課程設(shè)計-- 基于at89s52單片機(jī)的密碼鎖設(shè)計

1、<p>　　《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程設(shè)計</p><p>　　題 目 基于89S52單片機(jī)的密碼鎖設(shè)計</p><p>　　學(xué)生姓名 </p><p>　　學(xué) 號 </p><p>　　學(xué) 院 信息與控制學(xué)院</p><p>　　專 業(yè) 測控

2、技術(shù)與儀器</p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　二Ｏ一 二 年 六 月 八 日</p><p>　　基于AT89S52單片機(jī)的密碼鎖設(shè)計</p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　在日常的生活和工作中, 住宅與部門的安全防范、單位的文件檔

3、案、財務(wù)報表以及一些個人資料的保存多以加鎖的辦法來解決。若使用傳統(tǒng)的機(jī)械式鑰匙開鎖，人們常需攜帶多把鑰匙, 使用極不方便, 且鑰匙丟失后安全性即大打折扣。具有防盜報警等功能的電子密碼鎖代替密碼量少、安全性差的機(jī)械式密碼鎖已是必然趨勢。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對日常生活中的安全保險器件的要求越來越高。為滿足人們對鎖的使用要求，增加其安全性，用密碼代替鑰匙的密碼鎖應(yīng)運而生。密碼鎖具有安全性高、成本低、功耗低、易操作、記住密碼即可開鎖等優(yōu)

4、點。</p><p>　　目前使用的電子密碼鎖大部分是基于單片機(jī)技術(shù)，以單片機(jī)為主要器件，其編碼器與解碼器的生成為軟件方式。</p><p>　　本系統(tǒng)由AT89C52單片機(jī)系統(tǒng)（主要是AT89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)）、8位數(shù)鍵盤，蜂鳴器報警，繼電器控制等組成，具有設(shè)置、修改8位用戶密碼、超過3次次報警、密碼錯誤報警等功能。除上述基本的密碼鎖功能外，依據(jù)實際的情況還可以添加遙控功能。本系統(tǒng)成

5、本低廉，功能實用。 這種能防止多次試探密碼的單片機(jī)應(yīng)用前景廣泛。</p><p>　　電子密碼鎖發(fā)展趨勢   </p><p>　　電子密碼鎖應(yīng)用于金融業(yè)，其根本的作用是“授權(quán)”，即被“授權(quán)”的人才可以存取錢、物。廣義上講，金融業(yè)的“授權(quán)”主要包括以下三種層次的內(nèi)容：1、授予保管權(quán)，如使用保管箱、保險箱和保險柜；2、授予出入權(quán)，如出入金庫、運鈔車和保管室；3、授予流通權(quán)

6、，如自動存取款。目前，金融行業(yè)電子密碼鎖的應(yīng)用主要集中在前兩個層面上。下面將介紹幾種在金融行業(yè)中使用較多的電子密碼鎖以及它們的技術(shù)發(fā)展方向。當(dāng)然，以上所說的授權(quán)技術(shù)再高超，都必須由精良的“鎖具”擔(dān)當(dāng)承載結(jié)構(gòu)部件，實現(xiàn)開啟、閉鎖的功能，而且承擔(dān)實體防護(hù)作用，抵抗住或盡量延遲破壞行為，讓電子密碼鎖“軟、硬不吃”。一般情況下，鎖具防盜的關(guān)鍵是鎖身外殼、閉鎖的部件的強(qiáng)度、鎖止型式、配合間隙和布局。提高電子密碼鎖之防護(hù)能力的必然途徑是報警，在金融

7、業(yè)的許多場所有人值守、有電視監(jiān)控，具有報警功能，可以綜合物理防范和人力防范兩種作用。報警的前提是具備探測功能，根據(jù)電子密碼鎖的使用場所和防護(hù)要求，可選擇多種多樣的探測手段。在中國的城市金融業(yè)中，實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)報警已經(jīng)成為對各金融網(wǎng)點的基本要求。根據(jù)國內(nèi)外的實踐經(jīng)驗，金融業(yè)實行安全防范風(fēng)險等級很有必要，即依據(jù)使用的防盜報警器材</p><p>　　由于數(shù)字、字符、圖形圖像、人體生物特征和時間等要素均可成為鑰匙的電子信息，

