單片機(jī)課程設(shè)計(jì)說明書內(nèi)容及格式要求

1、1緒論隨著人們生活水平的提高, 如何實(shí)現(xiàn)防盜這一問題也變的尤其突出, 傳統(tǒng)的機(jī) 械鎖由于其構(gòu)造的簡單,被撬的事件屢見不鮮。電子所由于其保密性高,使用靈活 性好,安全系數(shù)高,受到了廣大人民的喜愛。鎖是置于可啟閉的器物上,用以關(guān)注 某個確定的空間范圍或某種器具的, 必須以鑰匙或暗碼打開的扣件。 鎖具發(fā)展到現(xiàn) 在已有若千年的歷史了,人們對他的結(jié)構(gòu),機(jī)理也研究的很透徹,因此,不用鑰匙 打開的方式也層出不窮?，F(xiàn)代人類文明社會里,由于各種矛盾沖突十分激烈,人們 的思想道德觀念,價值觀,文化修養(yǎng)水平等差異,群眾中良莠不齊,善良的人們能 夠自覺規(guī)范自己的行為, “非禮不為” ,雖無鑰匙亦不會亂闖。然而,那些毫

2、無道德 觀念的盜賊卻想法設(shè)法利用高科技設(shè)備撬開門鎖, 使廣大居民防不勝防。 所以更為 現(xiàn)在的鎖具需要需要革命。1.1電子密碼鎖的背景及 工作原理隨著社會科技的進(jìn)步, 鎖已經(jīng)發(fā)展到了密碼鎖。 電子鎖, 激光鎖, 聲控鎖等等。 在傳統(tǒng)鑰匙的基礎(chǔ)上,加了一組或多組密碼,不同聲音,不同磁場,不同光束,光 波,不同圖像(指紋,臉部等來控制鎖的開啟。從而大大提高了鎖的安全性,使 不法之徒無從下手, 人們也就能對自身財(cái)產(chǎn)安全有了更多的保障。 當(dāng)今安全信息系 統(tǒng)越來越廣泛,特別是保護(hù)機(jī)密,維護(hù)隱私和財(cái)產(chǎn)保護(hù)方面起到重要作用,而基于 電子密碼鎖的安全系統(tǒng)是其中的組成部分,因此研究它具有 重大的現(xiàn)實(shí)意義。 電子密

3、碼鎖是以 51系列單片機(jī) (AT89C51為核心, 配以相應(yīng)硬件電路, 完成密 碼的識別和顯示、 驅(qū)動電磁執(zhí)行器并檢測其驅(qū)動電流值。 單片機(jī)接收鍵入的代碼, 并與存貯在 EEPROM 中的密碼進(jìn)行比較, 如果密碼正確, 則驅(qū)動電磁執(zhí)行器開鎖; 如果密碼不正確, 則允許操作人員重新輸入密碼, 單片機(jī)將每次開鎖操作和此時電 磁執(zhí)行器的驅(qū)動電流值作為狀態(tài)信息發(fā)送給智能監(jiān)控器, 同時將接收來自傳感器接 口的報警信息也發(fā)送給智能監(jiān)控器,作為智能化分析的依據(jù)。2設(shè)計(jì)要求用 4*4的矩陣鍵盤組成 0至 9及確認(rèn)鍵和清除鍵;提示信息的顯示電路用 8位數(shù)碼管組成顯示,初始化時顯示器顯示“EF” ,當(dāng)輸入密碼時,

4、只顯示“-” ,當(dāng) 密碼位數(shù)輸入完畢按下確認(rèn)鍵時, 對輸入的密碼與設(shè)定的密碼進(jìn)行比較, 若密碼輸 入正確,則鎖開,即 LED 發(fā)光二極管發(fā)光;若密碼輸入不正確, 則蜂鳴器一直發(fā) 出“嘀” 、 “嘀”的報警聲,直到復(fù)位。在輸入密碼的后按“ENTER”鍵,進(jìn)行密碼比較然后給出相應(yīng)信息。若輸 入密碼錯誤,可以利用“CLR”鍵刪除剛才輸入的錯誤的數(shù)字。3硬件設(shè)計(jì)3.1元件清單原件名稱 所屬類 所屬子類 AT89C51Microprocessor ICs 8051familyCAP Capacitors GenericCAP-ELEC Capacitors GenericCRYSTAL Miscella

