單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告--電子密碼鎖

1、<p><b>　　電子密碼鎖</b></p><p><b>　　課題概述</b></p><p>　　在日常生活和工作中，住宅與部門(mén)的安全防范、單位的文件檔案、財(cái)務(wù)報(bào)表以及一些個(gè)人資料的保存多以加鎖的辦法來(lái)解決。若使用機(jī)械式鑰匙開(kāi)鎖，人們常需攜帶多把鑰匙，使用極不方便，且鑰匙丟失后安在日常生活和工作中，住宅與部門(mén)的安全防范、單位的文

2、件檔案、財(cái)務(wù)報(bào)表以及一些個(gè)人資料的保存多以加鎖的辦法來(lái)解決。若使用機(jī)械式鑰匙開(kāi)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。為滿足人們對(duì)鎖的使用要求，增加其安全性，用密碼代替鑰匙的電子密碼鎖應(yīng)運(yùn)而生。</p><p>　　電子密碼鎖運(yùn)用電子電路控制機(jī)械部分，使兩者緊密結(jié)合，從而避免了因?yàn)闄C(jī)械部分被破壞而導(dǎo)致開(kāi)鎖功能失常的問(wèn)題，而且密碼輸入錯(cuò)誤時(shí)還有報(bào)警聲，大大增加了密碼鎖的防盜功能。同時(shí)因

3、為電子密碼鎖不需要攜帶鑰匙，彌補(bǔ)了鑰匙極易丟失和仿造的缺陷，方便了鎖具的使用。電子鎖由于具有設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)便、制造成本低廉、使用靈活性好、安全系數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)，受到了廣大用戶的青睞。</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)與要求</b></p><p>　　2.1 課程設(shè)計(jì)任務(wù)</p><p>　　本課題硬件部分要求在ZY15MCU12BC2實(shí)驗(yàn)平

4、臺(tái)上，設(shè)計(jì)組成電子密碼鎖系統(tǒng)，畫(huà)出系統(tǒng)硬件電路圖，設(shè)計(jì)編寫(xiě)鍵盤(pán)控制、LED顯示、聲光報(bào)警、密碼輸入和存儲(chǔ)子程序供系統(tǒng)主程序調(diào)用。在調(diào)試程序時(shí)，要求整個(gè)系統(tǒng)工作正常、顯示正確、結(jié)果滿意，并希望同學(xué)能深入思考、精益求精，提出對(duì)課題的改進(jìn)意見(jiàn)。特別是密碼存儲(chǔ)器和顯示部分，密碼存儲(chǔ)是否考慮采用實(shí)驗(yàn)箱的I2C 存儲(chǔ)器AT24C1024，掌握該芯片的工作原理并完成讀、寫(xiě)程序的設(shè)計(jì)、編寫(xiě)和調(diào)試。</p><p>　　基于單片機(jī)

5、的電子密碼鎖系統(tǒng)原理框圖如下圖1-1所示： </p><p>　　圖1-1 基于單片機(jī)的電子密碼鎖系統(tǒng)原理框圖</p><p>　　電子密碼鎖運(yùn)用電子電路控制機(jī)械部分，使兩者緊密結(jié)合，從而避免了因?yàn)闄C(jī)械部分被破壞而導(dǎo)致開(kāi)鎖功能失常的問(wèn)題，而且密碼輸入錯(cuò)誤時(shí)還有報(bào)警聲，大大增加了密碼鎖的防盜功能。同時(shí)因?yàn)殡娮用艽a鎖不需要攜帶鑰匙，彌補(bǔ)了鑰匙極易丟失和仿造的缺陷，方便了鎖具的使用。電子鎖由于具

6、有設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)便、制造成本低廉、使用靈活性好、安全系數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)，受到了廣大用戶的青睞。</p><p>　　2.2 課程設(shè)計(jì)要求</p><p>　　2.2.1 基本設(shè)計(jì)要求</p><p>　　主要分為以下幾個(gè)部分：</p><p>　　(1)用戶密碼通過(guò)鍵盤(pán)輸入，密碼輸入正確后，輸出開(kāi)鎖信號(hào)控制開(kāi)鎖電路開(kāi)鎖并發(fā)出兩聲短“滴”聲提示音，密碼

7、正確指示燈綠燈亮，3秒延時(shí)后開(kāi)鎖信號(hào)與已開(kāi)鎖指示清零。</p><p>　　(2)密碼輸入錯(cuò)誤時(shí)，發(fā)出一聲長(zhǎng)“滴”聲錯(cuò)誤指示提示音，密碼錯(cuò)誤指示燈黃燈亮，3秒延時(shí)后密碼錯(cuò)誤信號(hào)與密碼錯(cuò)誤指示清零；連續(xù)三次輸入密碼錯(cuò)誤時(shí)，發(fā)出長(zhǎng)鳴聲報(bào)警，密碼錯(cuò)誤報(bào)警指示燈紅燈閃爍， 6秒延時(shí)后鎖定鍵盤(pán)，此后鍵盤(pán)將無(wú)法再次輸入密碼。</p><p>　　(3)用戶密碼可以通過(guò)鍵盤(pán)修改密碼。密碼修改成功時(shí)，密碼

