單片機(jī)課程設(shè)計(jì),密碼鎖,含程序

1、單片機(jī)原理及系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告摘 要隨著科技和人們的生活水平的提高，如何實(shí)現(xiàn)家庭防盜這一問(wèn)題也變的尤其的突出，傳統(tǒng)機(jī)械鎖由于構(gòu)造簡(jiǎn)單，被撬事件屢見不鮮；電子鎖由于其保密性高，使用靈活性好，安全系數(shù)高，受到了廣大用戶的青睞。 本設(shè)計(jì)以單片機(jī)AT89C51作為密碼鎖監(jiān)控裝置的檢測(cè)和控制核心，分為主機(jī)控制和從機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)（本設(shè)重點(diǎn)介紹主機(jī)設(shè)計(jì)），實(shí)現(xiàn)鑰匙信息在主機(jī)上的初步認(rèn)證注冊(cè)、密碼信息的加密、鑰匙丟失報(bào)廢等功能。根據(jù)51單片機(jī)之間的串行通信原理，這便于對(duì)密碼信息的隨機(jī)加密和保護(hù)。而且采用鍵盤輸入的電子密碼鎖具有較高的優(yōu)勢(shì)。采用數(shù)字信號(hào)編碼和二次調(diào)制方式，不僅可以實(shí)現(xiàn)多路信息的控制，提高信號(hào)傳輸?shù)目垢?/p>

2、擾性，減少錯(cuò)誤動(dòng)作，而且功率消耗低；反應(yīng)速度快、傳輸效率高、工作穩(wěn)定可靠等。軟件設(shè)計(jì)采用自上而下的模塊化設(shè)計(jì)思想，以使系統(tǒng)朝著分布式、小型化方向發(fā)展，增強(qiáng)系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和運(yùn)行的穩(wěn)定性。AbstractAlong with the exaltation of social science and the living level of people, how carry out the family to guard against theft, this problem also change particularly outstanding.Because of the simple con

3、struct of traditional machine lock,the affairs of theft is hackneyed.the electronics lock is safer because of its confidentiality, using the vivid good, the safe coefficient is high, being subjected to the large customer close. It can carry out the key information to register in the main on board in

4、itial attestation, the password information encrypt etc. Go to correspond by letter the principle according to the string between 51 machines, this is easy to encrypt and protect to the passwords information random. Adopt the numerical signal codes,not only can carry out many controls of the road in

5、formation, raise the anti- interference that signal deliver, reduce the mistake action,but also the power consume is low， Respond quickly,the efficiency deliver is high, work stable credibility etc. The software design adoption the design thought from top to bottom, to make the system toward wear di

6、stribute type,turn to the direction development of small, strengthen the system and can expand the stability and circulate.基于單片機(jī)密碼鎖的設(shè)計(jì)1.引言1.1設(shè)計(jì)目的計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生加快了人類改造世界的步伐，但是它畢竟體積大。微計(jì)算機(jī)（單片機(jī)）在這種情況下誕生了，它為我們改變了什么？縱觀我們現(xiàn)在生活的各個(gè)領(lǐng)域，從導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，到飛機(jī)上各種儀表的控制，從計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，到工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，以及我們生活中廣泛使用的各種智能IC 卡、電子寵物等，這些

7、都離不開單片機(jī)。 電子鎖可以在日常生活和現(xiàn)代辦公中，住宅與辦公室的安全防范、單位的文件檔案、財(cái)務(wù)報(bào)表以及一些個(gè)人資料的保存等多種場(chǎng)合使用。大大提高了主人物資的安全性，安全可以代替老式機(jī)械鎖。目前使用的密碼鎖種類繁多，各具特色。本文從經(jīng)濟(jì)實(shí)用的角度出發(fā)，采用AT89C51單機(jī)，研制了一款具有防盜自動(dòng)報(bào)警功能的電子密碼鎖。該密碼鎖設(shè)計(jì)方法合理，簡(jiǎn)單易行，成本低，符合住宅、辦公室用鎖要求，具有一定的推廣價(jià)值。1.2功能要求 通過(guò)進(jìn)行設(shè)計(jì)，擬所設(shè)計(jì)電子密碼鎖具有以下功能：（1）輸入密碼，用LDE燈閃爍指示有鍵值輸入，確認(rèn)后如與設(shè)定密碼一致，門鎖打開，不一致，則提示錯(cuò)誤，門鎖維持鎖合狀態(tài)。（2）輸入密碼

