電子密碼鎖課程設(shè)計任務(wù)書

1、. . . . 目 錄1 系統(tǒng)的總體方案設(shè)計11.1 系統(tǒng)方案的選擇11.2系統(tǒng)的設(shè)計思路：12 硬件電路設(shè)計22.1 鍵盤電路設(shè)計22.2 LED顯示電路32.3 開鎖電路52.4 報警電路53 軟件設(shè)計63.1軟件設(shè)計思路63.2 各子程序設(shè)計64 系統(tǒng)調(diào)試104.1系統(tǒng)硬件連接示意圖：104.2 系統(tǒng)測試的局部115 心得體會12參考文獻13致13附錄1418 / 191 系統(tǒng)的總體方案設(shè)計1.1系統(tǒng)方案的選擇綜合其他多種方案設(shè)計的優(yōu)缺點，采用以AT89S51為核心的單片機控制方案。利用單片機靈活的編程設(shè)計和豐富的IO端口，與其控制的準確性，不但能實現(xiàn)基本的密碼鎖功能，還能添加調(diào)電存儲、

2、聲光提示甚至添加遙控控制功能。其原理如圖11所示。89S51單片機矩陣鍵盤控制輸入錯誤鎖定鍵盤延時報警控制電路AT24C02掉電存儲開鎖控制電路指示電路串口顯示電路圖11單片機控制方案該方案有較大的活動空間，不但能實現(xiàn)所要求的功能而且能在很大的程度上擴展功能，而且還可以方便的對系統(tǒng)進行升級。本方案采用一種是用以89S51為核心的單片機控制方案。利用單片機靈活的編程設(shè)計和豐富的I/O端口，與其控制的準確性，實現(xiàn)基本的密碼鎖功能。1.2系統(tǒng)的設(shè)計思路：1.輸入密碼用矩形鍵盤，包括數(shù)字鍵和功能鍵。2.LED數(shù)碼管顯示輸入密碼，用74JS247驅(qū)動數(shù)碼管發(fā)光顯示數(shù)碼，用74LS138控制各位顯示器分時

3、進行顯示。3.用發(fā)光二極管代替開鎖的電路，發(fā)光表示開鎖。4.輸入密碼錯誤次數(shù)超過3次，系統(tǒng)報警。5.打開電源后，顯示器顯示“000000”，設(shè)原始密碼為“123456”，只要輸入此密碼便了開門。這樣可預(yù)防停電后再來電時無密碼可用。6.按“C”鍵，清除顯示器為“000000”。7.欲重新設(shè)定密碼，先輸入密碼在案“*”。8.輸入密碼，再按“D”鍵。若密碼與設(shè)定密碼一樣，則開門。 否則顯示器清為“000000”。9.軟件的設(shè)計主要包括鍵盤鍵值的讀取，LED顯示程序，密碼比較程序和報警程序。2 硬件電路設(shè)計2.1 鍵盤電路設(shè)計使用矩陣鍵盤，所以本設(shè)計就采用行列式鍵盤，同時也能減少鍵盤與單片機接口時所占

4、用的I/O線的數(shù)目，在按鍵比較多的時候，通常采用這樣方法。其原理如圖2.1。圖2.1 矩陣鍵盤每一條水平（行線）與垂直線（列線）的交叉處不相通，而是通過一個按鍵來連通，利用這種行列式矩陣結(jié)構(gòu)只需N條行線和M條列線，即可組成具有N×M個按鍵的鍵盤。在這種行列式矩陣鍵盤非鍵盤編碼的單片機系統(tǒng)中，鍵盤處理程序首先執(zhí)行等待按鍵并確認有無按鍵按下的程序段。當(dāng)確認有按鍵按下后，下一步就要識別哪一個按鍵按下。對鍵的識別通常有兩種方法：一種是常用的逐行掃描查詢法；另一種是速度較快的線反轉(zhuǎn)法。對照圖2.1所示的4×4鍵盤，說明線反轉(zhuǎn)個工作原理。首先辨別鍵盤中有無鍵按下，有單片機I/O口向鍵盤