5、meous -RES Resistors Generic7SEG-MPX8-CC-BLUE Optoelectronics 6-Segmeng Displays74LS245TTL 74LS series TransceiversBUTTON Switches &RelaysSwitchesSOUNDER Speakers&Sounder-LED-YELLOW Optoelectronics LEDs元件全部添加完后,在 Proteus ISIS 的編輯區(qū)域中按下圖所示的原理圖連接硬 件電路。原理圖電路元件說明及原理圖LED 顯示塊是由發(fā)光顯示二極管顯示字段的顯示器件。它實(shí)際上

6、是由 8個發(fā)光 二極管,其中 7個發(fā)光二極管構(gòu)成七筆字形“8” ,另一個發(fā)光二極管構(gòu)成小數(shù)點(diǎn)。 七段顯示塊與單片機(jī)接口非常容易。 只要將一個 8位并行輸出與顯示塊的發(fā)光二極 管引腳相連即可。 8位并行輸出口輸出不同的字節(jié)數(shù)據(jù)即可獲得不同的數(shù)字或字符, 通常將控制發(fā)光二極管的 8位字節(jié)數(shù)據(jù)稱為段選碼。LED 數(shù)碼顯示器內(nèi)部有兩種不同的形式:共陽極顯示和共陰極顯示,此設(shè)計(jì)采 用共陰極顯示。LED 數(shù)碼顯示字形(段碼表如下 :顯示字形 字形碼(共陽極 字形碼(共陰極0C0H 3FH1F9H 06H2A4H 5BH3B0H 4FH499H 66H592H 6DH682H 7DH7F8H 07H880H

7、 7FH990H 6FHA 88H 77HB 83H 7CHC C6H 39HD A1H 5EHE 86H 79HF 8EH 71H復(fù)位電路有上電自動復(fù)位和手動復(fù)位,此設(shè)計(jì)用的是上電復(fù)位,電路圖如上。 pin9:RESET/VPD復(fù)位信號復(fù)位腳,當(dāng) 8951通電,時鐘電路開始工作,在 RESET 引腳上出現(xiàn) 24個時鐘周期以上的高電平,系統(tǒng)及初始復(fù)位。89C51芯片內(nèi)部有一個高增益反相放大器,用于構(gòu)成振蕩器。反相放大器的輸 入端為 XTAL1, 輸出端為 XTAL, 兩端跨接石英晶體及兩個電容就可以構(gòu)成穩(wěn)定的自 激振蕩器。電容器 C1和 C2通常取 30PF,可穩(wěn)定頻率并對振蕩頻率有微調(diào)作用。

8、此振蕩脈沖頻率 為 12MHZ。 單片機(jī)時鐘電路振蕩脈沖可以由內(nèi)部方式和外部方式產(chǎn)生, XTAL1(19引 腳XTAL2(18引腳即為單片機(jī)的兩個時鐘引腳。74LS45芯片常來驅(qū)動 LED 或者其它設(shè)備,它是 8路同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器, 可雙向傳輸數(shù)據(jù)。 當(dāng)單片機(jī)的 PO 口總線負(fù)載達(dá)到或者超過 PO 最大負(fù)載能力是, 必 須接入 74LS245等總線驅(qū)動器。Pin20:接地腳。pin40:正電源腳,工作時,接+5v電源。pin19:時鐘 XTAL1引腳,片內(nèi)振蕩電路的輸入端。pin18:時鐘 XTAL2腳,片內(nèi)振 蕩電路的輸出端。 4程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器的單元分配4.1程序存儲器和數(shù)據(jù)存

9、儲器的單元分配存儲器是單片機(jī)的一個重要組成部分, 每個存儲單元對應(yīng)一個地址, 每個個單 元共有 1個地址,用兩位 16進(jìn)制數(shù)表示,即存儲器的地址(00HFFH。存儲器 中每個存儲單元可存放一個八位二進(jìn)制信息,通常用兩位 16進(jìn)制數(shù)來表示,這就 是存儲器的內(nèi)容。在單片機(jī)處理問題之前必須事先將編好的程序、表格、常數(shù)匯編成機(jī)器代碼后 存入單片機(jī)的存儲器中, 該存儲器稱為程序存儲器。 程序存儲器可以放在片內(nèi)或片 外,亦可片內(nèi)片外同時設(shè)置。由于 PC 程序計(jì)數(shù)器為 16位,使得程序存儲器可用 16位二進(jìn)制地址,因此,內(nèi)外存儲器的地址最大可從 0000H 到 FFFFH。單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲器由讀寫存儲器 R

