單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告數(shù)字密碼鎖設(shè)計(jì)

1、湖南大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院本科生課程設(shè)計(jì)題目： 數(shù)字密碼鎖課程：單片機(jī)原理專業(yè)：測控技術(shù)與儀器班級(jí)：09級(jí)02班學(xué)號(hào)：12345678姓名：xxxxxxx指導(dǎo)老師： xxxxxxx設(shè)計(jì)時(shí)間： 2012年6月目錄1、前言2、實(shí)驗(yàn)任務(wù)及方案3、硬件原理圖4、程序流程圖及程序5、使用說明書6、心得體會(huì)7、教師評(píng)語一、前言隨著社會(huì)物質(zhì)財(cái)富的日益增長和人們生活水平的提高，安全成為現(xiàn)代居民最關(guān)心的問題之一。而鎖自古以來就是把守門的鐵將軍，人們對(duì)它要求甚高，即要求可靠地防盜，又要使用方便。傳統(tǒng)的門鎖既要備有大量的鑰匙，又要擔(dān)心鑰匙丟失后的麻煩。隨著單片機(jī)的問世，出現(xiàn)了數(shù)字密碼鎖，其保密性高，使用靈活性好，安

2、全系數(shù)高，故受到廣大用戶的青睞。數(shù)字密碼鎖通常使用arm和單片機(jī)控制，單片機(jī)相對(duì)arm實(shí)現(xiàn)較為簡單，功能較為完善，因此使用單片機(jī)控制較多。用單片機(jī)控制的密碼鎖常使用匯編語言編寫程序，數(shù)碼管做顯示器 。但本設(shè)計(jì)使用移植性及可讀性強(qiáng)的c語言編寫；同時(shí)采用顯示清楚、功率消耗小而且壽命長的1602a液晶顯示器。從經(jīng)濟(jì)實(shí)用的角度出發(fā)，采用aduc848單片機(jī)設(shè)計(jì)出一種具有密碼設(shè)置、報(bào)警等功能的數(shù)字密碼鎖，并通過proteus軟件成功地進(jìn)行了仿真。二、實(shí)驗(yàn)任務(wù)及方案 1、方案比較方案一：以aduc848單片機(jī)為數(shù)字密碼鎖系統(tǒng)核心，使用4*4矩陣鍵盤作為數(shù)據(jù)輸入方式，驅(qū)動(dòng)1602a顯示器提示程序運(yùn)行過程和開

3、鎖的步驟，利用at24c02芯片實(shí)現(xiàn)掉電存儲(chǔ)。方案二：以74ls112雙jk觸發(fā)器構(gòu)成的數(shù)字邏輯電路控制方案。2、方案選擇由于利用單片機(jī)靈活的編程設(shè)計(jì)和強(qiáng)大的i/o端口，及其控制的準(zhǔn)確性，不但能實(shí)現(xiàn)基本的密碼鎖功能，還可以增添掉電存儲(chǔ)、聲光提示等功能，故選用方案一。三、硬件原理圖1、aduc848引腳圖pin14：（p1.0p1.3）作為矩陣式鍵盤或獨(dú)立按鍵的輸入，p1口只能用于輸入，默認(rèn)用于模擬輸入，作為數(shù)字輸入使用時(shí)應(yīng)先往p1口相應(yīng)引腳寫0，這里可以用p0&=0xf0。若p2、p3、p0口要作為輸入，則應(yīng)往相應(yīng)引腳寫1。pin5、6：avdd、agnd，模擬電源輸入。pin7、8：外部參考

4、電壓接入，pin7接agnd。片內(nèi)dac有2.5v內(nèi)部參考，adc有1.25v內(nèi)部參考。pin9、10：（p1.4、p1.5）兩路ad輸入，可做差分輸入，需要設(shè)置adc的寄存器。pin11、12：（p1.6、p1.7）各200ua激勵(lì)電流源，可配合rtd等做應(yīng)用。pin13：兩路ad輸入做普通輸入時(shí)的電壓參考端，ad輸入電壓不能低于此引腳電壓。pin14：片內(nèi)dac輸出。pin15：復(fù)位引腳。pin16、17：單片機(jī)rs232接口的rxd（p3.0） txd（p3.1）。pin18：（p3.2） 外部中斷0，用于紅外接收和ps/2接口。pin19：（p3.3）lcd1602，lcd12864a

