單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)電子密碼鎖

1、課 程 設(shè) 計(jì)課 程 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 題 目 電子密碼鎖設(shè)計(jì) 院 系 電子科學(xué)學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 學(xué)生姓名 學(xué)生學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師 2011年3月 18 日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)題目 電子密碼鎖設(shè)計(jì) 專業(yè)班級(jí) 姓名 學(xué)號(hào) 一、設(shè)計(jì)目的：訓(xùn)練學(xué)生綜合運(yùn)用己學(xué)課程的基本知識(shí)，獨(dú)立進(jìn)行單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)開發(fā)工作，掌握單片機(jī)程序設(shè)計(jì)、調(diào)試，應(yīng)用電路設(shè)計(jì)、分析及調(diào)試檢測(cè)。二、設(shè)計(jì)要求：1. 應(yīng)用mcs-51單片機(jī)設(shè)計(jì)電子密碼鎖電路；2. 電子密碼鎖電路選用8位控制，連續(xù)三次輸入錯(cuò)誤密碼，密碼鎖輸出報(bào)警信號(hào)，輸入正確密碼解除報(bào)警；3. 硬件設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)的任務(wù)選定合適的單片機(jī)，根據(jù)控制對(duì)

2、象設(shè)計(jì)接口電路。設(shè)計(jì)的單元電路必須有工作原理，器件的作用，分析和計(jì)算過程；4. 軟件設(shè)計(jì)根據(jù)電路工作過程，畫出軟件流程圖，根據(jù)流程圖編寫相應(yīng)的程序，進(jìn)行調(diào)試并打印程序清單；5. 原理圖設(shè)計(jì)根據(jù)所確定的設(shè)計(jì)電路，利用protel等有關(guān)工具軟件繪制電路原理圖、pcb板圖、提供元器件清單。三、參考資料：1 單片微型計(jì)算機(jī)與接口技術(shù)，李群芳、黃建編著，電子工業(yè)出版社；2 單片機(jī)原理及應(yīng)用，張毅剛編著，高等教育出版社；3 51系列單片機(jī)及c51程序設(shè)計(jì)，王建校，楊建國等編著，科學(xué)出版社；4 單片機(jī)原理及接口技術(shù)，李朝青編著，北京航空航天大學(xué)出版社；完成期限 2011.3.142011.3.18 指導(dǎo)教師

3、 專業(yè)負(fù)責(zé)人 2011年 3 月 13 日一、概述電子鎖應(yīng)用： 目前人們對(duì)與家庭的安全普遍都是使用防盜門，由于每個(gè)防盜門都需要鑰匙進(jìn)行開鎖，對(duì)于房鑰匙的管理，總是令人頭疼。又要保證要用的人有鑰匙，又要擔(dān)心鑰匙的丟失。由于管理鑰匙的原因，經(jīng)常人們因?yàn)閬G失鑰匙而造成不可估量的經(jīng)濟(jì)損失。如何更好的對(duì)家庭安全進(jìn)行管理呢？只有對(duì)目前防盜門的鎖進(jìn)行改變，將目前的機(jī)械鎖改變?yōu)殡娮渔i。通過這種改進(jìn)，除了可以方便的進(jìn)出門，還能夠加強(qiáng)房間的安全，方便自己允許的人進(jìn)入。設(shè)計(jì)思路： 通過單片機(jī)管理外部輸入的密碼與內(nèi)部設(shè)定密碼的對(duì)應(yīng)與否決定是否開關(guān)門。主要分成下面幾個(gè)部分： 外部輸入系統(tǒng) 門鎖系統(tǒng) at89c51主要器

4、件包括：at89c51、lcd1602、12m晶振、光電耦合器（擴(kuò)展）、電阻若干、電容若干。主要模塊：單片機(jī)最小系統(tǒng)、按鍵輸入系統(tǒng)、lcd顯示系統(tǒng)、光電耦合控鎖系統(tǒng)（擴(kuò)展）二、電路設(shè)計(jì)最小系統(tǒng)： 主要包括晶振電路與復(fù)位電路。按鍵系統(tǒng)： 主要包括按鍵電路與74ls11電路lcd顯示系統(tǒng)：主要包括lcd顯示電路與電位器調(diào)節(jié)偏壓電路仿真電路圖：三、器件評(píng)價(jià)at89c51:at89c51是一個(gè)低功耗，高性能cmos 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k字節(jié)flash可擦寫存儲(chǔ)器（perom）。at89c52器件采用atmel公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)80c51和80c52指令集及引腳布局，at89

