) 蜂鸣器中断子程序流程图(六) 蜂鸣器控制程序(七) 键盘扫描程序流程图(八) 程序清单BUF EQU 75HBUF1 EQU 73HSBF EQU 72H;寄存秒MBF EQU 71H;寄存分HBF EQU 70H;寄存时ORG 0000HLJMP STARTORG 0BH ;定期器0中断入口LJMP CLOCKORG 1BH ;定期器1中断入口LJMP INT_0ORG 200H