8、修改成功指示燈綠燈亮，并發(fā)出一聲長(zhǎng)“滴”聲提示音，3秒延時(shí)后密碼修改成功信號(hào)指示清零。</p><p>　　(4)系統(tǒng)的工作狀態(tài)由顯示電路提示。</p><p>　　2.2.2 發(fā)揮設(shè)計(jì)要求</p><p>　　(1)顯示部分采用LCD顯示器代替數(shù)碼管LED，這樣使得顯示功能大大增強(qiáng)，不僅可以顯示數(shù)字、字符，還可以顯示漢字，使LCD顯示的系統(tǒng)當(dāng)前操作界面（密碼輸入、

9、修改密碼、開(kāi)鎖、鎖鍵盤(pán)等）； </p><p>　　(2) 數(shù)碼管LED部分顯示當(dāng)前鍵入的數(shù)字。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)方案</b></p><p><b>　　3.1 方案論證</b></p><p>　　用以AT89C52為可信的單片機(jī)控制方案。利用單片機(jī)靈活的編程設(shè)計(jì)和豐富的IO端口

10、及其控制的精確性，不但能實(shí)現(xiàn)基本的密碼鎖功能，還能添加聲光提示、LCD顯示的功能。其具體原理圖如圖3-1所示</p><p>　　圖1-2 單片機(jī)控制方案</p><p><b>　　3.2 設(shè)計(jì)原理</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)主要由單片機(jī)、矩陣鍵盤(pán)、液晶顯示屏、數(shù)碼管和蜂鳴器等部分組成。其中矩陣鍵盤(pán)用于輸入數(shù)字密碼，由用戶通過(guò)連接單片

11、機(jī)的矩陣鍵盤(pán)輸入密碼后，經(jīng)過(guò)單片機(jī)對(duì)用戶輸入密碼與自己保存的密碼進(jìn)行比對(duì)，從而判斷密碼是否輸入正確，然后控制引腳的高低電平傳到相應(yīng)的電路表示開(kāi)鎖還是報(bào)警。電子密碼鎖電路包含：密碼輸入、密碼修改、開(kāi)鎖示意電路、聲光報(bào)警電路、LED顯示當(dāng)前鍵入數(shù)字電路及LCD顯示電路。特別說(shuō)明的是：LED顯示當(dāng)前鍵入數(shù)字電路在電子密碼鎖的應(yīng)用中看似不合理，但在當(dāng)前設(shè)計(jì)環(huán)境下，由于鍵盤(pán)輸入不穩(wěn)定，這樣可以知曉鍵盤(pán)鍵入值，方便對(duì)電子密碼鎖測(cè)試的掌控。</

12、p><p>　　本系統(tǒng)共有兩部分構(gòu)成，即硬件部分和軟件部分。由于硬件部分是固定的即ZY15MCU12BC2實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，因此這次在課程設(shè)計(jì)中主要就是根據(jù)硬件部分寫(xiě)出對(duì)應(yīng)的軟件部分。</p><p>　　其設(shè)計(jì)原理方框圖如圖3-2所示：</p><p>　　圖3-2 設(shè)計(jì)原理方框圖</p><p>　　硬件系統(tǒng)說(shuō)明與電路原理圖</p>&

13、lt;p>　　4.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路</p><p>　　單片機(jī)最小系統(tǒng)由8051、74L373和2764組成，如圖4-1所示：</p><p>　　圖4-1 單片機(jī)最小系統(tǒng)圖</p><p>　　4.2鍵盤(pán)輸入電路及數(shù)碼管LED顯示當(dāng)前鍵入數(shù)字電路</p><p>　　采用的是矩陣式按鍵鍵盤(pán)，它有行線和列線組成，也稱行列式鍵盤(pán)，按

14、鍵位于行列的交叉點(diǎn)上，電子密碼鎖有鍵盤(pán)輸入，同時(shí)用六位LED燈實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示當(dāng)前輸入的數(shù)字。其與單片機(jī)引腳接法如圖3-2所示：</p><p>　　圖4-2鍵盤(pán)輸入電路及數(shù)碼管LED顯示當(dāng)前鍵入數(shù)字電路</p><p>　　4.3 聲光報(bào)警電路</p><p>　　聲光報(bào)警電路由蜂鳴器和3個(gè)LED燈組成，單片機(jī)引腳P1.1、P1.2、P1.4和P1.5分別控制綠燈、紅

15、燈、蜂鳴器和黃燈，如圖3-3所示：</p><p>　　圖4-3 蜂鳴器及LED燈電路</p><p>　　4.4 LCD顯示電路</p><p>　　LCD顯示電路由8255和液晶顯示屏12232組成，12232不僅可以顯示數(shù)字、字符，還可以顯示漢字，使得密碼鎖系統(tǒng)的操作界面更友好和人性化，其與單片機(jī)引腳接法如圖3-4所示：</p><p>

16、;　　圖4-4點(diǎn)陣式液晶顯示屏</p><p><b>　　軟件主要模塊流程圖</b></p><p>　　5.1 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)</p><p>　　MAIN: MOV SP,#60H </p><p><b>　　SETB EX1</b></p><p>　　MO

