微機(jī)原理課程設(shè)計(jì)電子密碼鎖

1、一、設(shè)計(jì)目的通過課程設(shè)計(jì)掌握控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟，掌握系統(tǒng)總體控制方案的設(shè)計(jì)方法、8086微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用方法、控制算法的設(shè)計(jì)及硬件設(shè)計(jì)方法。復(fù)習(xí)并學(xué)習(xí)用軟件編程控制硬件。了解和掌握8086微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)過程、方法及實(shí)現(xiàn)，為以后設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)8086微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)打下良好的基礎(chǔ)。二、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求（1） 密碼鎖在輸入密碼正確時(shí)控制電控鎖開啟，同時(shí)顯示00字樣；當(dāng)輸入密碼錯(cuò)誤時(shí)，發(fā)出錯(cuò)誤警告，并顯示FF字樣；當(dāng)3次誤碼輸入時(shí)，產(chǎn)生報(bào)警；具有密碼修改的功能。（2） 選用8086和適當(dāng)?shù)拇鎯?chǔ)器及接口芯片完成相應(yīng)的功能，用LED顯示器顯示電子鎖的當(dāng)前狀態(tài)；畫出詳細(xì)的硬件連接圖；給出程序設(shè)計(jì)思路、畫

2、出軟件流程圖；給出所有程序清單并加上必要注釋；完成設(shè)計(jì)說明書（包括封面、目錄、設(shè)計(jì)任務(wù)書、硬件設(shè)計(jì)思路、硬件原理圖、軟件設(shè)計(jì)思路、程序流程框圖、程序清單、所用器件型號(hào)、總結(jié)體會(huì)、參考文獻(xiàn)等）。三、 整體功能描述本設(shè)計(jì)為多功能密碼鎖，使用存儲(chǔ)器保存密碼防止斷電后密碼丟失。工作時(shí)按下按鍵蜂鳴器會(huì)發(fā)出聲音提示按鍵有效并在數(shù)碼管有“- -”閃爍字樣，若相隔1分鐘無按鍵按下，則清零。在輸入密碼正確的條件下輸出開鎖電平，控制電控鎖開啟，同時(shí)顯示OPEN字樣。開鎖后可按下“復(fù)位/修改密碼鍵”實(shí)現(xiàn)修改密碼功能的轉(zhuǎn)入，之后先輸入密碼再輸入同樣的密碼確認(rèn)才可成功修改，修改成功后蜂鳴器會(huì)發(fā)出三聲，數(shù)碼管“00”閃爍

3、三次提示修改密碼成功。當(dāng)輸入密碼錯(cuò)誤時(shí)，發(fā)出錯(cuò)誤警告聲音，同時(shí)顯示CLOSE字樣，當(dāng)輸入密碼錯(cuò)誤次數(shù)累積夠3次后，蜂鳴器會(huì)產(chǎn)生90秒的報(bào)警聲響進(jìn)行報(bào)警。 四、總體設(shè)計(jì)方案根據(jù)本次設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)目的及設(shè)計(jì)要求，可有下列兩種方案：4.1 方案一在本次設(shè)計(jì)中，因?yàn)槊艽a鎖的基本功能使可以判斷密碼是否正確，以及完成對(duì)密碼的修改，所以需要用到輸入設(shè)備以及CPU的接口電路以及相關(guān)存儲(chǔ)設(shè)備；因?yàn)橛袌?bào)警提示功能，所以要用到相關(guān)的輸出設(shè)備以及接口電路。因?yàn)橐瓿蛇壿嬤\(yùn)算功能，所以必須要有CPU，CPU就選用我們最常用也最熟悉的8086，考慮到8255的端口兼具輸入輸出功能，靈活方便，所以選用一片8255作為輸入輸出設(shè)

4、備與8086間的借口；采用0到9數(shù)字按鍵以及相關(guān)功能選擇的輸入；輸出設(shè)備方面，采用兩位數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)題目的狀態(tài)提示要求，用一個(gè)蜂鳴器作為相關(guān)的警報(bào)，提示的聲音輸出。另外，為簡化編程，采用8259中斷控制器來觸發(fā)中斷實(shí)現(xiàn)密碼鎖工作模式的轉(zhuǎn)換，其中的密碼輸入及判斷功能與密碼修改功能分別用兩個(gè)外部中斷來觸發(fā)中斷服務(wù)程序來實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)的密碼位數(shù)為6位。4.2 方案二用匯編語言編寫程序?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用程序的功能，從而實(shí)現(xiàn)簡易計(jì)算器匯編程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。4.2.1使用設(shè)備含有Windows匯編編譯環(huán)境的MASM軟件及Office 2003軟件的計(jì)算機(jī)一臺(tái)。4.2.2匯編程序編寫匯編程序編寫，根據(jù)設(shè)計(jì)要求編寫實(shí)現(xiàn)該功能

