单片机课程设计电子密码锁的设计

目 录摘要- 3关键字- 3第一章 前言- 3第二章 基本功能设计- 4n 2.1 实验任务- 4n 2.2基本设计- 4n 2.3 系统框图- - 5第三章 硬件设计- 5 3.1硬件工作接线口- 5 3.2 LED显示器结构与原理- 6 3.3复位电路- 6 3.4按键方式- 7 3.5电路原理图- 8 3.6 元器件清单-9第四章 软件设计- 104.1软件结构- 104.2源程序-12第五章 心得体会- 13第六章 参考文献- 14【摘要】电子密码锁是一种通过密码输入来控制电路或是芯片工作，从而控制机械开关的闭合，我们采取的是单片机，它具有超大规模集成电路技术，有极强的数据处理能力，I/O口多以它为核心设计的密码锁，结构小，功能强，现在很多单位甚至家里的各个家用电器，还有保险箱都需要它。 介绍一种基于在系统可编程技术和C51编译器配有集成开发的新型电子密码锁的设计方法，阐述了其工作原理和软硬件设计。在硬件上，用KEIL公司的C51大规模集成芯片对其外围电路进行集成，用1片8051实现了几十片分离元件才能实现的功能，几乎将整个系统下载于同一芯片中，实现了所谓的片上系统，从而大大简化了系统结构，增强了系统的可靠性和性价比。该密码锁特别适用于宾馆、办公大楼、公寓等场所。【关键字】AT89C51单片机 I/O口接线 LED显示（四位静态数码管） 复位电路 键盘 【正文】课程设计之电子密码锁一、前言一种能防止多次试探密码的基于单片机的密码锁设计方案，根据基本要求规划单片机密码锁的硬件电路和软件程序，同时对单片机的型号选择、硬件设计、软件流程图、单片机存储单元的分配等都有注释。我们知道现在很多行业都需要密码锁，电子密码锁的性能和安全性大大超过了机械锁，为了提高密码的保密性，可以经常更改密码，防止密码被盗；当密码输入错误多次时，报警系统可自动启动。它们有很多扩展功能：用户可以根据实际情况随意改变密码值或密码长度，按下“密码修改键”提示用户输入原密码，通过校验后提示输入新密码，一次写入CPU存储器中，另一次写入单片机内部RAM中，以便机器确认密码的正确性。输入完毕后，按修改确认键，两次的密码完全一致时，密码修改完成。我们这可以在输入的密码与程序中设定的密码相比，若失误，会有灯亮提示，但三次后都错误，系统可自动报警。防盗报警功能是利用断线方式报警，当CPU检测不到返回信号时，系统自动报警单元报警，正常开启锁时，系统自动切断报警单元的电源。二、基本功能设计1，实验任务根据设定好的密码，采用矩阵式按键实现密码的输入功能，当密码输入正确之后，锁就打开（即绿灯亮），如果输入的三次密码不正确，就锁定按键3秒钟，同时报警（即红灯亮）。2，基本设计我们将密码程序存在EPROM中，用户通过单片机上P1.0口上的按键进行选择。具体操作如下：首先按一下P1.0口上的按键，然后再逐渐输入密码，最后按#号确认即可。设置显示初始符号“”，为了帮助用户确认是否有键按下，并且防止密码外泄，在输入显示时，并不是显示用户按下的数字符号，而是以一个特定的字母符号提醒用户是否有键按下。有键按下，就会显示字符“F”，没有键按下就是初始状态。首先按下P1.0口上的按键，然后输入密码，正确则绿灯亮，输入三次都不正确的则红灯亮。3，系统框图AT89C51CPU显示键盘报警器和电磁锁复位晶振三、硬件设计（1）硬件工作接线口P0口接数码管，用来显示按键是否按下，P1口接键盘，P1.0外接选择密码键，P2口按串行方式传送信号给数码管，P2.7口显示电磁锁开还是闭合状态。把单片机系统区域中的P0口用导线连接“四路静态数码显示”的任一端口上，把单片机系统区域中的P1口上接独立式键盘。（2）LED显示器结构与原理LED显示块是由发光显示二极管显示字段的显示器件。在单片机中我们通常用七段LED，这种显示共有共阴极和共阳极两种，本设计是用共阳极，是LED显示块的发光二极管与阳极并接，如图所示通常的七段显示块中共有8个发光二极管，其中7个发光二极管构成七笔字形“8”，一个发光二极管构成小数点。七段显示块与单片机接口非常容易。只要将一个8位并行输出与显示块的发光二极管引脚相连即可。8位并行输出口输出不同的字节数据即可获得不同的数字或字符，通常将控制发光二极管的8位字节数据称为段选码。显示字符共阳极段选码显示字符共阳极段选码0C0HA88H1F9HB7CH2A4HCC6H3B0HDA1H499HE86H592HF8EH682H7F8H880H990H(3)复位电路如图所示为80C51型单片机上电复位电路。RC构成微分电路，在接电瞬间，产生一个微分脉冲，其宽度若大于2个机器周期，80C51型单片机将复位，为保证微分脉冲宽度足够大，一般取10F电容、8.2K电阻。(4)按键方式按键方式有独立式和行列式两种，本设计是采用独立式，共设置5个按键。独立式按键是指直接用I/O口线构成的单个按键电路。