8、組合使用這些信息能夠使電子密碼鎖獲得高度的保密性，如防范森嚴(yán)的金庫，需要使用復(fù)合信息密碼的電子密碼鎖，這樣對盜賊而言是“道高一尺、魔高一丈”。組合使用信息也能夠使電子密碼鎖獲得無窮擴(kuò)展的可能，使產(chǎn)品多樣化，對用戶而言是“千挑百選、自得其所”。 </p><p><b>　　。</b></p><p><b>　　一、 項目要求</b></p

9、><p>　　基于AT89S52單片機(jī)的密碼鎖設(shè)計，具體功能如下：</p><p>　　總共可以設(shè)置8位密碼，每位密碼值范圍1—8。</p><p>　　用戶可以自行設(shè)定和修改密碼。</p><p>　　按每個密碼鍵是都有聲音提示。</p><p>　　若鍵入的8位開鎖密碼不完全正確，則報警5s，以提醒他人注意。</

10、p><p>　　開鎖密碼連續(xù)錯3次要報警1分鐘，報警期間輸入密碼無效，以防止竊賊多次試探密碼。</p><p>　　鍵入的8位開鎖密碼完全正確才能開鎖，開鎖時要有1s的提示音。</p><p>　　電磁鎖的電磁線每次通電5s，然后恢復(fù)初態(tài)。</p><p>　　密碼鍵盤上只允許有8個密碼鎖按鍵。鎖內(nèi)有備用電池，只有內(nèi)部上點恢復(fù)時才能設(shè)置或修改密碼

11、，因此，僅在門外按鍵是不能修改或設(shè)置密碼的。</p><p>　?。?）密碼設(shè)定完畢后要有2s提示音。</p><p><b>　　二、系統(tǒng)設(shè)計</b></p><p>　　按照系統(tǒng)設(shè)計要求和功能，將系統(tǒng)分為主控模塊，按鍵掃描模塊，蜂鳴器，電源電路，復(fù)位電路，晶振電路，驅(qū)動電路幾個模塊，系統(tǒng)框圖如圖所示。主控模塊采用AT89S52單片機(jī)。<

12、;/p><p>　　基于AT89S52單片機(jī)的密碼鎖組成框圖</p><p><b>　　三、 硬件設(shè)計</b></p><p><b>　　電路原理圖：</b></p><p>　　系統(tǒng)硬件電路圖如圖10-2所示，PI口接密碼按鍵，開鎖脈沖由P3.2輸出，報警和提示音由P3.7輸出，按鍵a~h分別代表

13、數(shù)字0~7.若沒有按鍵按下，則P1.0~P1.7全是高電平；若某按鍵被按下，則相應(yīng)的口線為低電平。</p><p>　　proteus仿真圖：</p><p>　　3、外部晶振電路：外接石英晶體（或陶瓷諧振器）及電容Cl、C2 接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。對外接電容Cl、C2 雖然沒有十分嚴(yán)格的要求，但電容容量的大小會輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程序及

14、溫度穩(wěn)定性。此次實驗采用使用石英晶體，電容使用30pF±10pF</p><p>　　4、復(fù)位電路：RST引腳與電源之間接10UF左右的極性電容和在RST與VSS之間接一個電阻（約8.2千歐姆）就可實現(xiàn)加電復(fù)位功能。</p><p><b>　　復(fù)位后的狀態(tài)：</b></p><p>　　a、復(fù)位后PC值為0000H，表明復(fù)位后的程序

