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1、目 录1 系统的总体方案设计11.1 系统方案的选择11.2系统的设计思路：12 硬件电路设计22.1 键盘电路设计22.2 LED显示电路32.3 开锁电路52.4 报警电路53 软件设计63.1软件设计思路63.2 各子程序设计64 系统调试104.1系统硬件连接示意图：104.2 系统测试的局部115 心得体会12参考文献13致谢13附 录141 系统的总体方案设计1.1 系统方案的选择综合其他多种方案设计的优缺点，采用以AT89S51为核心的单片机控制方案。利用单片机灵活的编程设计和丰富的IO端口，及其控制的准确性，不但能实现基本的密码锁功能，还能添加调电存储、声光提示甚至添加遥控控制
2、功能。其原理如图11所示。89S51单片机矩阵键盘控制输入错误锁定键盘延时报警控制电路AT24C02掉电存储开锁控制电路指示电路串口显示电路图11单片机控制方案该方案有较大的活动空间，不但能实现所要求的功能而且能在很大的程度上扩展功能，而且还可以方便的对系统进行升级。本方案采用一种是用以89S51为核心的单片机控制方案。利用单片机灵活的编程设计和丰富的I/O端口，及其控制的准确性，实现基本的密码锁功能。1.2系统的设计思路：1.输入密码用矩形键盘，包括数字键和功能键。2.LED数码管显示输入密码，用74JS247驱动数码管发光显示数码，用74LS138控制各位显示器分时进行显示。3.用发光二极
3、管代替开锁的电路，发光表示开锁。4.输入密码错误次数超过3次，系统报警。5.打开电源后，显示器显示“000000”，设原始密码为“123456”，只要输入此密码便了开门。这样可预防停电后再来电时无密码可用。6.按“C”键，清除显示器为“000000”。7.欲重新设定密码，先输入密码在案“*”。8.输入密码，再按“D”键。若密码与设定密码相同，则开门。 否则显示器清为“000000”。9.软件的设计主要包括键盘键值的读取，LED显示程序，密码比较程序和报警程序。2 硬件电路设计2.1 键盘电路设计使用矩阵键盘，所以本设计就采用行列式键盘，同时也能减少键盘与单片机接口时所占用的I/O线的数目，在按
4、键比较多的时候，通常采用这样方法。其原理如图2.1。图2.1 矩阵键盘每一条水平（行线）与垂直线（列线）的交叉处不相通，而是通过一个按键来连通，利用这种行列式矩阵结构只需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2.1所示的44键盘，说明线反转个工作原理。首先辨别键盘中有无键按下，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。方法是：向行
5、线输出全扫描字00H，把全部列线置为低电平，然后将列线的电平状态读入累加器A中。如果有按键按下，总会有一根行线电平被拉至低电平从而使行线不全为1。判断键盘中哪一个键被按下使通过将列线逐列置低电平后，检查行输入状态来实现的。方法是：依次给列线送低电平，然后查所有行线状态，如果全为1，则所按下的键不在此列；如果不全为1，则所按下的键必在此列，而且是在与零电平行线相交的交点上的那个键。具体的功能设计如表2.1：表2.1 按键功能按 键键 名功 能 说 明19键数 字 键输 入 密 码* 键重 设 密 码 键设 定 新 密 码D键确 定 键比 较 密 码# 键清 除 键使 显 示 器 清 零2.2 L
6、ED显示电路本系统设计的显示电路是为了给使用者以提示而设置的。本系统的显示采用串行显示的方式，只使用单片机的一个串行口，利用74LS247驱动数码管发光显示数码和74LS138控制位选信号，就可以完成单片机的显示功能，显示电路的电路原理图如图2.2所示。用P0.0P0.3接74LS247的A，B，C，D四端口，74LS247的输出口接LED的七段显示；而P0.4P0.6接74LS138的A，B，C三个输入口，74LS138的输出口接LED的位显示。通过软件实现数字和位控制。图2.2 LED显示电路用74LS247可以控制输出什么字型。74LS247的逻辑功能表如表2.2：表2.2 74LS24
