單片機課程設計--電子密碼鎖

1、黎明職業(yè)大學 機電工程系 課程設計機 電 工 程 系課 程 設 計 報 告電子密碼鎖班 級： 學 號： 姓 名： 指導老師： 答辯日期：_ 共 22 頁 第 - 22 - 頁一、 設計目的1.1 引言 隨著人們的生活水平的提高，如何實現(xiàn)防盜、安全這一問題也變的尤其的突出，傳統(tǒng)的機械鎖由于構造的簡單，被撬的事件屢見不鮮，電子鎖由于保密性高，使用靈活性好，安全系數(shù)高。受到廣大用戶的親昵。1.2 電子密碼鎖的動機和理由 密碼鎖是一種通過密碼輸入來控制電路或是芯片工作，從而控制機械開關的閉合，完成開鎖、閉鎖任務的電子產品。它的種類很多，有簡易的電路產品，也有基于芯片的性價比較高的產品?，F(xiàn)在應用較廣的數(shù)

2、字密碼鎖是以芯片為核心，通過編程來實現(xiàn)。密碼可變，用戶可以隨時改密碼，防止密碼被盜，同時也可以避免因人員的更替而使鎖的密級下降。本次報告主要內容有：1、緒論。2、對設計的原理分析。3、實現(xiàn)的方案及選擇。4、系統(tǒng)電路圖。5、軟件設計。6、結論。7、設計中遇到的問題及解決方法。7、對本設計的心得體會二、 對本課程設計的分析2.1系統(tǒng)框圖密碼鎖電路主要以單片機為核心，8位數(shù)碼管顯示密碼或者提示輸入的密碼位數(shù)，還有時間的顯示，它們分別接在單片機的p0和p1口，矩陣式按鍵掃描接在單片機的p3端口，按鍵有16個，其主要的功能是0.1.2.3.4.5.6.7.8.9.關門.開門.輸入密碼.修改密碼.取消.確

3、定。LED的提示電路主要由8個LED組成，它們的提示內容分別為請輸入密碼（p1.0）.密碼正確（p1.1），密碼錯誤（p1.2），輸入新密碼（p1.3），確認新密碼（p1.4），設置成功（p1.5），警告（p1.6），開門關門（p1.7）。 單片機數(shù)碼管顯示LED控制燈P0，P2按鍵掃描P3P1復位電路時鐘電路 2.2 復位及時鐘電路復位電路產生復位信號通過復位引腳RST進入片內一個施密特觸發(fā)器再與片內復位電路相連。當單片機運行出錯或進入死循環(huán)時，可使其復位后重新運行。 AT89S51單片機內部有一個高增益反相放大器，用于構成振蕩器，但要形成時鐘，還須附加電路，XTAL1引腳為反相放大器各時鐘

4、發(fā)生電路的輸入端，XTAL2引腳為反相放大器的輸出端。 2.3報警電路此部分是當密碼輸入錯誤3次時要執(zhí)行電路，和超時次數(shù)超過2次，當錯誤3次時警告燈一直亮著，開門燈不亮，其他的燈在閃，亮滅各300ms，亮滅共20次（警告燈亮，關門燈不亮，其他的閃）（警告燈亮，關門燈不亮，其他的閃）2.4鍵盤掃描電路 鍵盤采用4*4行列式鍵盤，分為10個數(shù)字鍵（09）和6個功能鍵。其工作原理為：先令行線P3.7輸出低電平0，P3.4P3.6全部輸出高電平1，讀列線P3.0P3.3輸入電平。如讀某列線為低電平0，則可確認對應于該列線與行線P3.7相交處的鍵被按下，否則P3.7行線無鍵按下。接著令行線P3.6輸出低