10、AM 組成。其最大容量可擴(kuò)展到 64k,用于 存儲實(shí)時輸入的數(shù)據(jù)。8051內(nèi)部有 256個單元的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器,其中 00H7FH為內(nèi)部隨機(jī)存儲器 RAM,80HFFH為專用寄存器區(qū)。特殊功能寄存器(SFR的地址范圍為 80HFFH。在 MCS-51中,除程序計(jì)數(shù) 器 PC 和四個工作寄存器區(qū)外,其余 21個特殊功能寄存器都在這 SFR 塊中。MCS-51共有 P0P3四個這樣的并行口,可提供 32根 I/O線,每根線都是雙向的,并 且大都有第二功能。其余用于芯片控制的寄存器中,累加器 A、標(biāo)志寄存器 PSW、 數(shù)據(jù)指針 DPTR 等的功能。5程序設(shè)計(jì)8位數(shù)碼顯示,初始化時,顯示“EF” ,接

11、著輸入最大 6位數(shù)的密碼,當(dāng)密碼 輸入完畢后,按下“ENTER”鍵,與密碼初始值進(jìn)行比較,若發(fā)光二極管發(fā)光,則 說明密碼正確;如果蜂鳴器發(fā)出報警聲,則說明密碼錯誤。在輸入密碼過程中,顯 示器只顯示“-” ,當(dāng)輸入密碼位數(shù)超過 6個數(shù)字時,蜂鳴器會發(fā)出報警聲。在輸入密碼過程中,若輸入錯誤,則可以通過清零鍵“CLR”刪除輸入錯誤的數(shù)字,接著 可以繼續(xù)輸入數(shù)字。5.1程序流程5.2源程序LED_BIT1EQU 30HLED_BIT2EQU 31HLED_BIT3EQU 32HLED_BIT4EQU 33HLED_BIT5EQU 34HLED_BIT6EQU 35HLED_BIT7EQU 36H 是

12、CLR 鍵? 是 ENTER 存鍵值已輸 6位 段碼,密碼左移等待輸入 計(jì)算鍵值首次按鍵? 段碼, 密碼右移 計(jì)數(shù)值減 1比較 報警 密碼正確開鎖計(jì)數(shù)值加 1初始化,設(shè)置初始密碼是 否是是LED_BIT8EQU 37HWORD_1EQU 38HWORD_2EQU 39HWORD_3EQU 3AHWORD_4EQU 3BHWORD_5EQU 3CHWORD_6EQU 3DHKEY_1EQU 3EHKEY_2EQU 3FHKEY_3EQU 40HKEY_4EQU 41HKEY_5EQU 42HKEY_6EQU 43HKEY_CNTEQU 46HLINE EQU 47HROW EQU 48HVAL

13、EQU 49HORG 0000HSJMP START START:MOV CNT_A,#00H MOV CNT_B,#00H MOV KEY_CNT,#00H MOV LINE,#00H MOV ROW,#00H MOV VAL,#00HCLR P1.0CLR P1.7MOV LED_BIT1,#00H MOV LED_BIT2,#00H MOV LED_BIT3,#00H MOV LED_BIT4,#00H MOV LED_BIT5,#00H MOV LED_BIT6,#00H MOV LED_BIT7,#79H MOV LED_BIT8,#73HMOV KEY_1,#00H MOV KEY

14、_2,#00H MOV KEY_3,#00H MOV KEY_4,#00H MOV KEY_5,#00H MOV KEY_6,#00HMOV WORD_1,#6 MOV WORD_2,#5 MOV WORD_3,#4 MOV WORD_4,#3 MOV WORD_5,#2 MOV WORD_6,#1A0:LCALL DISP LSCAN:MOV P3,#0F0HL1:JNB P3.0,L2 LCALL DLY_S JNB P3.0,L2 MOV LINE,#00H LJMP RSCAN L2:JNB P3.1,L3 LCALL DLY_S JNB P3.1,L3 MOV LINE,#01H L

