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1、西安航空职业技术学院课程设计/实训报告课程名称： 小系统设计 所属学院：电子工程学院指导教师：杨思俊学生姓名： 学号: 专业：11级应用电子技术五年制西安航空职业技术学院制西安航空职业技术学院课程设计/实训任务书课程名称： 单片机原理及应用任务与要求： 1、完成布置的所有原理图设计； 2、完成程序编制及调试；3、完成实训报告书写；时间： 2014 年12 月 8日 至 2014年 12 月 12 日 共 1周所属学院： 电子工程学院学生姓名： 学 号： 专业： 11级应用电子技术五年制指导教师： 杨思俊西安航空职业技术学院制目录1 引言32 硬件设计42.1单片机部分42.1.1 AT89S5
2、1功能介绍42.1.2 AT89S51管脚功能说明42.1.3振荡器特性62.1.4 AT 89S51相对于AT89C51增加的新功能72.2四乘四行列式键盘部分72.3七段数码管显示器部分82.4密码存储电路设计92.5系统硬件设计原理结构框图如图2-7所示92.6系统板上硬件连线102.7电路原理图 （附录A）103 软件设计113.1键盘输入部分113.1.1键盘程序设计内容113.1.2键盘程序框图（附录B）113.1.3键盘C语言源程序（附录C）113.2数码管显示部分113.2.1数码管程序设计内容113.2.2数码管C语言源程序（附录C）113.3蜂鸣器声音提示部分113.3.1
3、蜂鸣器程序设计内容123.3.2蜂鸣器C语言源程序（附录C）123.4密码修改与存储部分123.4.1密码修改与存储程序设计内容123.4.2密码修改与存储C语言源程序（附录C）123.5系统程序流程总框图如图3-1所示123.6整个系统的C语言源程序（附录C）124仿真设计1341 Proteus仿真软件1342 ProteusV71SP2的使用1343 进行仿真设计14431设计仿真电路14432 软件仿真设计15结束语16参考文献17附录A 电路图原理18附录B 键盘输入程序框图19附录C 整个系统的C语言源程序（主程序）201 引言随着社会物质财富的日益增长，如何实现家庭防盗这一问题也
4、变的尤其的突出，而锁自古以来就是把守门户的铁将军,人们对它要求甚高,即要安全可靠地防盗,又要使用方便。目前普遍使用的机械锁结构简单、使用方便、价格便宜。但在使用过程中暴露了很多缺点：1.机械锁是靠金属制成的钥匙上的不同齿形与锁芯的配合来工作的。所以很多钥匙可以互开,保密性差，安全性低。2.钥匙一旦丢失，无论谁捡到都可以将锁打开。3.机械锁的材料大多为黄铜，质地较软容易损坏。4.机械锁钥匙易于复制，不适于诸如宾馆等公共场所使用。所以机械锁已难以满足当前社锁会和人们的要求。出于安全、方便的需要。随着人们生活水平的提高，电子密码防盗作为防盗卫士的作用日趋重要。电子密码锁用密码代替钥匙，不但省去了佩戴
5、钥匙的烦恼，也从根本上解决了普通门锁保密性差的缺点。如果采用6位密码，则密码组合可达到，每增加1位，密码组合就增加10倍。从而提高了密码锁的安全系数。 密码锁被广泛应用保险柜、保险箱、文件柜、防磁防火柜、防盗门、银库门、仓库门、车门、民用门等。目前市场上普遍所见的电子密码锁的密码很容易被窥探和多次试探，而丢失密码，使密码锁失去其安全性。该电子密码锁利用单片机作为主控核心，单片机（AT89S51）所具有的特殊功能使得电子密码锁的保密性能大大加强，这样就可以有效的防止多次试探密码的可能性。随着单片机和其它智能芯片的进一步开发防盗锁将实现智能化，这将是锁的安全性能大大提高。本系统实现密码一次输入的提
6、示功能，若密码输入不正确将发出“嘀嘀”的报警声，引起他人警觉。同时可添加外围设备实现远程报警（如添加继电器一类设备可以连接到主人的电话上，是主人知道家里有人非法操作，及时报警）。若密码输入正确将发出“叮咚”的门铃声。本系统使用的单片机所具有强大的功能能够实现智能控制用来完成密码的输入、判断和比较从而执行相应的开锁显示或报警等功能。2 硬件设计本系统硬件设计由单片机（AT89S51）部分、44行列式键盘、四联七段共阴数码管、报警器、密码存储5个基本部分所组成。2.1单片机部分主控器件是单片机，AT89S51是一个低功耗、高性能CMOS 8位单片机，片内含4k字节的可系统编程的Flash只读程序存