5、的en引腳，控制第一位數(shù)碼管。pin20、21：dvdd、dgnd數(shù)字電源輸入。pin22：（p3.4）ps/2接口的data信號(hào)。pin23：（p3.5）lcd1602和lcd12864a的rw。pin24：（p3.6）lcd1602和lcd12864a的rs。pin25：lcd12864a的cs1。pin26：iic接口時(shí)鐘信號(hào)。pin27：iic接口data信號(hào)。pin28：（p2.0）spi接口時(shí)鐘信號(hào)。pin29：（p2.1）spi接口mosi信號(hào)、控制第6位數(shù)碼管的位碼。pin30：（p2.2）spi接口miso信號(hào)、控制第7位數(shù)碼管的位碼。pin31：（p2.3）spi接口ss信

6、號(hào)、控制第8位數(shù)碼管的位碼；p2.03也作為4x4矩陣式鍵盤的掃描輸出信號(hào)、步進(jìn)電機(jī)的控制信號(hào)、數(shù)碼管第數(shù)碼管第6、7、8位位碼。但是spi、4x4矩陣式鍵盤、步進(jìn)電機(jī)、數(shù)碼管第6、7、8位功能不能同時(shí)實(shí)現(xiàn)。pin32、pin33：接外部32.768khz晶振。pin34、pin35：dvdd、dgnd。pin36：（p2.4）lcd12864a的cs2。pin37：（p2.5）內(nèi)部pwm模塊輸出，控制紅外led。pin38：（p2.6）內(nèi)部pwm模塊輸出，控制蜂鳴器。pin39：（p2.7）內(nèi)部pwm模塊的外部時(shí)鐘輸入（也可以用內(nèi)部時(shí)鐘）。pin40：ea，低電平有效，正常使用時(shí)拉低。pin

7、41：psen，在此引腳電平為低時(shí)按復(fù)位鍵進(jìn)入debug模式，可以下載和調(diào)試程序。pin42：ale。pin47、pin48：dgnd、dvdd。pin43、44、45、46、49、50、51、52：p0口、lcd1602和lcd12864的數(shù)據(jù)總線，數(shù)碼管的段碼。2、電源模塊原理圖如圖1.2所示。本學(xué)習(xí)板共有如下3種供電方式： （1）5v電源適配器供電（開關(guān)往上撥、插針1下面兩腳接跳線帽）。將開關(guān)sw4第2、3腳接通（開關(guān)往上撥），電源網(wǎng)絡(luò)dvdd連接到插針1第2腳的輸出，將插針1的第1、2腳（插針1下面兩腳）接跳線帽，dvdd直接連接到電源適配器輸入端，即為5v電源適配器供電模式。（2）7

8、12v電源適配器供電（開關(guān)往上撥、插針1上面兩腳接跳線帽） 將開關(guān)sw4第2、3腳接通（開關(guān)往上撥），電源網(wǎng)絡(luò)dvdd連接到插針1第2腳的輸出，將插針1的第2、3腳（插針1上面兩腳）接跳線帽，dvdd連接到穩(wěn)壓芯片7805的輸出，而7805的輸入端連接到電源適配器輸入端，即為712v的電源適配器經(jīng)7805給學(xué)習(xí)板供電的模式。（3）usb供電（開關(guān)往下?lián)埽?。將開關(guān)sw4第1、2腳接通（開關(guān)往下?lián)埽娫淳W(wǎng)絡(luò)dvdd連接到usb電源輸入端。對(duì)dvdd網(wǎng)絡(luò)和avdd網(wǎng)絡(luò)設(shè)了測試點(diǎn)，方便調(diào)試。3、rs232串口連接原理圖如圖1.5所示。圖1.5 rs232串口模塊該模塊中采用maxin公司的max23

9、2作電平轉(zhuǎn)換，為方便調(diào)試硬件，對(duì)rxd，txd信號(hào)設(shè)測試點(diǎn)和led。4、lcd顯示信號(hào)連接圖如圖1.7所示。圖1.7 lcd信號(hào)連接關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)名和引腳名解釋： （1）disctrl04：顯示控制信號(hào)。（2）d0d7、db0db7：數(shù)據(jù)總線。（3）e：lcd使能信號(hào)。（4）rs：數(shù)據(jù)、指令選擇信號(hào)。（5）rw：讀、寫選擇信號(hào)。（6）cs1、cs2：lcd12864由兩部分組成，cs1和cs2為選擇信號(hào)。板上接口4的上排位lcd12864的接口，下排位lcd1602的接口，排針和排母左對(duì)齊插入。5、按鍵輸入模塊該模塊原理如圖1.12所示。圖1.12 按鍵模塊由于p1口（用于行掃描）內(nèi)部無上拉電阻，為