15、從0000H開始執(zhí)行。</p><p>　　b、SP值為07H，表明堆棧底部在07H，一般需要重新設(shè)置SP值。</p><p>　　c、P0～P3口值為FFH。P0～P3口用作輸入口時，必須先寫入“1”。單片機(jī)在復(fù)位后，已使P0～P3口每一端線為“1”，為這些端線用作輸入口做好了準(zhǔn)備。</p><p>　　數(shù)字按鍵電路：通過BUTTON 按鍵接P1口對應(yīng)端口，通過手

16、動按鍵給對應(yīng)的P1口拉致低電平從而改變端口值，從而給出密碼值。</p><p>　　蜂鳴器：通過8550以及按鍵控制和軟件延時控制蜂鳴器持續(xù)工作時間。</p><p>　　繼電器控制電路：密碼正確則8550三極管導(dǎo)通，加以繼電器電磁線圈兩端5V電壓，線圈產(chǎn)生磁場吸引開關(guān)打到常開引腳，從而接通發(fā)光二極管，從而點亮發(fā)光二極管。</p><p>　　功能拓展：在P2口接一

17、一位數(shù)碼管，這樣在沒按下每一個鍵則顯示對應(yīng)的數(shù)字，這樣就可以方便記錄密碼，以能夠一個人設(shè)置密碼而另外一個人通過被告知的密碼而打開相信的電子設(shè)備。</p><p>　　數(shù)碼管LG5011AG顯示：通過P2輸出信號從而控制數(shù)碼管顯示對應(yīng)的按鍵編號。</p><p><b>　　四、 元器件清單</b></p><p>　　基于AT89S52單片機(jī)

18、的密碼鎖元件清單如表所示。</p><p><b>　　五、程序調(diào)試 ：</b></p><p>　　在硬件支持的環(huán)境下，用proteus設(shè)計好的電路，Keil編好的程序編譯成芯片可識別的S51文件，利用PC機(jī)寫進(jìn)proteus程序圖芯片內(nèi)進(jìn)行仿真測試，并對其出現(xiàn)的錯誤進(jìn)行修改，由圖4.4～圖4.8可看出最終調(diào)試成功。 </p><p>　　圖

19、4.4 keil編譯程序成功</p><p>　　圖4.5 keil生成hex文件</p><p>　　圖4.6 proteus調(diào)用keil的hex文件進(jìn)行仿真</p><p><b>　　六、程序流程圖：</b></p><p>　　如圖10-3所示給出了該單片機(jī)密碼鎖電路的軟件流程圖。圖中AA1~AA8以及ST

20、ART、SET、SAVE是程序中的標(biāo)號，是為了理解程序而專門標(biāo)在流程圖的對應(yīng)位置的，分析程序時可以仔細(xì)對照參考。</p><p>　　該密碼鎖中RAM存儲單元的分配方案如下所示。</p><p>　　*/31H~38H：依次存放8位設(shè)定的密碼，首位密碼存放在31H單元中。</p><p>　　*R0：指向密碼地址。</p><p>　　*R2

21、：已經(jīng)輸入密碼的位數(shù)。</p><p>　　*R3：存放允許的錯碼次數(shù)3與實際錯碼次數(shù)的差值。</p><p>　　*R4~R7：延時用。</p><p>　　*00H：錯碼標(biāo)志位。</p><p>　　對于ROM存儲單元的分配，由于程序比較短，而且占用的存儲空間比較少，因此，在無特殊要求時，可以從0030H單元（其他地址也可以）開始存放主程

22、序。</p><p>　　基于AT89S52單片機(jī)的密碼鎖程序流程圖</p><p><b>　　①程序清單</b></p><p><b>　　ORG 0000H</b></p><p>　　AJMP START</p><p><b>　　ORG 0030H&l

23、t;/b></p><p>　　START:ACALL BP</p><p>　　MOV R0,#31H</p><p><b>　　MOV R2,#8</b></p><p>　　SET: MOV P1,#0FFH</p><p><b>　　MOV A,P1</b>