5、送全掃描字，然后讀入行線狀態(tài)來判斷。方法是：向行線輸出全掃描字00H，把全部列線置為低電平，然后將列線的電平狀態(tài)讀入累加器A中。如果有按鍵按下，總會有一根行線電平被拉至低電平從而使行線不全為1。判斷鍵盤中哪一個鍵被按下使通過將列線逐列置低電平后，檢查行輸入狀態(tài)來實現(xiàn)的。方法是：依次給列線送低電平，然后查所有行線狀態(tài)，如果全為1，則所按下的鍵不在此列；如果不全為1，則所按下的鍵必在此列，而且是在與零電平行線相交的交點上的那個鍵。具體的功能設(shè)計如表2.1：表2.1 按鍵功能按 鍵鍵 名功 能 說 明19鍵數(shù) 字 鍵輸 入 密 碼* 鍵重 設(shè) 密 碼 鍵設(shè) 定 新 密 碼D鍵確 定 鍵比 較 密 碼

6、# 鍵清 除 鍵使 顯 示 器 清 零2.2 LED顯示電路本系統(tǒng)設(shè)計的顯示電路是為了給使用者以提示而設(shè)置的。本系統(tǒng)的顯示采用串行顯示的方式，只使用單片機的一個串行口，利用74LS247驅(qū)動數(shù)碼管發(fā)光顯示數(shù)碼和74LS138控制位選信號，就可以完成單片機的顯示功能，顯示電路的電路原理圖如圖2.2所示。用P0.0P0.3接74LS247的A，B，C，D四端口，74LS247的輸出口接LED的七段顯示；而P0.4P0.6接74LS138的A，B，C三個輸入口，74LS138的輸出口接LED的位顯示。通過軟件實現(xiàn)數(shù)字和位控制。圖2.2 LED顯示電路用74LS247可以控制輸出什么字型。74LS24

7、7的邏輯功能表如表2.2：表2.2 74LS247的邏輯功能表用74LS138控制位循環(huán)顯示，其邏輯功能表如表2.3：表2.3 74LS138邏輯功能表CBAY1Y2Y0Y3Y4Y5Y6Y70000111111001101111110 1011011111011111011111 00111101111011111101 111011111101111111111102.3 開鎖電路在本次設(shè)計中，基于節(jié)省材料的原則，暫時用發(fā)光二極管代替電磁鎖，發(fā)光管亮，表示開鎖；滅，表示沒有開鎖。電路圖如2.3所示。當(dāng)P2.0口輸出低電平時，二極管發(fā)光，表示開鎖。圖2.3 開鎖電路2.4 報警電路圖2.4 報

8、警電路報警模塊由蜂鳴器和單片機組成。選擇一只壓電式蜂鳴器，壓電式蜂鳴器工作時約需要100mA驅(qū)動電流。蜂鳴器電路如圖2.4所示。當(dāng)89C51的P2.1口輸出為低電平時，蜂鳴器產(chǎn)生蜂鳴音，89C51輸出為高電平時，蜂鳴器不發(fā)聲。3 軟件設(shè)計3.1軟件設(shè)計思路電子密碼鎖工作的主要過程是LED數(shù)碼管提示開始輸入密碼，通過鍵盤輸入密碼，同時LED顯示密碼輸入情況，按下確認鍵后判斷密碼的正確性，作出開鎖或報警處理。當(dāng)輸入密碼連續(xù)輸入錯誤3次時，系統(tǒng)報警。密碼的設(shè)定，在此程序中密碼是固定40H45H中，假設(shè)預(yù)設(shè)的密碼為"123456"共6位密碼。由于采用兩個按鍵來完成密碼的輸入，那么其

9、中一個按鍵為功能鍵，另一個按鍵為數(shù)字鍵。在輸入過程中，首先輸入密碼的長度，接著根據(jù)密碼的長度輸入密碼的位數(shù)，直到所有長度的密碼都已經(jīng)輸入完畢；或者輸入確認功能鍵之后，才能完成密碼的輸入過程。進入密碼的判斷比較處理狀態(tài)并給出相應(yīng)的處理過程。3.2 各子程序設(shè)計1. 鍵盤掃描子程序鍵盤掃描流程圖如圖3.2.1圖3.2.1 鍵盤掃描流程圖鍵盤掃描子程序如下（請結(jié)合總程序進行閱讀）：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 R

10、1 DJNZ R5,L4 CALL DISP MOV A,R3 SETB C RRC A MOV R3,A JC L3 JMP L22. LED顯示子程序 LED顯示流程圖如圖3.2.2圖3.2.2 LED顯示流程圖LED顯示子程序如下（請結(jié)合總程序進行閱讀）：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