5、的源程序代碼。4.2.3使用方法在masm環(huán)境下運(yùn)行本程序，按提示輸入正確密碼，則在屏幕上顯示00字樣，否則顯示FF字樣。五、硬件設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)使用了8086、8259A、8255、8253、2764、74LS138、74LS148、地址鎖存器、數(shù)碼管以及74系列邏輯門、蜂鳴器、開關(guān)等芯片與元器件，實(shí)現(xiàn)了鍵盤輸入、中斷控制、計(jì)時(shí)、按鍵響應(yīng)、開鎖及報(bào)警等功能模塊,其硬件連接框圖如圖1所示。圖1 硬件連接框圖5.1 鍵盤本設(shè)計(jì)8255A的A口與兩片級(jí)聯(lián)的74LS148組合接用于輸入鍵盤，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入鍵號(hào)的讀入。工作時(shí)，8086通過程序掃描鍵盤，當(dāng)無鍵盤按下時(shí)，74LS148工作于無輸入狀態(tài)，GS口輸出高

6、電平，接到PA4作為識(shí)別有無按鍵按下信號(hào)，PA口輸入為10H；當(dāng)有按鍵輸入時(shí)，74LS148輸入口接到低電平，輸入有效，經(jīng)編碼后鍵號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)二進(jìn)制編碼送到PA口，成為能為CPU識(shí)別的代表鍵值的有效信號(hào)。讀入的按鍵信號(hào)經(jīng)8086判斷后，根據(jù)不同的功能，輸出不同的按鍵響應(yīng)，并轉(zhuǎn)移到相對(duì)應(yīng)的功能服務(wù)程序。本設(shè)計(jì)總共用到11位按鍵，包括10位數(shù)碼輸入按鍵及一位“復(fù)位/修改密碼”按鍵，電路設(shè)計(jì)總共可用按鍵有16位，供升級(jí)功能使用。鍵盤電路如下圖2所示：5.2 中斷控制用一片8259A芯片作為中斷控制接口電路。其中IR0與IR1中斷開放，單片工作于非緩沖方式，電平觸發(fā)，優(yōu)先級(jí)是普通全嵌套方式?？赏ㄟ^編程

7、開中斷，通過編程或者8253計(jì)時(shí)器關(guān)中斷。電路連接如圖3所示：圖2 鍵盤連接圖5.3 計(jì)時(shí)采用8253計(jì)時(shí)器控制中斷的關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)單次輸入密碼超時(shí)則退出輸入密碼中斷子程序、報(bào)警器響鈴時(shí)間控制等功能。電路如圖3所示。圖3 中斷控制器連接圖5.4 輸入輸出接口輸入輸出接口采用可編程的8255A，8255A是Intel系列的并行接口芯片，常作為微機(jī)系統(tǒng)與外部設(shè)備接口。在連接電路時(shí)8255 的PC0、PC1接到數(shù)碼管片選，電路連接如圖3所示。同時(shí)用8255A的B口控制數(shù)碼管的顯示，C口片PC0、PC1選數(shù)碼管，PC2用來驅(qū)動(dòng)SPEAK發(fā)出報(bào)警電路如圖4所示。圖4 按鍵響應(yīng)、報(bào)警、開鎖功能電路5.5儲(chǔ)存器

8、及片選電路存儲(chǔ)器及片選電路采用一片2764存儲(chǔ)器和一片74LS138，連接電路如圖5所示：圖5 片選及存儲(chǔ)器電路5.6 整機(jī)電路圖：見附錄一六、軟件設(shè)計(jì)6.1 程序流程圖圖6 程序流程圖6.2 程序清單：見附錄二 七、設(shè)計(jì)總結(jié)與體會(huì)通過本次課程設(shè)計(jì)，我對(duì) 8255,8253,8259等芯片的各引腳的功能、名稱、工作方式、內(nèi)部結(jié)構(gòu)有了更深層次的掌握,對(duì)這三種芯片的編程從陌生轉(zhuǎn)向熟練。通過這次的微機(jī)課程設(shè)計(jì)，對(duì)書本所學(xué)的知識(shí)有了進(jìn)一步的鞏固，并且對(duì)三種芯片各自的功能、工作方式有了明確性的區(qū)分。在設(shè)計(jì)過程中遇到問題時(shí)，遇到含糊不清或者看不懂的地方及時(shí)翻閱相關(guān)課本知識(shí)。有時(shí)看課本也沒有結(jié)果時(shí)就和組員互