5、c52的片內(nèi)flash允許程序存儲(chǔ)器通過傳統(tǒng)編程器反復(fù)編程。由于芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的微處理器atmel at89c52可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高度靈活、高性價(jià)比的解決方案。 at89c51具有如下特點(diǎn)：8k bytes flash存儲(chǔ)器、256 bytes的ram、32個(gè)i/o口、3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器,6個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)2層中斷嵌套中斷、1個(gè)全雙工串行通信口、片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。 此外，at89c52設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率可為0hz并可通過軟件設(shè)置省電模式。at89c52在空閑模式下，cpu暫停工作，而ram、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、串行口和外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，

6、掉電模式凍結(jié)振蕩器并保存ram的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至硬件復(fù)位。lcd1602：1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器（cgrom)已經(jīng)存儲(chǔ)了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號(hào)、和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，比如大寫的英文字母“a”的代碼是01000001b（41h），顯示時(shí)模塊把地址41h中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“a”。 （1602顯示地址）74ls11：74ls11是三與門芯片，一共有14個(gè)引腳，一共可以有3個(gè)輸出，引腳圖如下：四、程序設(shè)計(jì)lcm_rs bit p3.7 ;/定義接口lcm_rw bit p3.

7、6lcm_e bit p3.5lcm_data equ p1 ;數(shù)據(jù)接口jian equ p2 ;按鍵接口org 0000h ;從0000h處開始sjmp main ;跳轉(zhuǎn)到main處org 0003h ;外部0中斷l(xiāng)jmp jianweiorg 0030h ;主程序從0030h處開始main:mov sp,#70h ;初始化堆棧指針指向70hsetb ie0setb ex0mov r1,#00hmov r2,#00hmov r3,#00hmov r4,#00hmov r5,#00hmov r6,#00hmov ie,#81hlcall initial ;調(diào)用啟動(dòng)lcm子程序進(jìn)行初始化lcal

8、l cls ;調(diào)用清除lcm子程序mov a,#80h ;向a送立即數(shù)80h設(shè)定顯示地址為第一行第一列l(wèi)call write_rs ;調(diào)用寫指令到lcm子程序mov dptr,#line1 ;將第一行字符串的啟始地址送如dptr中l(wèi)call disp ;調(diào)用顯示字符串到lcm子程序mov a,#0c0h ;向a送立即數(shù)0c0h設(shè)定顯示地址為第二行第一列l(wèi)call write_rs ;調(diào)用寫指令到lcm子程序mov dptr,#line2 ;將第二行字符串的啟始地址送如dptr中l(wèi)call disp ;調(diào)用顯示字符串到lcm子程序mov a,#0c0h ;向a送立即數(shù)0c0h設(shè)定顯示地址為第二行

9、第一列l(wèi)call write_rs ;調(diào)用寫指令到lcm子程序mov dptr,#line3 ;將第三行字符串的啟始地址送如dptr中l(wèi)call dispmov jian,#0f8hsetb easjmp $ ;程序動(dòng)態(tài)停機(jī)initial: ;lcd初始化設(shè)定mov lcm_data,#01hacall write_rsmov lcm_data,#38hacall write_rsmov lcm_data,#0fhacall write_rsmov lcm_data,#06hretwrite_rs: ;寫指令到lcm子程序clr lcm_eclr lcm_rsclr lcm_rwsetb lc