5、電平0，其余輸出高電平1，再讀列線P3.0-P3.3輸入電平，判斷其是否有輸出低電平0，有則有按鍵按下，無，則表示無按鍵按下，依次類推直到P3.0。然后將掃描的鍵值存入53H58H中。（按鍵的仿真圖）2.5密碼修改電路當密碼輸入正確，按下修改密碼鍵，進入第一次輸入密碼的狀態(tài)，輸入新密碼的指示燈亮，當輸完第一次新密碼按下確定，系統(tǒng)提示再一次輸入新密碼，確認新密碼的燈亮。兩次輸入的新密碼比較沒有錯誤后，密碼修改成功。（輸入新密碼）（確認新密碼）（設置成功）三、 主要電路模塊的實現(xiàn)方案比較及選擇該部分應對第2節(jié)中的框圖內容的實現(xiàn)方案進行對比和選擇，要求對電路進行分析，才能給出結論。 3.1復位與時鐘

6、電路的實現(xiàn)及選擇 復位電路主要有上電自動復位（也稱為“冷啟動”）和按鍵手動復位（也稱“熱啟動”）兩種。按鍵手動復位，當按鍵按下復位端通過電阻與電源接通，達到復位目的。上電自動復位是利用電容充電來實現(xiàn)的，上電瞬間，RC電路充電，RST引腳端再出現(xiàn)正脈沖，只要RST引腳端保持10MS以上的高電平，就能使單片機有效的復位。 時鐘電路分為內部時鐘方式和外部時鐘方式。本次設計選擇內部時鐘方式，其主要是通過XTAL1和XTAL2兩端接晶振，再利用芯片內部的振蕩電路構成的自激振蕩器，其發(fā)出的脈直接送入內部時鐘電路。外部時鐘方式是利用外部振蕩脈沖接入XTAL1的。本次設計選擇按鍵手動復位。四、 系統(tǒng)的軟件設計

7、4.1主要功能1、 密碼顯示。2、鍵盤掃描。3、報警。4、開鎖。5，修改密碼。6，HELLO顯示。4.2主要單元分配43H48H數(shù)碼管顯示“”4AH密碼位數(shù)5AH5FH存放初始密碼4BH控制顯示密碼方式53H58H第一次輸入密碼4CH判斷輸入密碼標志3AH3FH確認輸入密碼4DH判斷密碼正確（錯誤）標志59H開數(shù)碼管顯示個數(shù)4EH判斷修改密碼鍵標志64H66H輸入密碼時間4FH判斷能否修改密碼67H35秒操作時間38H判斷是否關過門標志6AH輸入密碼錯誤次數(shù)39H判斷是否開過門標志6BH判斷報警信號標志6CH實現(xiàn)LED燈閃爍一次時間循環(huán)6DH閃爍次數(shù)6FH延時報警次數(shù)開始初始化調用HELO顯示

8、有按鍵按下嗎？設置t0.t1的中斷入口地址，t0.t1賦初值No調用動態(tài)顯示程序調用按鍵判斷及處理程序判斷報警信號判斷倒計時時間判斷35秒內是否有按鍵按下結束YESLED閃10秒超時是否2次6BH=16BH=0NoYESYESNo時間到No設定指針初值掃描P3.0P3.3判斷p3=0FH?返回去抖動判斷p3=0FH?查表找鍵值判斷鍵值找到按鍵處理程序“09開門關門修改密碼輸入密碼取消確定”等待按鍵放開是是否否五、 系統(tǒng)的軟件設計經過努力與堅持，多次的仿真、實驗、終于完成設計，達到了預期要求。各功能鍵的如下：1、把程序下載到實驗板上會顯示“HELLO”，若要把門打開，需要輸入密碼按鍵，密碼正確門

9、方可打開并顯示“P”；否則顯示“E”。若密碼輸入錯誤三次會延時報警（用LED來代替報警）2、欲更改密碼時，需要先輸入正確密碼在點擊修改密碼3、當密碼輸入錯誤的時候可以按退格鍵4、 確定按鍵、關門按鍵和開門按鍵5.1遇到的主要問題以及解決辦法在程序的調試過程中，protues仿真圖中用的是共陽七段數(shù)碼管，因此使用高電平掃描，可是在系統(tǒng)板上顯示亂碼，后來經過觀察，系統(tǒng)板上加了一個npn三級管作為驅動，所以要用低電平掃描，為了使仿真圖跟單片機小系統(tǒng)板同時都能使用，所以在位碼處加了一個非門。5.2心得體會在本次課程設計中，我選做的是簡易密碼鎖，由于本次實驗經過老師允許可以不用做硬件在自己的系統(tǒng)板上可以