9、相探討。在設(shè)計(jì)過程中，才發(fā)現(xiàn)自己遺漏許多課本的相關(guān)知識(shí)，對(duì)各芯片的功能及其工作方式掌握的不夠清楚。這說明在實(shí)踐中才能真正的掌握從課本中所學(xué)的知識(shí)。這次的課程設(shè)計(jì)讓我為一年后的畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了基礎(chǔ)。八、參考資料九、附錄附錄一：電路基本連接圖附錄二：程序清單（一）DATA SEGMENT ;以下代碼寫入RAMCODEIN DB 6 DUP(?) ;輸入的密碼保存的地址CODECH DB 6 DUP(?) ;修改后的密碼的保存地址CODEOR DB 0,0,0,0,0,0 ;初始密碼ORG 01000H ;下面的代碼寫入ROMDTABLE DB 80H,02H,10H,3FH,79H,71H,60H,

10、5BHDATA ENDSSTACKS SEGMENTSTA DB 20 DUP(?)STACKS ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DATA,SS:STACKSSTART:MOV SI,OFFSET CODEINMOV DI,OFFSET CODEORMOV BP,OFFSET DTABLEMOV AL,09H ;(鍵盤輸入中斷)設(shè)定密碼輸入的中斷向量(即IR0的中斷向量)MOV AH,25HINT 21HPUSH BXPUSH DSMOV DX,SEG INPUTMOV DS,DXMOV DX,OFFSET INPUTINT 21HMOV AL,09H ;(

11、鍵盤輸入中斷)設(shè)定密碼修改的中斷向量(即IR1的中斷向量)MOV AH,25HINT 21HPUSH BXPUSH DSMOV DX,SEG CHANGEMOV DS,DXMOV DX,OFFSET CHANGEINT 21HMOV AL,1BH ;初始化8259OUT 10H,AL ;單片工作，高電平有效MOV AL,08HOUT 11H,ALMOV AL,03HOUT 11H,ALMOV AL,0FCHOUT 11H,AL ;開放IR0，IR1MOV AL,20HOUT 10H,ALMOV AL,68HOUT 10H,ALMOV AL,82H ;初始化8255 A口方式0輸出，B口方式0輸

12、入，C口輸出OUT 06H,ALAA:STIMOV AL,00HOUT 04H,AL ;輸出低電平使數(shù)碼管熄滅INPUT: ;密碼輸入程序CLIMOV DL,00HIN1:CMP DL,06H ;判斷是否連續(xù)6次輸入錯(cuò)誤密碼JNZ IN2 ;若不是這繼續(xù)輸入MOV CX,03FFH ;使蜂鳴器長鳴報(bào)警(通過延時(shí)實(shí)現(xiàn))R1:MOV DH,3FHMOV AL,02HOUT 00H,AL ;輸出高電平使蜂鳴器發(fā)聲R2:DEC DHCMP DH,00HJNZ R2LOOP R1JMP IN4 ;報(bào)警完畢，跳至中斷返回IN2: ;輸入密碼MOV AL,BP+4OUT 04H,AL ;數(shù)碼管顯示-提示輸入

13、密碼MOV BX,0HMOV CX,03H ;設(shè)置循環(huán)次數(shù)IN3:MOV BP,OFFSET DTABLEMOV AL,BPOUT 04H,AL ;數(shù)碼管提示輸入位數(shù)CALL CCSCAN ;調(diào)用鍵盤掃描程序CMP AL,0BH ;判斷是否按下返回鍵JZ IN4MOV BX+SI,AL ;保存輸入密碼INC BXINC BPLOOP IN3MOV BP,OFFSET DTABLE ;判斷密碼是否正確CLDMOV CX,03MOV SI,OFFSET CODEINMOV DI,OFFSET CODEORREPZ CMPSB ;判斷密碼是否正確JNZ WRO ;若錯(cuò)誤就報(bào)警MOV AL,BP+3O