24、</p><p>　　CJNE A,#0FFH,L8</p><p><b>　　AJMP SET</b></p><p>　　L8: ACALL DELAY</p><p>　　CJNE A,#0FFH,SAVE</p><p><b>　　AJMP SET</b><

25、/p><p>　　SAVE: ACALL BP</p><p><b>　　MOV @R0,A</b></p><p><b>　　INC R0</b></p><p>　　DJNZ R2,SET</p><p>　　MOV R5,#16</p><p>

26、　　D2S: ACALL BP</p><p>　　DJNZ R5,D2S</p><p>　　MOV R0,#31H</p><p><b>　　MOV R3,#3</b></p><p>　　AA1: MOV R2,#8</p><p>　　AA2: MOV P1,#0FFH</p>

27、;<p><b>　　MOV A,P1</b></p><p>　　CJNE A,#0FFH, L9</p><p><b>　　AJMP AA2</b></p><p>　　L9:ACALL DELAY</p><p>　　CJNE A,#0FFH,AA3</p>&l

28、t;p><b>　　AJMP AA2</b></p><p>　　AA3: ACALL BP</p><p><b>　　CLR C</b></p><p>　　SUBB A, @R0</p><p><b>　　INC R0</b></p><p&g

29、t;　　CJNE A,#00H,AA4</p><p><b>　　AJMP AA5</b></p><p>　　AA4: SETB 00H</p><p>　　AA5: DJNZ R2,AA2</p><p>　　JB 00H,AA6</p><p><b>　　CLR P3.5<

30、;/b></p><p>　　L3:MOV R5,#8</p><p><b>　　ACALL BP</b></p><p>　　DJNZ R4,L3</p><p><b>　　MOV R3,#3</b></p><p><b>　　SETB P3.5<

31、;/b></p><p><b>　　AJMP AA1</b></p><p>　　AA6: DJNZ R3,AA7</p><p>　　MOV R5,#24</p><p>　　L5: MOV R4,#200</p><p>　　L4: ACALL BP</p><p&

32、gt;　　DJNZ R4,L4</p><p>　　DJNZ R5,L5</p><p><b>　　MOV R3,#3</b></p><p>　　AA7: MOV R5,#40</p><p><b>　　ACALL BP</b></p><p>　　DJNZ R5,AA

33、7</p><p>　　AA8: CLR 00H</p><p><b>　　AJMP AA1</b></p><p>　　BP: CLR P3.7</p><p>　　MOV R7,#250</p><p>　　L2: MOV R6,#124</p><p>　　L1:

34、 DJNZ R6,L1</p><p><b>　　CPL P3.7</b></p><p>　　DJNZ R7,L2</p><p><b>　　SETB P3.7</b></p><p><b>　　RET</b></p><p>　　DELAY:M

35、OV R7,#250</p><p>　　L7: MOV R6,#250</p><p>　　L6: DJNZ R6,L6</p><p>　　DJNZ R7,L7</p><p><b>　　RET</b></p><p><b>　　END</b></p>

36、<p>　?、诩訑?shù)碼管的程序清單</p><p><b>　　ORG 0000H</b></p><p>　　AJMP START</p><p><b>　　ORG 0030H</b></p><p>　　TABLE: </p&

37、gt;<p>　　DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H ; 01234</p><p>　　DB 6DH,7DH,07H,7FH ; 46789</p><p>　　START:ACALL BP</p><p>　　MOV R0,#31H</p><p><b>　　MOV R2,#8&

38、lt;/b></p><p>　　MOV DPTR,#TABLE</p><p>　　SET1: MOV P1,#0FFH</p><p><b>　　MOV A,P1</b></p><p>　　CJNE A,#0FFH,L8</p><p><b>　　AJMP SET1<

39、;/b></p><p>　　L8: ACALL DELAY</p><p>　　ACALL DELAY</p><p>　　CJNE A,#0FFH,SAVE</p><p><b>　　AJMP SET1</b></p><p>　　SAVE: ACALL BP</p>&