10、m_emov lcm_data,alcall delay1retwrite_data: ;寫數(shù)據(jù)到lcm子程序clr lcm_esetb lcm_rsclr lcm_rwsetb lcm_emov lcm_data,alcall delay1retcls:mov a,#01h ;清除lcm子程序lcall write_rsretdisp: ;顯示子程序push acc ;將a的內(nèi)容壓棧disp_loop: clr a ;a清零movc a,a+dptr ;查表將字符串內(nèi)容送入ajz end_disp ;若查到的內(nèi)容為0則終止查表lcall write_data ;調(diào)用寫數(shù)據(jù)到lcm子程序inc

11、 dptr ;dptr加1指向下一個(gè)對(duì)象sjmp disp_loop ;跳轉(zhuǎn)到disp_loop循環(huán)執(zhí)行end_disp: pop acc ;彈出壓棧內(nèi)容至aretdelay1: ;延時(shí)子程序mov a,r6push accmov r6,#200 d1:mov r7,#248d2:djnz r7,d2djnz r6,d1pop accmov r6,aretjianwei: ;查詢是否按鍵lcall delay1 ;軟件去抖動(dòng)mov p2,#0ffhclr p2.0jnb p2.5,key13jnb p2.4,key12jnb p2.3,key11setb p2.0clr p2.1jnb p2.

12、5,key23jnb p2.4,key22jnb p2.3,key21setb p2.1clr p2.2jnb p2.5,key33jnb p2.4,key32jnb p2.3,key31mov jian,#0f8hretikey33: ;jnb跳轉(zhuǎn)地址不夠，加入一個(gè)長跳轉(zhuǎn)ljmp key333key32:ljmp key322key23:ljmp key233key31:ljmp key311key11:mov r0,#01hmov a,#0c0h ;向a送立即數(shù)0c0h設(shè)定顯示地址為第二行第一列l(wèi)call write_rs ;調(diào)用寫指令到lcm子程序mov dptr,#line11lcal

13、l displcall savekey12:mov r0,#02hmov a,#0c0h ;向a送立即數(shù)0c0h設(shè)定顯示地址為第二行第一列l(wèi)call write_rs ;調(diào)用寫指令到lcm子程序mov dptr,#line12lcall displcall savekey13:mov r0,#03hmov a,#0c0h ;向a送立即數(shù)0c0h設(shè)定顯示地址為第二行第一列l(wèi)call write_rs ;調(diào)用寫指令到lcm子程序mov dptr,#line13lcall displcall savekey21:mov r0,#04hmov a,#0c0h ;向a送立即數(shù)0c0h設(shè)定顯示地址為第二行

14、第一列l(wèi)call write_rs ;調(diào)用寫指令到lcm子程序mov dptr,#line21lcall displcall savekey22:mov r0,#05hmov a,#0c0h ;向a送立即數(shù)0c0h設(shè)定顯示地址為第二行第一列l(wèi)call write_rs ;調(diào)用寫指令到lcm子程序mov dptr,#line22lcall displcall savekey233:mov r0,#06hmov a,#0c0h ;向a送立即數(shù)0c0h設(shè)定顯示地址為第二行第一列l(wèi)call write_rs ;調(diào)用寫指令到lcm子程序lcall displcall savekey311:mov r0,

15、#07hmov a,#0c0h ;向a送立即數(shù)0c0h設(shè)定顯示地址為第二行第一列l(wèi)call write_rs ;調(diào)用寫指令到lcm子程序mov dptr,#line31lcall displcall savekey322:mov r0,#08hmov a,#0c0h ;向a送立即數(shù)0c0h設(shè)定顯示地址為第二行第一列l(wèi)call write_rs ;調(diào)用寫指令到lcm子程序mov dptr,#line32lcall displcall savekey333:mov a,#0c0h ;向a送立即數(shù)0c0h設(shè)定顯示地址為第二行第一列l(wèi)call write_rs ;調(diào)用寫指令到lcm子程序mov dpt

16、r,#line33lcall displcall quedingmov jian,#0f8hsave: ;將寫入密碼按順序存放mov a,r1jz s1mov a,r2jz s2mov a,r3jz s3mov a,r4jz s4mov a,r5jz s5mov a,r6jz s6mov jian,#0f8hretis1:mov a,r0mov r1,amov jian,#0f8hretis2:mov a,r0mov r2,amov jian,#0f8hretis3:mov a,r0mov r3,amov jian,#0f8hretis4:mov a,r0mov r4,amov jian,#0