17、V 33H,#01H ;寫(xiě)入初始密碼</p><p>　　MOV 34H,#02H</p><p>　　MOV 35H,#03H</p><p>　　MOV 36H,#09H</p><p>　　MOV 37H,#05H</p><p>　　MOV 38H,#06H</p><p&g

18、t;　　CLR SEC ;密碼正確輸入標(biāo)志初始化</p><p>　　CLR SERR ;密碼錯(cuò)誤輸入標(biāo)志初始化</p><p>　　CLR SECC ;密碼修改成功標(biāo)志初始化</p><p>　　CLR SECLOCK ;鎖鍵盤(pán)標(biāo)志初始化</p><p>　

19、　LCALL LCDDI</p><p>　　MOV R5,#03H ;密碼錯(cuò)誤輸入次數(shù)</p><p>　　MOV R6,#06H ;密碼輸入位數(shù)</p><p>　　MOV DPTR,#5FFFH</p><p>　　MOV A,#0DCH</p><p>　　MOVX @DPTR,

20、A</p><p>　　LP: MOVX A,@DPTR</p><p>　　JB ACC.7,LP ;等待清屏結(jié)束</p><p>　　MOV A,#00H</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　MOV A,#34H ;時(shí)鐘編程</p>

21、<p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　CLR IT1 ;觸發(fā)方式設(shè)置</p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　SETB EA</b></p><p><b>　　NOP</b></p

22、><p>　　MOV R0,#39H ;顯示緩沖首址送R0</p><p>　　MOV R7,#06H</p><p>　　LLP: MOV @R0,#00H</p><p><b>　　INC R0</b></p><p>　　DJNZ R7,LLP</p>&l

23、t;p>　　QC10: LCALL DISY ;等待中斷</p><p>　　CJNE R6,#0H,N2 </p><p>　　JNB SEC,N2 ;判斷密碼正確輸入標(biāo)志是否為一</p><p>　　LCALL CHANGE ;SEC=1，轉(zhuǎn)入密碼修改程序 </p><p>

24、;<b>　　N2: </b></p><p><b>　　LJMP QC10</b></p><p>　　(由于源程序過(guò)長(zhǎng)，具體源程序見(jiàn)DZMMS--20092595.asm)</p><p>　　5.2系統(tǒng)主程序的流程圖</p><p>　　系統(tǒng)主程序的流程圖如圖5-1所示：</p&g

25、t;<p><b>　　課程設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p>　　短短的一個(gè)星期，從開(kāi)始選題到完成選題，雖然碰到的很多問(wèn)題讓我頭痛的問(wèn)題，但是通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)也是我受益匪淺，溫習(xí)了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，用理論聯(lián)系實(shí)際并結(jié)合單片機(jī)原理課程和解決實(shí)際問(wèn)題，鞏固、加深和擴(kuò)展了有關(guān)單片機(jī)設(shè)計(jì)方面的知識(shí)，尤其重要的是讓我明白無(wú)論做什么事情都不能自認(rèn)為簡(jiǎn)單或是困難,需要去實(shí)踐以后才會(huì)真正理解。

26、</p><p>　　比如一開(kāi)始接到這個(gè)選題時(shí)，看到所需要的 LCD12232顯示電路還有每個(gè)模塊的各種芯片等以前一點(diǎn)沒(méi)接觸過(guò)，就覺(jué)得根本不可能完成，在這么短的時(shí)間內(nèi)根本不可能完成。但是后來(lái)還是靜下心來(lái)，從最近本的做起，從能實(shí)現(xiàn)最基本的功能做起，一點(diǎn)一點(diǎn)完成，在自己的努力下，完成了此次課程設(shè)計(jì)，到最后看看自己寫(xiě)的源程序代碼，一股成就感油然而生。</p><p>　　這次的課程設(shè)計(jì)對(duì)我以后的

27、發(fā)展與學(xué)習(xí)來(lái)說(shuō)，都可以看作一筆不小的財(cái)富，不僅僅是知識(shí)上的收獲，精神上的豐收更加重要。他告訴我們困難雖然在那里，但只要努力，從最基本的做起，就能實(shí)現(xiàn)一步一步實(shí)現(xiàn)宏偉的藍(lán)圖。</p><p>　　最后要謝謝所有在本次課程設(shè)計(jì)中幫助過(guò)我的老師和同學(xué)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1.王瓊主編.單片機(jī)原理及應(yīng)用（

28、第一版）.合肥：合肥工業(yè)大學(xué)出版社，2008</p><p>　　2.王瓊主編.單片機(jī)原理及應(yīng).實(shí)驗(yàn)教程（第一版）.合肥：合肥工業(yè)大學(xué)出版社，2005</p><p>　　3. 薛小鈴, 劉志群, 賈俊榮編著.單片機(jī)接口模塊應(yīng)用與開(kāi)發(fā)實(shí)例詳解.北京.北京航空航天大學(xué)出版社,2010.1</p><p>　　4. 徐瑋等編.C51單片機(jī)高效入門(mén).北京.機(jī)械工業(yè)出版社,