8、錯(cuò)誤3次后，鍵盤鎖定，蜂鳴器報(bào)警，指示燈持續(xù)閃爍。（3）輸入正確密碼后，點(diǎn)擊change鍵重設(shè)密碼，連續(xù)兩次輸入新密碼一致后，狀態(tài)燈全亮，更改密碼成功。1.3設(shè)計(jì)方法總體設(shè)計(jì)過(guò)程中以STC89C51單片機(jī)為核心控制整個(gè)設(shè)備實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能，用 4×4的矩陣鍵盤作為整個(gè)系統(tǒng)的輸入設(shè)備；另一方面，為了實(shí)現(xiàn)電子密碼鎖的功能，在單片機(jī)的輸出端分別加載了警模塊、密碼錯(cuò)誤指示模塊、密碼正確指示模塊等電路，從而整體實(shí)現(xiàn)了電子密碼鎖的各項(xiàng)功能。2.設(shè)計(jì)方案及原理 本設(shè)計(jì)通過(guò)51單片機(jī)為控制核心，接入矩陣鍵盤掃描電路，蜂鳴器報(bào)警電路，密碼鎖狀態(tài)指示燈，鍵盤輸入指示燈。系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。3.硬件電路設(shè)

9、計(jì)完整硬件連接圖詳見附錄1。3.1 AT89C51核心如圖2所示是電子密碼鎖的時(shí)鐘電路和復(fù)位電路。在復(fù)位電路中應(yīng)用了12MHZ的晶體振蕩器作為時(shí)鐘源，經(jīng)過(guò)分頻之后為單片機(jī)內(nèi)部系統(tǒng)所用。圖1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖圖2單片機(jī)時(shí)鐘及晶振電路3.2矩陣鍵盤掃描電路使用矩陣鍵盤，所以本設(shè)計(jì)就采用行列式鍵盤，同時(shí)也能減少鍵盤與單片機(jī)接口時(shí)所占用的I/O線的數(shù)目，在按鍵比較多的時(shí)候，通常采用這樣方法。其原理，首先辨別鍵盤中有無(wú)鍵按下，有單片機(jī)I/O口向鍵盤送全掃描字，然后讀入行線狀態(tài)來(lái)判斷。方法是：向行線輸出全掃描字01H，把全部列線依次置1位置為低電平，然后將列線的電平狀態(tài)讀入累加器A中。如果有按鍵按下，總會(huì)有一根

10、行線電平被拉至低電平從而使行線不全為1。電路如圖3所示。 圖3鍵盤掃描電路3.3指示及報(bào)警電路通過(guò)打開和和關(guān)閉來(lái)帶替門鎖，表明門鎖的開閉狀況，通過(guò)錯(cuò)誤和正確LED燈來(lái)說(shuō)明在確認(rèn)輸入密碼后，密碼是否正確，并通過(guò)閃爍指示燈來(lái)提示使用者鍵盤有鍵值輸入。最后若連續(xù)三次輸入密碼錯(cuò)誤，則啟動(dòng)蜂鳴器報(bào)警電路。電路原理圖如圖4所示。4.軟件電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)源程序詳見附錄2。4.1電子密碼鎖主程序流程圖通過(guò)輸入密碼，用LDE燈閃爍指示有鍵值輸入，確認(rèn)后如與設(shè)定密碼一致，門鎖打開，不一致，則提示錯(cuò)誤，門鎖維持鎖合狀態(tài)。如果輸入密碼錯(cuò)誤3次后，鍵盤鎖定，蜂鳴器報(bào)警，指示燈持續(xù)閃爍。若輸入正確密碼后，點(diǎn)擊change鍵重