7、储器，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8051指令系统及引脚。它集Flash程序存储器既可在线编程(ISP)也可用传统方法进行编程及通用8位微处理器于单片芯片中。2.1.1 AT89S51功能介绍AT89S51主要性能参数：与MCS51产品指令系统完全兼容，4k字节在系统编程(ISP)Flash闪速存储器，1000次檫写周期，4.0-5.5V的工作电压范围，全静态工作模式：0Hz33MHz,三级程序加密锁，128k字节的随机存取数据存储器（RAM），32个可编程I/O口线，6个中断源，全双工串行UART通信，低功耗空闲和掉电模式，中断可从空闲模式唤醒系统，掉电标志
8、和快速编程特性，灵活的在系统编程，2个16位可编程定时计数器，看门狗（WDT）电路及双数据指针。AT89S51芯片引脚排列如图2-1所示: 图2-5 仿真介面2.1.2 AT89S51管脚功能说明(1)VCC：供电电压，GND：接地。(2)P0口：P0口为一组8位漏级开路型双向I/O口，也即地址/数据总线复用口。作为输入口用时，每位能驱动8个TTL逻辑门电路，当P1口的管脚第一次写“1”时，可作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。在Flash编程时，P0口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验
9、时，要求外接上拉电阻。本系统中把 “单片机系统”区域中的P0.0端口用导线连接到报警器上，用来提示密码输入的正确或错误并发出相应的声音。(3)P1口：P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1口的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。P1口管脚写入“1”后，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流。在FLASH编程和校验时，P1口作为低8位地址接收。本系统中把“单片机系统”区域中的P1.0P1.7用导线连接到数码管显示器的一端。用来实现数码管的显示。(4)P2口：P2口为一个带有内
10、部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉到高电平，且作为输入。并因此作为输入口使用时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。本系统中把“单片机系统”区域中的P2.0P2.7用导线连接到三极管的一端通过三极管放大输入到数码
11、管显示器上。本系统中由“单片机系统”区域中的P1口和P2口共同来完成数码管的显示。(5)P3口：P3口管脚是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P3口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉电阻拉高可作为输入端口。作为输入端时，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。P3口除了作为一般的I/O口线外，更重要的用途是它的第二功能，如表2-1所示：本系统中把单片机系统中P3.0-P3.3和P3.4-P3.7端口分别连接到的44行列式键盘中的四条横线、四条竖线上，用来完
12、成密码的输入。(6)RST：复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。WDT溢出将使该引脚输出高电平，设置SFR AUXR的DISRTO位可打开或关闭该功能，DISRTO位缺省为RESET输出高电平打开状态。表2-1 XXX表端口引脚第二功能P3.0RXD（串行输入口）P3.1TXD（串行输出口）P3.2INT0（外部中断0）P3.3/INT1（外部中断1）P3.4T0（记时器0外部输入）P3.5T1（记时器1外部输入）P3.6WR（外部数据存储器写选通）P3.7RD（外部数据存储器读选通表2.2 P1口部分端口的第二功能(7)ALE/PROG：当访问外部存
13、储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的低8位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时，ALE只有在执MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。(8)/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。(9)/EA/VPP：外部访问允许。欲使CPU仅访问外部程序存储器（地址0000HFFFFH），EA端必须保持低电平（接地），注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保