40、lt;p>　　ACALL LOOP1</p><p><b>　　MOV @R0,A</b></p><p><b>　　INC R0</b></p><p>　　DJNZ R2,SET1</p><p>　　MOV R5,#16</p><p>　　D2S: ACAL

41、L BP</p><p>　　DJNZ R5,D2S</p><p>　　MOV R0,#31H</p><p><b>　　MOV R3,#3</b></p><p>　　AA1: MOV R2,#8</p><p>　　AA2: MOV P1,#0FFH</p><p>

42、;<b>　　MOV A,P1</b></p><p>　　CJNE A,#0FFH, L9</p><p><b>　　AJMP AA2</b></p><p>　　L9:ACALL DELAY</p><p>　　ACALL DELAY</p><p>　　CJNE A,

43、#0FFH,AA3</p><p><b>　　AJMP AA2</b></p><p>　　AA3: ACALL BP</p><p>　　ACALL LOOP1</p><p><b>　　CLR C</b></p><p>　　SUBB A, @R0</p>

44、<p><b>　　INC R0</b></p><p>　　CJNE A,#00H,AA4</p><p><b>　　AJMP AA5</b></p><p>　　AA4: SETB 00H</p><p>　　AA5: DJNZ R2,AA2</p><p&g

45、t;　　JB 00H,AA6</p><p><b>　　CLR P3.2</b></p><p><b>　　MOV R5,#8</b></p><p>　　L3:ACALL BP</p><p>　　DJNZ R5,L3</p><p><b>　　MOV R3

46、,#3</b></p><p><b>　　SETB P3.2</b></p><p><b>　　AJMP AA1</b></p><p>　　AA6: DJNZ R3,AA7</p><p>　　MOV R5,#24</p><p>　　L5: MOV R4,

47、#200</p><p>　　L4: ACALL BP</p><p>　　DJNZ R4,L4</p><p>　　DJNZ R5,L5</p><p><b>　　MOV R3,#3</b></p><p>　　AA7: MOV R5,#40</p><p><b

48、>　　ACALL BP</b></p><p>　　DJNZ R5,AA7</p><p>　　AA8: CLR 00H</p><p><b>　　AJMP AA1</b></p><p>　　BP: CLR P3.7</p><p>　　MOV R7,#250</p&g

49、t;<p>　　L2: MOV R6,#124</p><p>　　L1: DJNZ R6,L1</p><p><b>　　CPL P3.7</b></p><p>　　DJNZ R7,L2</p><p><b>　　SETB P3.7</b></p><p&

50、gt;<b>　　RET</b></p><p>　　LOOP1:MOV R4,#00H</p><p><b>　　MOV 20H,A</b></p><p><b>　　CPL A</b></p><p>　　CLR C &l

51、t;/p><p><b>　　LOOP2: </b></p><p>　　RRC A</p><p>　　INC R4 </p><p>　　JNC LOOP2 </p><p>　　MOV A,R4 </p><p&g

52、t;　　MOVC A,@A+DPTR</p><p><b>　　MOV P2,A</b></p><p><b>　　MOV A,20H</b></p><p><b>　　RET </b></p><p>　　DELAY:MOV R7,#250</p>

53、<p>　　L7: MOV R6,#125</p><p>　　L6: DJNZ R6,L6</p><p>　　DJNZ R7,L7</p><p><b>　　RET</b></p><p><b>　　END</b></p><p><b>　　

54、仿真與調(diào)試：</b></p><p>　　按鍵AN1-AN7分別代表數(shù)碼1-7，按鍵AN0代表數(shù)碼8.在沒有按鍵按下時，P1.0-P1.7全是高電平1；若某個按鍵被按下，相應(yīng)的口線就變?yōu)榈碗娖?，假如設(shè)定的密碼是612345678，當(dāng)按鍵AN6被按下時，P1.6變?yōu)榈碗娖?，P1端口其余口線為高電平，此時從P1端口讀入的數(shù)值為10111111，存到31H單元的密碼值就是10111111，也就是0BFH。