10、實現(xiàn)其功能的前提下，因此省下了做硬件的時間。通過本次設計，了解到要完成一個這么龐大的程序，必須有計劃的，分模塊寫程序，最后把各個模塊結合在一起經過調試，完成一個完整的程序。在本次課程設計中讓我體會深刻，也讓我學到了查閱資料這門課程的學問，讓我更深一步的了解單片機的工作原理，與其編程方法，還有就是仿真與實際硬件的差別，在老師的指導與分析以及同學的幫助下，才順利完成了本次設計。通過本次設計反映出我的許多不足之處，讓我學到很多，感觸多多。六、 程序代碼ORG00HJMPSTART;=中斷入口地址=ORG00BHMOVTL0,#0B0HMOVTH0,#3CHJMPSUB1ORG01BHMOVTL1,#

11、0B0HMOVTH1,#3CHJMPSUB3ORG30HSTART:MOVP1,#0FFHMOV6FH,#0 ;密碼延時警告次數(shù)清0MAIN:CALLHELLOMOVP3,#0FHMOVA,P3CJNEA,#0FH,MENJMPMAINMEN:CALLCLRMENXS:CALLDISPLAYCALLKEYONMOVA,6BHCJNEA,#1,BAOJ ;判斷報警信號SD2:MOVA,R3 ;LED閃CPLAMOVB,#80HORLA,BMOVB,#0BFHANLA,BMOVP1,AMOVR3,A ;LED閃SD1:MOVP2,#0MOVP0,#0BFHCALLYS_1S ;延時1msCALLY

12、S_1S ;延時1msDJNZ6CH,SD1 ;延時300msMOV6CH,#150DJNZ6DH,SD2MOV6DH,#50 ;亮滅20次MOV6BH,#0 ;報警停止JMPSTARTBAOJ:MOVA,65HCJNEA,#0,BAOJ1 ;時間20s倒計時MOVP1,#0BFHINC6FHMOVA,6FH ;時間超時累計信號CJNEA,#2,MAIN ;警告2次報警MOV6FH,#0JMPSD1 ;跳到報警信號BAOJ1:MOVA,67HCJNEA,#1,XS ;比較35秒是不是變?yōu)?，（判斷35內有沒有按鍵按下）JMPSTART;=按鍵=KEYON:MOVP3,#0FHMOVA,P3CJ

13、NEA,#0FH,KYJMPOVERKY:CALLQUDOUMOVA,P3CJNEA,#0FH,KY1JMPOVERKY1:;SETBRS0 ;設置cpu工作寄存器為第1組MOVP3,#0F0HMOVA,P3ANLA,#0F0HMOVB,AMOVP3,#0FHMOVA,P3ANLA,#0FHORLA,BMOVB,AMOVR0,#00HMOVDPTR,#TABLOP:MOVA,R0MOVCA,A+DPTRCJNEA,B,NEXT2JMPRR0NEXT2:INCR0CJNER0,#10H,LOPJMPOVERRR0:MOVA,R0CJNEA,#12,KEY1 ;輸入密碼MOVA,4CHCJNEA,

14、#0,E1 ;判斷按鍵是不是已經被按過MOVA,38HCJNEA,#0,E1 ;判斷門是否已關MOV67H,#35MOVP1,#0FEH ;輸入密碼的燈亮MOV64H,#20 ;定時器20秒倒計時MOV65H,#20 ;定時器20秒倒計時MOV59H,#2 ;顯示開兩個MOV4CH,#1 ;輸入密碼鍵激活SETBTR0 ;開定時器E1:JMPKEYOFFKEY1: CJNEA,#13,KEY2 ;修改密碼MOV67H,#35 ;有按鍵按下還原35秒MOVA,4FHCJNEA,#1,XA ;判斷修改密碼是不是已經被激活(密碼是否正確)MOVA,4EHCJNEA,#0,XA ;判斷按鍵是不是已經被