11、設(shè)密碼，連續(xù)兩次輸入新密碼一致后，狀態(tài)燈全亮，更改密碼成功如圖5所示。 圖4指示及報(bào)警電路圖5主流程圖4.2鍵盤掃描流程圖首先辨別鍵盤中有無(wú)鍵按下，有單片機(jī)I/O口向鍵盤送全掃描字，然后讀入行線狀態(tài)來(lái)判斷。方法是：向行線輸出全掃描字01H，把全部列線依次置1位置為低電平，然后將列線的電平狀態(tài)讀入累加器A中。如果有按鍵按下，總會(huì)有一根行線電平被拉至低電平從而使行線不全為1。流程圖如圖6所示。圖6鍵盤掃描電路4.3密碼比較及報(bào)警流程圖密碼鎖按下on啟動(dòng)后，之后進(jìn)行相應(yīng)的指示控制及錯(cuò)誤報(bào)警。如果輸入的密碼連續(xù)錯(cuò)誤達(dá)3次，則鍵盤鎖定，蜂鳴器連續(xù)報(bào)警10秒左右并閃爍燈不斷閃爍流程圖如圖7所示。圖7密碼比

12、較及報(bào)警流程圖5.系統(tǒng)仿真及調(diào)試本次采用Keil4軟件進(jìn)行程序調(diào)試，并通過(guò)Proteus軟件進(jìn)行仿真。圖8為密碼正確，門鎖打開。6.體會(huì)與總結(jié)本次設(shè)計(jì)中，從選題到對(duì)于設(shè)計(jì)方案的選擇以及在設(shè)計(jì)過(guò)程中，在繆老師指導(dǎo)下對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了多次改進(jìn)，明白了再設(shè)計(jì)過(guò)程中方案是必須要考慮到實(shí)際生活中的因素和實(shí)用性了，所以最后選則去掉了LED顯示。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，時(shí)間雖然短暫，然而，在這短短的兩周中，卻得到了很多的收獲與歷練，課程設(shè)計(jì)與平時(shí)所學(xué)的理論知識(shí)最大的不同在于它并非是死的東西，當(dāng)你面對(duì)一個(gè)活生生的問(wèn)題的時(shí)候，你需要去考率的東西比對(duì)你面對(duì)理論知識(shí)時(shí)要多得多，你會(huì)去反問(wèn)自己What to do? How

13、to do? 你會(huì)從你自己的思考中發(fā)現(xiàn)對(duì)于處理這個(gè)知識(shí)你所欠缺的東西，進(jìn)而去催化你努力學(xué)習(xí)的所需要的知識(shí)！圖8仿真及調(diào)試在這次課程設(shè)計(jì)中，對(duì)于Keil4和Proteus軟件的學(xué)習(xí)，甚至于比上學(xué)期所進(jìn)行的課程學(xué)習(xí)學(xué)到的知識(shí)更多。無(wú)論是圖形的美化，更改，還是對(duì)于Proteus中進(jìn)行仿真系統(tǒng)的搭建都是對(duì)于這款軟件運(yùn)用不小的收獲。對(duì)于在Word中進(jìn)行公式編輯和整體版面的整理優(yōu)化，都是對(duì)自己運(yùn)用能力的考驗(yàn)，當(dāng)然也是一種提高。在結(jié)束非常感謝同組同學(xué)的幫助合作以及繆仲翠老師的細(xì)心指導(dǎo)。最后，我通過(guò)一首小詩(shī)結(jié)束這次課程設(shè)計(jì)：青崖屹，杯酒醉飛鴻，劍鳴隨雨泣，回望眼，蕭蕭闊野疊枯骨，淡然把成敗皆歷，苦樂(lè)悲歡自己，

14、平心道理，問(wèn)年少，看鵬飛處，往來(lái)天地三萬(wàn)里，豪情應(yīng)書凌云語(yǔ)，破陣當(dāng)用霸王擊！風(fēng)云起，且聽我狂歌一曲。參考文獻(xiàn)1 王思明，張?chǎng)危堒娔?，張金敏，楊喬禮.單片機(jī)原理及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) M.科學(xué)處版社.2012.2 蔡明文，馮先成.單片機(jī)課程設(shè)計(jì) M.華中科技大學(xué)出版社.2007.3 彭為，黃科，雷道仲.單片機(jī)典型系統(tǒng)設(shè)計(jì) M.電子工業(yè)出版社.2006.附錄1（密碼鎖硬件連接圖）附錄2（源程序）#include<reg51.h> #include<intrins.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar

15、 passward37=0xeb,0xeb,0xeb,0xeb,0xeb,0xeb,0xeb,0xeb,0xeb,0xeb,0xeb,0xeb,0xeb,0xeb,0xeb,0xeb,0xeb,0xeb,0xeb,0xeb,0xeb;/存放密碼用，共三組，包括初始密碼、確認(rèn)密碼及修改的密碼uint i,k=0;/定義全局變量，k存放輸入密碼錯(cuò)誤次數(shù)，i用來(lái)判斷按鍵，密碼是否正確uchar key; /存放按鍵sbit led=P32;/密碼錯(cuò)誤燈sbit fmq=P33;/蜂鳴器void delay(uint x)/延時(shí)x毫秒uint j;while(x-)for(j=0;j<120;j

16、+);uchar keyscan()/鍵盤掃描，返回值為按鍵代號(hào)uint sp,lu;uchar scode,kcode,l,u;while(1)for(u=1;u<i;u+)P1=0xf0;if(P1&0xf0)!=0xf0)/判斷是否有鍵輸入delay(10);if(P1&0xf0)!=0xf0)/再次判斷是否有鍵輸入scode=0xfe;for(l=1;l<5;l+)/判斷輸入鍵位置P1=scode;if(P1&0xf0)!=0xf0)kcode=P1;fmq=0;for(sp=0,lu=0;sp<24200;sp+)for(u=1;u<i

17、;u+,lu+)P2=figueu;if(lu>12100)break;if(sp>2420|lu>2420)fmq=1;if(lu>12100)break;fmq=1;return(kcode); break;else P1=0x0e;scode=_crol_(scode,1);void input(uint x)/輸入函數(shù)，用x控制輸入量為新密碼還是要驗(yàn)證的密碼uchar t;i=0;P2=figuei; /第一個(gè)數(shù)碼管亮i=1;while(1)/用i控制輸入的為密碼的第幾位，最后用i區(qū)分輸入的為密碼還是功能鍵t=keyscan();if(t=0xee)/輸入為de

18、lete鍵if(i>1)i-;P2=figuei-1;else if(t=0xed)/輸入為enter鍵P2=0x07;break;else if(t=0xde)/輸入為取消鍵i=1;P2=figuei-1;else if(t=0x7e)/輸入為lock鍵i=8;break;else if(t!=0xbe)/輸入的為有效數(shù)字if(i<7)/輸入密碼位數(shù)少于或等于六位passwardxi+=t;else/輸入密碼超過(guò)六位i=1;break;void judge(uint p,uint q)/密碼判斷函數(shù)，用于比較輸入密碼是否正確或前后兩次是否一致,比較結(jié)果用i顯示，若i為7則正確fo

19、r(i=1;i<7;i+)if(passwardpi!=passwardqi)break;void control()/按下的是開鎖鍵uint s;while(1)s=0;P3=0xfe;/初始時(shí)鎖被鎖上、顯示鎖子被鎖燈亮input(1);if(i=8)/輸入的為lock鍵break;if(i=7)/輸入的為6位密碼judge(0,1);if(i!=7)/輸入的密碼不足六位或密碼錯(cuò)誤k+;P3=0xfa;if(k>=3)/錯(cuò)誤次數(shù)超過(guò)三次則報(bào)警,報(bào)警時(shí)燈閃且蜂鳴器響十秒左右P3=0xf2;while(s<100)delay(100);s+;led=led;delay(1500);P3=0xfe; continue;else/密碼正確k=0;/初始化密碼輸錯(cuò)次數(shù)P3=0xed;/鎖開顯示燈亮,密碼正確燈亮delay(1500);P3=0xfd;i=0;key=keyscan(); /掃描按鍵delay(300);if(key=0xe7)/是否為修改密碼input(1);/確認(rèn)原始密碼if(i=8)/輸入的為lock鍵br