17、f8hretis5:mov a,r0mov r5,amov jian,#0f8hretis6:mov a,r0mov r6,amov jian,#0f8hretiqueding: ;確認(rèn)鍵，輸入密碼與保存密碼比較mov dptr,#passwordclr amovc a,a+dptrclr csubb a,r1jnz errclr ainc dptrmovc a,a+dptrclr csubb a,r2jnz errclr ainc dptrmovc a,a+dptrclr csubb a,r3jnz errclr ainc dptrmovc a,a+dptrclr csubb a,r4jnz

18、 errclr ainc dptrmovc a,a+dptrclr csubb a,r5jnz errclr ainc dptrmovc a,a+dptrclr csubb a,r6jnz errmov a,#0c0h ;向a送立即數(shù)0c0h設(shè)定顯示地址為第二行第一列l(wèi)call write_rs ;調(diào)用寫指令到lcm子程序mov dptr,#neirong ;將留言符串的啟始地址送如dptr中l(wèi)call disp ;調(diào)用顯示字符串到lcm子程序mov r1,#00hmov r2,#00hmov r3,#00hmov r4,#00hmov r5,#00hmov r6,#00hmov r7,#00

19、hsss: djnz r7,sssmov a,#0c0h ;向a送立即數(shù)0c0h設(shè)定顯示地址為第二行第一列l(wèi)call write_rs ;調(diào)用寫指令到lcm子程序mov dptr,#line3 ;將第三行字符串的啟始地址送如dptr中l(wèi)call dispretierr: ;密碼錯(cuò)誤程序mov a,#0c0h ;向a送立即數(shù)0c0h設(shè)定顯示地址為第二行第一列l(wèi)call write_rs ;調(diào)用寫指令到lcm子程序mov dptr,#cuowu ;將第二行字符串的啟始地址送如dptr中l(wèi)call dispmov r1,#00hmov r2,#00hmov r3,#00hmov r4,#00hmov

20、 r5,#00hmov r6,#00hmov r7,#00hmov jian,#0f8hretiline1: db welcome ,00h ;第一行字符串line2: db use ,00h ;第二行字符串line3: db input password ,00h ;輸入密碼password: db 03h,08h,03h,02h,02h,04h ;軟件設(shè)置密碼neirong: db your message ,00h ;輸入留言cuowu: db sorry wrong ,00h ;錯(cuò)誤提示信息line11: db this is key 1 ,00hline12: db this is

21、key 2 ,00hline13: db this is key 3 ,00hline21: db this is key 4 ,00hline22: db this is key 5 ,00hline23: db this is key 6 ,00hline31: db this is key 7 ,00hline32: db this is key 8 ,00hline33: db sure? ,00h五、心得體會(huì) 熟悉lcd1602的初始化，最重要的是要熟悉lcd1602的使能位e，早期寫的程序總是不能實(shí)現(xiàn)其功能，在于忽略了lcd是在e從低到高開始執(zhí)行，而在從高到低這段時(shí)間中才是運(yùn)行其功能的時(shí)間段。所以對(duì)lcd1602的熟練使用在于熟悉它的時(shí)序圖。 按鍵掃描采用的是外部0中斷后進(jìn)行掃描，運(yùn)用了一片74ls11芯片。查鍵程序主要是兩個(gè)思路：1. 中斷后賦予鍵值，延時(shí)一段時(shí)間，再回鍵值，判斷是否改變并決定是否堆棧。再根據(jù)讀回的鍵值跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的程序。2. 中斷后依次拉低列向電平，判斷行向電平是否被拉低而進(jìn)行跳轉(zhuǎn)。第一次我們采用的是第一種方法，其缺點(diǎn)比較明顯，鍵值的計(jì)算比較繁瑣，而且程序也比較冗余。相比第二種方法要來的簡單。所以個(gè)人建議以后查詢按鍵可以按第二種思路。 延時(shí)的選擇有總體上說兩種，一種是采用內(nèi)