7、7的逻辑功能表用74LS138控制位循环显示，其逻辑功能表如表2.3：表2.3 74LS138逻辑功能表CBAY1Y2Y0Y3Y4Y5Y6Y70000111111 001101111110 1011011111011111011111 00111101111011111101 111011111101111111111102.3 开锁电路在本次设计中，基于节省材料的原则，暂时用发光二极管代替电磁锁，发光管亮，表示开锁；灭，表示没有开锁。电路图如2.3所示。当P2.0口输出低电平时，二极管发光，表示开锁。图2.3 开锁电路2.4 报警电路图2.4 报警电路报警模块由蜂鸣器和单片机组成。选择一只压
8、电式蜂鸣器，压电式蜂鸣器工作时约需要100mA驱动电流。蜂鸣器电路如图2.4所示。当89C51的P2.1口输出为低电平时，蜂鸣器产生蜂鸣音，89C51输出为高电平时，蜂鸣器不发声。3 软件设计3.1软件设计思路电子密码锁工作的主要过程是LED数码管提示开始输入密码，通过键盘输入密码，同时LED显示密码输入情况，按下确认键后判断密码的正确性，作出开锁或报警处理。当输入密码连续输入错误3次时，系统报警。密码的设定，在此程序中密码是固定40H45H中，假设预设的密码为123456共6位密码。由于采用两个按键来完成密码的输入，那么其中一个按键为功能键，另一个按键为数字键。在输入过程中，首先输入密码的长
9、度，接着根据密码的长度输入密码的位数，直到所有长度的密码都已经输入完毕；或者输入确认功能键之后，才能完成密码的输入过程。进入密码的判断比较处理状态并给出相应的处理过程。3.2 各子程序设计1. 键盘扫描子程序键盘扫描流程图如图3.2.1图3.2.1 键盘扫描流程图键盘扫描子程序如下（请结合总程序进行阅读）：L2: MOV R3,#0F7H MOV R1,#00HL3: MOV A,R3 MOV P1,A MOV A,P1 MOV R4,A SETB C MOV R5,#04HL4: RLC A JNC KEYIN INC R1 DJNZ R5,L4 CALL DISP MOV A,R3 SET
10、B C RRC A MOV R3,A JC L3 JMP L22. LED显示子程序 LED显示流程图如图3.2.2图3.2.2 LED显示流程图LED显示子程序如下（请结合总程序进行阅读）：DISP:MOV R0,#45HDISP1: MOV A,R0 ADD A,#50H MOV P0,A CALL DELAY DEC R0 MOV A,R0 ADD A,#40H MOV P0,A CALL DELAY DEC R0 MOV A,R0 ADD A,#30H MOV P0,A CALL DELAY DEC R0 MOV A,R0 ADD A,#20H MOV P0,A CALL DELAY
11、DEC R0 MOV A,R0 ADD A,#10H MOV P0,A CALL DELAY DEC R0 MOV A,R0 ADD A,#00H MOV P0,A CALL DELAY RET3 密码比较和报警程序密码比较和报警流程图如3.2.3图3.2.3 密码比较和报警流程密码比较和报警程序（请结合总程序进行阅读）：COMP: MOV R1,#45H MOV R0,#35H MOV R2,#06HC1: MOV A,R1 XRL A,R0 JNZ C3 DEC R1 DEC R0 DJNZ R2,C1 CLR P2.0 MOV R2,#200C2: MOV R6,#248 DJNZ R6
12、,$ DJNZ R2,C2C3: INC R5 MOV A,R5 MOV R5,A CJNE R5 ,#03H,C4 CLR P2.1 MOV R5,#00H C4: JMP START4 系统调试4.1系统硬件连接示意图： 图4.1 系统硬件连接示意图4.2 系统测试的局部本次调试采用Protues软件仿真。首先设计电子密码锁的源程序，源程序经过汇编后，生成的目标文件经过仿真调试。依次按下1，2，3，4，5，6后，LED显示如图4.2图4.2 LED显示按下确定键后，二极管亮，表示密码正确开门。如图4.3图4.3 密码正确开门 5 心得体会经过此次两个星期的单片机课程设计过程，我感慨颇多。从最初的选定课题，到后来辛勤努力的查找资料研究设计，当中有苦也有甜。苦的是每天都忙忙碌碌的研究问题解决问题，甜的自然是从解决问题的过程中得到了快乐得到了前所未有的满足感。从中我们不但学习到了新的知识，也对再课堂上学习的理论知识进行了有效的实践，既是巩固有事发展。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服