55、以此類推，存到32H至38H單元的密碼值分</p><p>　　別為FDH,FBH,F7H,EFH,DFH,7FH,FEH.開鎖是必須按照AN6，是從P1口讀入的第一個密碼值與31H但愿存儲的設(shè)定值相同，再順序按下AN1,AN2,AN3,AN4,AN5,AN7,AN0,才能開鎖。否側(cè)不能開鎖同時報警。</p><p>　　八、出現(xiàn)問題及解決：</p><p>　　在

56、這次課程設(shè)計的整個設(shè)計以及實際操作過程中，我從中學(xué)習(xí)到了很多內(nèi)容，當(dāng)然今年在整個設(shè)計過程中出現(xiàn)了很多問題，比如程序的很多漏洞，但經(jīng)過自己的仔細(xì)編譯并認(rèn)真調(diào)試仿真最終能夠仿真成功。在焊接世紀(jì)電路板的過程中也遇到了很多困難，比如1、初次接觸實際焊接不能很好的進(jìn)行接線，但是經(jīng)過自己的長時間鍛煉最終能夠焊出比較滿意的板子。2、在焊接過程中發(fā)現(xiàn)自己對很多芯片的引腳分布不是很熟悉，經(jīng)過自己查閱相關(guān)書籍資料，最終能夠清晰的知道芯片各個引腳分布及其實際

57、應(yīng)用。3、焊接結(jié)束后，第一步要做的就是講程序燒進(jìn)單片機(jī)進(jìn)行實際的工作，第一次實際接觸單片機(jī)不知道怎么燒寫程序，但是通過自己的努力以及同學(xué)的幫助能攻成功的把程序燒寫進(jìn)單片機(jī)。4、程序燒寫結(jié)束后進(jìn)行實際操作的過程中我發(fā)現(xiàn)了實際工作的單片機(jī)和自己用軟件模擬的電路工作會有很多差異，很多在模擬電路不會出現(xiàn)的問題，但是實際的電路板會出現(xiàn)，比如按鍵的部夠靈敏造成了可能自己剛設(shè)置了四位密碼單片機(jī)就提示密碼設(shè)置成功，這從設(shè)計要求上完全不滿足自己的預(yù)想，于

58、是通過自己仔細(xì)的理解程序并進(jìn)行修改，最后通過修改延時程序最終能攻成功的運行成功。5、在功能拓展的時候需要自己在已有程序</p><p><b>　　九、課程設(shè)計小結(jié)：</b></p><p>　　從這次課程設(shè)計的資料收集到電路板的焊接，從源程序的調(diào)試到最終的程序載入運行成功，都凝聚了老師和同學(xué)們的心血。這次課程設(shè)計中我收獲了許多課堂上得不到的寶貴知識，主要有以下幾點：

59、</p><p>　　(1) 扎實的專業(yè)理論知識是指導(dǎo)實踐的根本，在今后的學(xué)習(xí)中，我一定會盡全力打好專業(yè)基礎(chǔ)，注重聯(lián)系實際，多做練習(xí)。</p><p>　?。?）實際操作中我覺得自己的動手能力較差，作為一名工科學(xué)生，加強(qiáng)手腦并用的實踐能力尤為重要。</p><p>　?。?）嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的思維方式和態(tài)度是設(shè)計工程項目的指導(dǎo)思想，在平時的學(xué)習(xí)中也非常重要，對于避免和克服困

60、難必不可少。</p><p>　　這次課程設(shè)計后，我在以后生活工作中一定加強(qiáng)培養(yǎng)團(tuán)隊精神以及與隊友合作的技巧和效率。遇到困難迎難而上，努力克服。自強(qiáng)不息，厚德載物。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　?、佟秵纹瑱C(jī)課程設(shè)計指導(dǎo)》 主編 楊居義</p><p>　?、凇禡CS—51系列 單片