14、UT 04H,AL ;若正確數(shù)碼管就顯示00MOV AL,04HOUT 00H,AL ;且給LED高電平使其點(diǎn)亮XOR DL,ALJMP IN4WRO: ;出錯(cuò)報(bào)警部分INC DLMOV AL,BP+5 ;數(shù)碼管顯示FF提示錯(cuò)誤OUT 04H,ALMOV CX,03H ;設(shè)定蜂鳴器響的次數(shù)W1:MOV AL,02H ;使蜂鳴器發(fā)聲OUT 00H,ALW2: ;延時(shí)MOV BL,3FHDEC BLCMP BL,00HJNZ W2XOR AL,AL ;輸出低電平關(guān)蜂鳴器OUT 00H,ALW3: ;延時(shí)MOV BL,3FHDEC BLCMP BL,00HJNZ W3LOOP W1JMP IN1 ;

15、中斷返回IN4:STIIRETCHANGE: ;密碼修改程序CLIMOV DL,00HINP1:CMP DL,06HJNZ INP2MOV CX,03FFHRR1:MOV DH,3FHMOV AL,02HOUT 00H,ALRR2:DEC DHCMP DH,00HJNZ RR2LOOP RR1JMP C4INP2:MOV AL,BP+4OUT 04H,ALMOV BX,0000HMOV CX,03HINP3:MOV BP,OFFSET DTABLEMOV AL,BPOUT 04H,ALCALL CCSCANCMP AL,0BHJZ IN4MOV BX+SI,ALINC BXINC BPLOOP

16、 INP3MOV BP,OFFSET DTABLECLDMOV CX,03MOV SI,OFFSET CODEINMOV DI,OFFSET CODEORREPZ CMPSBJNZ WRROMOV AL,BP+3OUT 04H,ALXOR DL,DLJMP CHANGEWRRO:INC DLMOV AL,BP+5OUT 04H,ALMOV CX,03HWW1:MOV AL,02HOUT 00H,ALWW2:MOV BL,3FHDEC BLCMP BL,00HJNZ WW2XOR AL,ALOUT 00H,ALWW3:MOV BL,3FHDEC BLCMP BL,00HJNZ WW3LOOP W

17、W1JMP INP1 ;當(dāng)密碼輸入正確時(shí)，轉(zhuǎn)入密碼修改部分CHAN: ;修改密碼部分MOV SI,OFFSET CODEINMOV DI,OFFSET CODECHMOV AL,BP+6 ;數(shù)碼管提示第一次輸入OUT 04H,ALMOV CX,03FFHY1:LOOP Y1MOV BP,OFFSET DTABLEMOV BX,0HMOV CX,03HC1:MOV AL,BPOUT 04H,ALCALL CCSCANCMP AL,0BHJZ C4MOV BX+SI,AL ;存放在輸入密碼緩沖區(qū)INC BXINC BPLOOP C1MOV BP,OFFSET DTABLEMOV AL,BP+7OU

18、T 04H,AL ;數(shù)碼管提示第二次輸入MOV CX,03FFHY2:LOOP Y2MOV BP,OFFSET DTABLEMOV BX,0HMOV CX,03HC2:MOV AL,BPOUT 04H,ALCALL CCSCANCMP AL,0BHJZ C4MOV BX+DI,AL ;存放在修改密碼緩沖區(qū)INC BXINC BPLOOP C2MOV BP,OFFSET DTABLEREPZ CMPSBJNZ CHAN ;判斷兩次輸入的密碼是否一致MOV DI,OFFSET CODEORMOV CX,03HCLDREP MOVSB ; 若是相等那就保存密碼MOV AL,02H ;且蜂鳴器響一下提

19、示修改成功OUT 00H,ALMOV CX,03FFHC3: LOOP C3XOR AL,ALOUT 00H,AL ;中斷返回C4:STIIRETCCSCAN PROC NEAR ;鍵盤掃描子程序MOV AL,00HOUT 00H,ALIN AL,02HNOT ALAND AL,0FHCMP AL,00H ;判斷是否有鍵按下JNZ K1JMP CCSCANK1:MOV CX,0EFFH ;延時(shí)LOOP K1IN AL,02HCMP AL,00HJZ CCSCANMOV AH,60H ;掃描第一列K2:MOV AL,AHOUT 00H,ALIN AL,02HNOT ALAND AL,0FHCMP

20、 AL,00H ;判斷是否有鍵按下JNZ K3OR AH,01HROR AH,1 ;掃描下一列AND AH,0FHJMP K2K3:ADD AL,AHRETCCSCAN ENDPCODE ENDSEND START程序清單（二）利用DOS調(diào)用顯示DATA SEGMENTTABLE DB '888'STRING1 DB 'Please enter a passward:',0DH,0AH,'$'STRING2 DB 'Wrong!',0DH,0AH,'$'STRING3 DB 'OPEN！','$'STRING4 DB 'CLOSE！&#