10、使無鍵按下時(shí)行信號(hào)為高電平，故將行信號(hào)接上拉電阻，電阻大小10k即可。引腳復(fù)用：p2.0p2.3為4x4矩陣式鍵盤列掃描信號(hào)，又復(fù)用作步進(jìn)電機(jī)控制信號(hào)，spi信號(hào)、p2.1p2.3還復(fù)用為數(shù)碼管第5、6、7位位碼控制信號(hào)。參與復(fù)用的一項(xiàng)功能使用時(shí)，其他參與復(fù)用的功能則不能使用。插針配置： （1）插針10上面兩腳接跳線帽，4x4矩陣式鍵盤輸入，行掃描信號(hào)為p1.0p1.3，列掃描信號(hào)為p2.02.3。（2）插針10下面兩腳接跳線帽，獨(dú)立按鍵輸入，該模式有4個(gè)獨(dú)立按鍵可用，按鍵掃描所用端口為p1.0p1.3。這4個(gè)按鍵為4x4矩陣鍵盤的左邊4個(gè)按鍵。四、程序流程圖及程序1、流程圖開始系統(tǒng)初始化調(diào)用

11、eeprom密碼顯示主界面輸入密碼判斷密碼鎖鍵盤led燈閃爍報(bào)警開鎖返回主界面2、程序模塊（1）、主程序void main(void) uchar temp; init(); while(1) if(lockflag) temp=keyscan(); if(temp!=no_key) aa=0; else temp=keyscan(); if(temp!=no_key) if(temp=12) reset(); startflag=1; if(startflag) enter_code(temp);if(temp=13) if(j!=6) fail_an(); else confirm();

12、if(conflag) succeed_an(); else fail_an(); if(temp=10)dipaly_your(); temp=keyscan(); if(temp=11) confirm(); if(conflag) display_new(); enter_code(temp); resavekey(); else fail_an(); if(temp=14) delete(); if(temp=15)timeshow(); （2）、鍵盤掃描模塊#includevoid keydelay(unsigned int keyjstime);void keydelayforti

13、me(unsigned int keyjstime);unsigned char keyscan();unsigned char keyscan()static unsigned char keyhavefree=1 ;static unsigned int keyjs=0;unsigned char temp,keytemp=0xff;p1&=0xf0; p2&=0xf0; temp=p1&0x0f; if(keyhavefree) if(temp!=0x0f) keydelay(15000);if(temp=(p1&0x0f) p2|=0x0e; /p2.00 switch(p1&0x0f

14、) case 0x0e:keytemp=3;break; case 0x0d:keytemp=7;break; case 0x0b:keytemp=11;break; case 0x07:keytemp=15;break; case 0x0f:break; default:keytemp= 0x80;break; p2&=0xf0; p2|=0x0d; switch(p1&0x0f) case 0x0e:keytemp= 2;break; case 0x0d:keytemp= 6;break; case 0x0b:keytemp= 10;break; case 0x07:keytemp= 14

15、;break; case 0x0f:break; default:keytemp= 0x81;break; p2&=0xf0; p2|=0x0b; switch(p1&0x0f) case 0x0e:keytemp= 1;break; case 0x0d:keytemp= 5;break; case 0x0b:keytemp= 9;break; case 0x07:keytemp= 13;break; case 0x0f:break; default:keytemp= 0x82;break; p2&=0xf0; p2|=0x07; switch(p1&0x0f) case 0x0e:keyte

16、mp= 0;break; case 0x0d:keytemp= 4;break; case 0x0b:keytemp= 8;break; case 0x07:keytemp= 12;break; case 0x0f:break; default:keytemp= 0x83;break; keyhavefree=0; /lcdprintnumber(6,11,5,keytemp); else keyjs+; if(keyjs70) keyhavefree=1; keyjs=66; if(temp=0x0f)keyhavefree=1;keyjs=0; keytemp=0xf0; return k

17、eytemp;（3）、時(shí)間模塊#include#include#define lcd_set 0x38 / 0011 1000 #define lcd_clear 0x01 / 0000 0001 #define lcd_display1 0x0f / 0000 1111 #define lcd_display2 0x0c / 0000 1100 #define lcd_mode 0x06 / 0000 0110 #define lcd_1_left 0x80 #define lcd_2_left (0x80+0x40) sbit rs = p36; sbit rw = p35; sbit e

18、 = p33; unsigned char second =50,minite=59,hour=23 ;void delay1()unsigned char i;for(i = 0;i 30;i+); void check_busy()p0 = 0xff; delay1();rs = 0;rw = 1;e = 1;delay1();while(p0&0x80);e = 0;rw = 0;p0 = 0x00;void delay_ms(unsigned int ms) unsigned int i,j; for(i=0;ims;i+) for(j=0;j1000;j+); void write_