15、按過MOV39H,#0 ;按下修改密碼，鎖定開門鍵MOV4EH,#1 ;修改密碼鍵激活MOV64H,#20 ;定時器20秒倒計時MOV65H,#40 ;定時器40秒倒計時MOV59H,#2 ;顯示開兩個MOV4BH,#1CALLCLRMMMOVP1,#0F7H ;修改密碼的燈亮SETBTR0MOV4CH,#1XA:JMPKEYOFFKEY2:CJNEA,#10,KEY3 ;關門MOVA,38HCJNEA,#1,XA ;判斷門有沒有開，沒開關門無效MOV39H,#0MOVP1,#0FFHMOV4FH,#0 ;修改密碼鍵無效MOV4CH,#0 ;輸入密碼鍵清0MOV38H,#0 ;門已關按鍵解鎖（

16、輸入密碼鍵有效）MOVP0,#88HMOVP2,#7FH ;顯示一個“0”SETBTR1MOV67H,#35HJMPKEYOFFKEY3:CJNEA,#11,KEY4 ;開門MOVA,39HCJNEA,#1,JH ;判斷開門鍵是否被激活MOVP1,#7FHMOV4FH,#0 ;修改密碼鍵無效MOV4CH,#0 ;不輸入MOV39H,#0 ;開門鍵無效MOV38H,#1 ;提示門已開（鎖定所有的按鍵）MOVP0,#0C8HMOVP2,#7FH ;顯示一個“”CLRTR1JH:JMPKEYOFFKEY4:CJNEA,#14,KEY5 ;取消MOV67H,#35 ;有按鍵按下還原35秒J4:MOVA

17、,4CHCJNEA,#1,JA ;判斷輸入密碼鍵有沒有激活CALLCLRMMMOV59H,#2 ;顯示管開兩位JA:JMPKEYOFFKE:JMPKEY6KEY5:CJNEA,#15,KE ;確定MOV67H,#35 ;有按鍵按下還原35秒J6:MOVA,4CHCJNEA,#1,JA ;判斷輸入密碼鍵有沒有激活MOVA,4AHCJNEA,#0,J10 ;判斷有沒有輸入密碼JMPKEYOFFJ10:MOVA,4EHCJNEA,#1,OK1 ;判斷修改是不是被激活JMPGAIMIOK1:CJNEA,#2,J7JMPGAIMI2J7:CALLMIMA_BJ ;密碼比較MOVA,4DHCJNEA,#1

18、,ONMOVP1,#0FDH ;密碼正確CALLCLRMMMOV59H,#0MOVP0,#8CHMOVP2,#7FH ;顯示一個“P”MOV39H,#1 ;密碼正確開門有效MOV4FH,#1 ;密碼正確修改密碼有效MOV4CH,#0 ;密碼重新輸入清0（不輸入）MOV6AH,#0 ;密碼錯誤次數(shù)清0MOV6EH,#0 ;密碼延時清0CLRTR0JMPKEYOFFON: MOVP1,#0FBH ;密碼錯誤MOVP0,#86HMOVP2,#7FH ;顯示一個“E”CALLCLRMMMOV59H,#0MOV4CH,#0 ;密碼重新輸入清0（不輸入）MOV6EH,#0 ;密碼延時清0CLRTR0INC

19、6AH ;密碼錯誤的次數(shù)MOVA,6AHCJNEA,#3,ONOMOV6BH,#1 ;報警信號ONO:JMPKEYOFFGAIMI:CALLCUN_533A ;第一次輸入的密碼暫存到3a到3fCALLCLRMMMOV4BH,#1INC4EH ;激活第二次輸入新密碼MOV4FH,#0 ;修改密碼鍵無效MOV59H,#2 ;顯示兩個數(shù)碼管MOVP1,#0EFH ;顯示確認新密碼的燈JMPKEYOFFGAIMI2:CALLMI_BJ ;比較兩次輸入的密碼是否一樣MOVA,4DHCJNEA,#1,LAT ;4DH=1,相同，4DH=0不同MOVP1,#0DFH ;提示設置成功CALLCUN_535A