11、,R0 ADD A,#20H MOV P0,A CALL DELAY 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 密碼比較和報警程序密碼比較和報警流程圖如3.2.3圖3.2.3 密碼比較和報警流程密碼比較和報警程序（請結(jié)合總程序進行閱讀）：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

12、 MOV R2,#200C2: MOV R6,#248 DJNZ R6,$ DJNZ R2,C2C3: INC R5 MOV A,R5 MOV R5,A CJNE R5 ,#03H,C4 CLR P2.1 MOV R5,#00H C4: JMP START4 系統(tǒng)調(diào)試4.1系統(tǒng)硬件連接示意圖： 圖4.1 系統(tǒng)硬件連接示意圖4.2 系統(tǒng)測試的局部本次調(diào)試采用Protues軟件仿真。首先設(shè)計電子密碼鎖的源程序，源程序經(jīng)過匯編后，生成的目標文件經(jīng)過仿真調(diào)試。依次按下1，2，3，4，5，6后，LED顯示如圖4.2圖4.2 LED顯示按下確定鍵后，二極管亮，表示密碼正確開門。如圖4.3圖4.3 密碼正確

13、開門5 心得體會經(jīng)過此次兩個星期的單片機課程設(shè)計過程，我感慨頗多。從最初的選定課題，到后來辛勤努力的查找資料研究設(shè)計，當(dāng)中有苦也有甜。苦的是每天都忙忙碌碌的研究問題解決問題，甜的自然是從解決問題的過程中得到了快樂得到了前所未有的滿足感。從中我們不但學(xué)習(xí)到了新的知識，也對再課堂上學(xué)習(xí)的理論知識進行了有效的實踐，既是鞏固有事發(fā)展。通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。參考文獻1單片機原理與與應(yīng)用 王迎旭 編著 機械工業(yè) 2單片機應(yīng)用程序設(shè)

14、計技術(shù) 周航慈 編著 航空航天大學(xué) 3單片機原理與應(yīng)用 江世民 編著 中國鐵道 4單片機原理與應(yīng)用實驗教程 江世民 編著 中國鐵道致 在此，我非常感我的指導(dǎo)老師申壽云老師和同學(xué)對我的指導(dǎo)和幫助。附 錄源程序清單： ORG 00H MOV R5,#00H MOV R7,#00H DJNZ R7,$ MOV R7,#10H MOV R6,#06H MOV R1,#35HL1: MOV A,R7 MOV DPTR,#TABLE MOVC A,A+DPTR MOV R1,A DEC R1 INC R7 DJNZ R6,L1START: ORL P2,#0FFH MOV R4,#06H MOV R0,#

15、40HCLEAR: MOV R0,#00H INC R0 DJNZ R4,CLEARL2: 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 SETB C RRC A MOV R3,A JC L3 JMP L2KEYIN: MOV A,R1 XRL A,#0BH JZ X3 MOV A,R1 XRL A,#0FH JZ X4 MOV R7,#10D1: MOV R6,#

16、24 DJNZ R6,$ DJNZ R7,D1D2: MOV A,P1 XRL A,R4 JZ D2 MOV A,R1 MOV DPTR,#TABLE MOVC A,A+DPTR MOV R7,A XRL A,#0AH JZ SET0 MOV A,R7 XRL A,#0BH JZ START MOV A,R7 XRL A,#0CH JZ L2 MOV A,R7 XRL A,#0DH JZ L2 MOV A,R7 XCH A,40H XCH A,41H XCH A,42H XCH A,43H XCH A,44H XCH A,45H CALL DISP JMP L2X3: JMP DISP2X4:

17、 JMP COMPDISP: 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 DEC R0 MOV A,R0 ADD A,#10H MOV P0,A CALL DELAY DEC R0 MOV A,R0 ADD A,#00H MOV P0,A CAL

18、L DELAY RETSET0: MOV R2,#06H MOV R0,#40H MOV R1,#30HE1: MOV A,R0 XCH A,R1 INC R0 INC R1 DJNZ R2,E1 CALL DELAYE2: JMP STARTCOMP: 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,$ DJNZ R2,C2C3: INC R5 MOV A,R5 MOV R5,A CJNE R5 ,#03H