19、command(unsigned char command) check_busy(); rs = 0 ; rw = 0 ; p0 = command ; e = 1 ; delay_ms(3); e = 0 ; void write_data(unsigned char data) check_busy(); rs = 1 ; rw = 0 ; p0 = data ; e = 1 ; delay_ms(3); e = 0 ; void lcd1602_init() e = 0;rw = 0;rs = 0; write_command(lcd_set); / write_command(lcd

20、_clear); write_command(lcd_display2); write_command(lcd_mode); / void lcd1602printfc(unsigned char line,unsigned char address,unsigned char data) if(line) write_command(0xc0+address); write_data(data); else write_command(0x80+address); write_data(data); void lcd1602_display(unsigned char *table1 ) u

21、nsigned char i; write_command( lcd_1_left ); delay_ms(1); for(i=0;i12;i+) write_data(table1i); delay_ms(20); void time_view() if(second = 60)second=0;minite +; if(minite = 60)minite=0;hour+; if(hour = 24)hour=0; lcd1602printfc(1,8,hour/10+0); lcd1602printfc(1,9,hour%10+0); lcd1602printfc(1,10,:); lc

22、d1602printfc(1,11,minite/10+0); lcd1602printfc(1,12,minite%10+0); lcd1602printfc(1,13,:); lcd1602printfc(1,14,second/10+0); lcd1602printfc(1,15,second%10+0); void time0init() tmod = 0x01; th0 = 0x3c; tl0 = 0xb0; et0 = 1; tr0 = 1; ea = 1; void timeshow()lcd1602_init(); time0init(); while(1) time_view

23、(); void time0(void)interrupt 1 static unsigned char time = 0; th0 = 0x3c; tl0 = 0xb0; time +; if(time = 40) time = 0;second +; 五、使用說明書012345678輸入9*#確認(rèn)刪除時(shí)間鍵盤布局如上圖所示，圖中“#”和“*”鍵位作為擴(kuò)展鍵位，將來可做他用。六、心得體會(huì)從基本方案的制定，到硬件電路的選擇，最后進(jìn)行程序調(diào)試在此期間我們遇到很多困難，但經(jīng)過兩個(gè)人的不懈努力，終于擊破了各個(gè)難點(diǎn)，達(dá)到的所需要的效果。在這次設(shè)計(jì)中，我們深刻認(rèn)識(shí)到自身的不足缺少實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)。與此同時(shí)，也因

24、為這次設(shè)計(jì)，我們得到一定的鍛煉，體會(huì)到理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要意義。由于本次設(shè)計(jì)時(shí)間有限，一些設(shè)想沒有完全實(shí)現(xiàn)，比如說：數(shù)字密碼鎖的網(wǎng)絡(luò)通信擴(kuò)展，人機(jī)界面智能化等。期待以后有機(jī)會(huì)對(duì)以上設(shè)想進(jìn)行進(jìn)一步研究踐。附錄：源程序#include#define uint unsigned int#define uchar unsigned char#define no_key 20 #define lcddata p0 sbit lcden= p33;sbit lcdrs= p36;sbit lcdrw= p35;sbit light= p07;uchar j ; uchar aa; uchar code

25、table= hello! ;uchar code table1= ok! ;uchar code table2= enter please: ;uchar code table4= your password: ;uchar code table5= new password: ;uchar code table6= wrong! ;uchar code key_table16 = 0,1,2,3, 4,5,6,7, 8,9,10,11, 12,13,14,15 ;uchar password=0,0,0,0,0,0; uchar save6; uchar conflag ; uchar l

26、ockflag; uchar startflag; void delay(uint z); void wright_com(uchar com); void wright_data(uchar date) ; void init(); void delete(); uchar keyscan() ; void enter_code(uchar t); void confirm(); void succeed_an(); void fail_an(); void lockkey(); void reset(); void display_enter(); void display_your();

27、void display_new();void display_ok();void main(void) uchar temp; init(); while(1) if(lockflag) temp=keyscan(); if(temp!=no_key) aa=0; else temp=keyscan(); if(temp!=no_key) if(temp=12) reset(); startflag=1; if(startflag) enter_code(temp);if(temp=13) if(j!=6) fail_an(); else confirm(); if(conflag) suc

28、ceed_an(); else fail_an(); if(temp=10)dipaly_your(); temp=keyscan(); if(temp=11) confirm(); if(conflag) display_new(); enter_code(temp); resavekey(); else fail_an(); if(temp=14) delete(); if(temp=15)timeshow(); void display_your()uchar num;wright_com(0x80);for(num=0;num16;num+)wright_data(table4num);void display_new()uchar num;wright_com(0x80);for(num=0;num16;num+)wright_data(table5num);void display_enter() uchar num;