15、JMP RSCAN L3:JNB P3.2,L4 LCALL DLY_S JNB P3.2,L4 MOV LINE,#02H LJMP RSCAN L4:JNB P3.3,A0 LCALL DLY_S JNB P3.3,A0 MOV LINE,#03HRSCAN:MOV P3,#0FH C1:JNB P3.4,C2 MOV ROW,#00H LJMP CALCU C2:JNB P3.5,C3 MOV ROW,#01H LJMP CALCU C3:JNB P3.6,C1 MOV ROW,#02HCALCU:MOV A,LINE MOV B,#03H MUL ABADD A,ROW MOV VAL

16、,A CJNE A,#0AH,J1 MOV R1,KEY_CNT CJNE R1,#00H,J2 LCALL ALARM_2 LJMP START J2:DEC KEY_CNT LCALL SHIFTR W00:LCALL DISPMOV A,P3CJNE A,#0FH,W01 LJMP A0 W01:MOV A,P3CJNE A,#0F0H,W02 LJMP A0 W02:SJMP W00J1:MOV A,VAL CJNE A,#0BH,J3 MOV R1,KEY_CNT CJNE R1,#06H,J4 MOV A,WORD_1 CJNE A,3EH,J5 MOV A,WORD_2 CJNE

17、 A,3FH,J5MOV A,WORD_3 CJNE A,40H,J5 MOV A,WORD_4 CJNE A,41H,J5 MOV A,WORD_5 CJNE A,42H,J5 MOV A,WORD_6 CJNE A,43H,J5 SETB P1.0 LCALL DLY_L LJMP FINI J5:LCALL ALARM_2 LJMP START J4:LCALL ALARM_2 LJMP START J3:INC KEY_CNT MOV A,KEY_CNT CJNE A,#07H,K1 LCALL ALARM_2 W10:LCALL DISP MOV A,P3 CJNE A,#0FH,W

18、11 LJMP START W11:MOV A,P3 CJNE A,#0FH,W12 LJMP START W12:SJMP W10LJMP START K1:LCALL SHIFTLW20:LCALL DISPMOV A,P3CJNE A,#0FH,W21LJMP A0W21:MOV A,P3CJNE A,#0F0H,W22 LJMP A0W22:SJMP W20LJMP A0ALARM_2:SETBP1.7LCALL DLY_LSHIFTL:MOV LED_BIT6,LED_BIT5 MOV LED_BIT5,LED_BIT4 MOV LED_BIT4,LED_BIT3 MOV LED_B

19、IT3,LED_BIT2 MOV LED_BIT2,LED_BIT1 MOV LED_BIT1,#40HMOV KEY_6,KEY_5 MOV KEY_5,KEY_4 MOV KEY_4,KEY_3 MOV KEY_3,KEY_2 MOV KEY_2,KEY_1 MOV KEY_1,VALRETSHIFTR:MOV LED_BIT1,LED_BIT2 MOV LED_BIT2,LED_BIT3MOV LED_BIT3,LED_BIT4 MOV LED_BIT4,LED_BIT5 MOV LED_BIT5,LED_BIT6 MOV LED_BIT6,#00H MOV KEY_1,KEY_2 MO

20、V KEY_2,KEY_3 MOV KEY_3,KEY_4 MOV KEY_4,KEY_5 MOV KEY_5,KEY_6 MOV KEY_6,#00HRETDISP:CLR P2.7MOV P0,LED_BIT8 LCALL DLY_SSETB P2.7CLR P2.6MOV P0,LED_BIT7 LCALL DLY_SSETB P2.6CLR P2.5MOV P0,LED_BIT6 LCALL DLY_SSETB P2.5CLR P2.4MOV P0,LED_BIT5 LCALL DLY_SSETB P2.4CLR P2.3MOV P0,LED_BIT4 LCALL DLY_S SETB P2.3CLR P2.2MOV P0,LED_BIT3 LCALL DLY_S SETB P2.2CLR P2.1MOV P0,LED_BIT2 LCALL DLY_S SETB P2.1