每个独立按键单独占有一根I/O口线，每根I/O口线上的按键工作状态不会影响其他I/O口线的工作状态。若按键AN1AN5分别代表数码15，AN0代表#号。在没有键按下时，P1.0P1.7都是高电平1，若某个键被按下，相应的接口线就变为低电平0。开锁时必须先按AN1，使从P1口读入的第一个值与存储单元的设定值相同，再顺序按按钮将密码输入，才能开锁。（5）电路原理图（6）元器件清单元件名称参数元件名称参数插座DIP40电源5V单片机89C51电阻晶体振荡器12MHZ电解电容瓷片电容按钮开关LED数码管HS-5101BS2四、软件设计1，软件结构密码锁主程序设置初始密码初始显示/关闭锁读端口P1，取按键状态有按键按下么？有按键按下么？再次读端口P1送列扫描字读行线状态第1行按下？第2行按下？第3行按下？4列扫描完第0行按下？保护现场A=00A=12A=08A=04相加计算键号调用按键查询子程序按键释放么？A=设定密码么？键号给A显示“F”显示“E”NYNYYYYYNNNNNYNYYN11222,源程序PSD EQU 21HORG 0000HAJMP MAINORG 0100HAJMP MAINORG 0100HMAIN: MOV SP,#3FH MOV P0,#0FFH MOV PSD,#02MAIN1:SETB P3.0 MOV P1,#OBFHKEY: ACALL KS JNZ K1 AJMP KEYK1: ACALL DELAY100MS ACALL KS JNZ K2 AJMP KEYK2: MOV R3,#0FEH MOV R4,#00K3: MOV A, R3 MOV P2, A MOV A, P0 ANL A, #OFHL0: JB ACC.0,L1 MOV A,#00H AJMP LKL1: JB ACC.1,L2 MOV A, #04H AJMP LKL2: JB ACC.2,L3 MOV A, #08H AJMP LKL3: JB ACC.3,NEXT MOV A, #OCHLK: ADD A,R4 PUSH ACCK4: ACALL KS JNZ K4ACALL KSJNZ K4POP ACCAJMP PRNEXT: INC R4 MOV A, R3 JNB ACC.3,KEY RL A MOV R3, A AJMP K3PR: CJNE A,PSD,ERRPASS:CLR P3.0 MOV P1,#8CH LCALL DELAY1S LCALL DELAY1S LCALL DELAY1S LJMP MAIN1ERR: MOV P1,#86H LCALL DELAY1S LCALL DELAY1S LCALL DELAY1S LJMP MAIN1KS: MOV A, #00H MOV P2,A NOPMOV A,P0CPL AANL A,#OFHRET五、心得体会作为一名自动化专业的大三学生，我觉得做单片机课程设计是十分有意义的，而且是十分必要的。在已度过的大学时间里，我们大多数接触的是专业课。我们在课堂上掌握的仅仅是专业课的理论知识，如何去锻炼我们的实践能力？如何把我们所学的专业基础课理论知识运用到实践中去呢？我想做类似的课程设计就为我们提供了良好的实践平台。在做本次课程设计的过程中，我感触最深的当属查阅大量的设计资料了。为了让自己的设计更加完善，查阅这方面的设计资料是十分必要的，同时也是必不可少的。我们是在做单片机课程设计，但我们不是艺术家，他们可以抛开实际尽情在幻想的世界里翱翔，而我们一切都要有据可依，有理可寻，不切实际的构想永远只能是构想，永远无法升级为设计。其次，在这次课程设计中，我们运用到了以前所学的专业课知识，虽然过去从未独立应用过它们，但在学习的过程中带着问题去学我发现效率很高，这是我做这次课程设计的又一收获。最后，要做好一个课程设计，就必须做到：在设计程序之前，对所用单片机的内部结构有一个系统的了解，知道该单片机内有哪些资源；要有一个清晰的思路和一个完整的的软件流程图；在设计程序时，不能妄想一次就将整个程序设计好，反复修改、不断改进是程序设计的必经之路；要养成注释程序的好习惯，一个程序的完美与否不仅仅是实现功能，而应该让人一看就能明白你的思路，这样也为资料的保存和交流提供了方便；在设计课程过程中遇到问题是很正常德，但我们应该将每次遇到的问题记录下来，并分析清楚，以免下次再碰到同样的问题。两周周的课程设计结束了，但是从中学到的知识会让我受益终身。发现、提出、分析、解决问题和实践能力的提高都会受益于我在以后的学习、工作和生活中。六、参考文献1徐惠民、安德宁 单片微型计算机原理接口与应用 第1版 北京：北京5邮电大学出版社，19962夏继强. 单片机实验与实践教程. 北京：北京航空航天大学出版社, 20013陈志强 胡辉. 单片机应用系统设计实践指南. 自编教材4李广第 单片机基础 第1版北京：北京航空航天大学出版社，19995李广弟 单片机基础M,北京:北京航空航天大学出版社，2007