20、;存入新密碼CALLCLRMMMOV4EH,#0 ;設置沒密碼比較模式MOV4CH,#0 ;不輸入狀態(tài)MOV59H,#0 ;數(shù)碼管全滅MOV4BH,#0 ;顯示變?yōu)槊艽a顯示"-"的模式MOV4DH,#0 ;密碼比較的結果清0MOVP0,#89HMOVP2,#7FH ;顯示一個“H”JMPKEYOFFLAT:CALLCLRMMMOVP1,#0FBH;提示密碼錯誤MOV59H,#0 ;數(shù)碼管全滅MOV4BH,#0 ;顯示變?yōu)槊艽a顯示"-"的模式MOV4DH,#0 ;密碼比較的結果清0MOV4EH,#0 ;設置沒密碼比較模式MOV4CH,#0 ;不輸入狀態(tài)MO

21、VP0,#86HMOVP2,#7FH ;顯示一個“E”JMPKEYOFFKEY6:MOV67H,#35MOVA,4CHCJNEA,#1,KEYOFF;判斷修改密碼鍵是否激活J2:MOVA,4AHCJNEA,#6,J1;判斷是否已經摁了6位密碼（最多6位）JMPKEYOFFJ1:CALLYIWEI;數(shù)字09MOV53H,R0INC59H;顯示管個數(shù)加1INC4AH ;密碼個數(shù)加1JMPKEYOFFKEYOFF:CALLDISPLAY;判斷按鍵有沒有放開MOVP3,#0FH;判斷按鍵有沒有放開MOVA,P3;判斷按鍵有沒有放開CJNEA,#0FH,KEYOFFOVER:;CLRRS0;設置cpu工

22、作寄存器為第0組RET;=清0=CLRMM:MOVA,#0MOV53H,AMOV54H,AMOV55H,AMOV56H,AMOV57H,AMOV58H,AMOV4AH,ARET;=密碼修改程序1=CUN_533A:MOVR0,#58HMOVR1,#3FHCUN1:MOVA,R0MOVR1,ADECR0DECR1CJNER0,#52H,CUN1RET;=密碼修改程序2=CUN_535A:MOVR0,#58HMOVR1,#5FHCUN:MOVA,R0MOVR1,ADECR0DECR1CJNER0,#52H,CUNRET;=TAB:DB0EEH,0EDH,0EBH,0E7H ;0,1,2,3的鍵碼D

23、B0DEH,0DDH,0DBH,0D7H ;4,5,6,7的鍵碼DB0BEH,0BDH,0BBH,0B7H ;8,9,10,11的鍵碼DB07EH,07DH,07BH,077H ;11,12,13,14,15的鍵碼;=密碼比較程序1=MI_BJ:MOVR0,#53HMOVR1,#3AHBJI:MOVA,R0CLRCSUBBA,R1MOVACC.1,CJBCACC.1,OVE2MOVA,R1CLRCSUBBA,R0MOVACC.1,CJBCACC.1,OVE2INCR0INCR1CJNER0,#59H,BJIMOV4DH,#1 ;密碼正確JMPOVE4OVE2: MOV4DH,#0 ;密碼錯誤O

24、VE4:RET;=密碼比較程序2=MIMA_BJ:MOVR0,#53HMOVR1,#5AHBJ:MOVA,R0CLRCSUBBA,R1MOVACC.1,CJBCACC.1,OVER5MOVA,R1CLRCSUBBA,R0MOVACC.1,CJBCACC.1,OVER5INCR0INCR1CJNER0,#59H,BJMOV4DH,#1 ;密碼正確JMPOVER4OVER5: MOV4DH,#0 ;密碼錯誤OVER4:RET;=移 位 程 序=YIWEI:MOV50H,R0;SETBRS1;設置cpu工作寄存器為第三組MOVR0,#57HMOVR1,#58HQ1:MOVA,R0MOVR1,ADEC

25、R0DECR1CJNER0,#50H,Q1;CLRRS1;設置cpu工作寄存器為第一組MOVR0,50HRET;=去抖=QUDOU:MOVA,59HCJNEA,#1,B1MOVR3,#8B11:CALLDISPLAYDJNZR3,B11JMPMBB1:CJNEA,#2,B2MOVR3,#4B22:CALLDISPLAYDJNZR3,B22JMPMBB2:CJNEA,#3,B3MOVR3,#3B33:CALLDISPLAYDJNZR3,B33JMPMBB3:CJNEA,#4,B4MOVR3,#2B44:CALLDISPLAYDJNZR3,B44JMPMBB4:CJNEA,#5,MBMOVR3,#

26、2B55:CALLDISPLAYDJNZR3,B55JMPMBB5:CJNEA,#6,MBCALLDISPLAYMB:RET;=顯示程序=DISPLAY:CALLFENLIMOVDPTR,#TABLEMOVR7,#0BFH ;數(shù)碼管從第七位開始亮（時間在最高的兩位）MOVR6,59HMOVA,59HCJNEA,#0,LA1JMPOVER3LA1:MOVA,4BH ;判斷修改密碼是否已經激活CJNEA,#1,LA2MOVR1,#51HJMPLALA2:MOVR1,#41HLA:MOVP2,R7MOVA,R1MOVCA,A+DPTRMOVP0,ACALLYS_1S ;= 調用1ms延時INCR1M

27、OVA,R7RLAMOVR7,ADJNZR6,LAOVER3:RETTABLE:DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0HDB99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,0BFH;=分離秒=FENLI:MOVDPTR,#TABLEMOVA,65HMOVB,#10DIVABMOV42H,AMOV52H,AMOVA,BMOV41H,AMOV51H,ARET;=延時1ms=YS_1S:MOV61H,#2LOP2:MOV62H,#0F9HLOP1:DJNZ62H,LOP1DJNZ61H,LOP2RET;=初始化=CLRMEN:MOVTL0,0B0HMOVTH0,3CHMOVTL1,0B0HMOV

28、TH1,3CHMOVTMOD,#11HSETBET0SETBET1SETBEASETBTR1MOVA,#0MOV32H,#0MOV31H,#6MOV38H,#0 ;提示門的開關狀態(tài)MOV39H,#0MOV41H,AMOV42H,AMOV43H,#10 ;顯示一條“-”MOV44H,#10 ;顯示一條“-”MOV45H,#10 ;顯示一條“-”MOV46H,#10 ;顯示一條“-”MOV47H,#10 ;顯示一條“-”MOV48H,#10 ;顯示一條“-”MOV51H,AMOV52H,AMOV53H,AMOV54H,AMOV55H,AMOV56H,AMOV57H,AMOV58H,AMOV59H,

29、AMOV5AH,#1 ;初始密碼MOV5BH,#1 ;初始密碼MOV5CH,#1 ;初始密碼MOV5DH,#1 ;初始密碼MOV5EH,#1 ;初始密碼MOV5FH,#1 ;初始密碼MOV3AH,AMOV3BH,AMOV3CH,AMOV3DH,AMOV3EH,AMOV3FH,AMOV4AH,AMOV4BH,AMOV4CH,AMOV4DH,AMOV4EH,AMOV4FH,AMOV6AH,AMOV6CH,#150MOV6DH,#50MOV6EH,AMOV64H,#20MOV65H,#20MOV66H,#20MOV67H,#35MOVP1,#0FFHRET;=移動hello字樣=HELLO:MOV35H,#0MOVR1,35HMOVR5,#50MOVR4,#14LB:MOVDPTR,#TABLE4MOVR7,#0FEHMOVR6,#8MOVR1,3