電子密碼鎖的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)分析

1、-. z.-. z.電子密碼鎖的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪M(jìn)一步掌握鍵盤掃描和LED顯示的程序設(shè)計(jì)。了解按鍵消抖的方法。綜合運(yùn)用微機(jī)原理的軟硬件知識(shí)。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求根本要求具有密碼輸入功能，密碼最多為位；設(shè)置退格鍵，以便刪除輸入錯(cuò)誤的密碼；在輸入的密碼時(shí)數(shù)碼管上只顯示8，并根據(jù)輸入位數(shù)依次橫移；設(shè)置確認(rèn)鍵，當(dāng)確認(rèn)鍵按下后，判斷輸入密碼是否正確；當(dāng)輸入密碼正確時(shí)，點(diǎn)亮發(fā)光二極管；當(dāng)輸入密碼不正確時(shí)，發(fā)光二極管不亮并且蜂鳴器報(bào)警，重新輸入，當(dāng)三次密碼輸入不正確時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)鎖定鍵盤10s。2提高要求將用戶分為管理者和使用者，管理者擁有超級(jí)密碼，可以修改其他人的密碼。使用者不能修改密碼。三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求

2、設(shè)計(jì)目的和內(nèi)容總體設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)：原理圖接線圖及簡要說明軟件設(shè)計(jì)框圖及程序清單設(shè)計(jì)結(jié)果和體會(huì)包括遇到的問題及解決的方法四、總體設(shè)計(jì)電子密碼鎖的原理是：從鍵盤輸入一組密碼，CPU把該密碼和設(shè)置密碼比擬，對(duì)則將鎖翻開不同鎖的控制方式不一樣，比方加電控制電磁鐵抽回，從而翻開，錯(cuò)則要求重新輸入，并記錄錯(cuò)誤次數(shù)，如果三次錯(cuò)誤，則被強(qiáng)制鎖定并報(bào)警，除非超級(jí)密碼或者其他的-. z.-. z.手段翻開，比方延時(shí)一段時(shí)間。初步設(shè)計(jì)思路如下：輸入密碼用矩形鍵盤，包括數(shù)字鍵和功能鍵，功能鍵包括退格鍵和確認(rèn)鍵。LED數(shù)碼管顯示輸入密碼，但是只是輸出顯示符號(hào)8。采用動(dòng)態(tài)掃描輸出。用發(fā)光二極管模擬鎖的情況，鎖關(guān)時(shí)發(fā)光二極管

3、滅，翻開時(shí)發(fā)光二極管亮。輸入密碼錯(cuò)誤時(shí)報(bào)警，3次輸入錯(cuò)誤時(shí)鍵盤鎖定10s，鍵盤無法接收數(shù)據(jù)。軟件的設(shè)計(jì)主要包括矩形鍵盤鍵值的讀取、LED動(dòng)態(tài)掃描輸出程序、密碼判斷程序和報(bào)警程序。五、硬件設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)思路，硬件電路可通過實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上的一些功能模塊電路組成，由于實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上的各個(gè)功能模塊已經(jīng)設(shè)計(jì)好，用戶在使用時(shí)只要設(shè)計(jì)模塊間電路的連接，因此，硬件電路的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)相對(duì)簡單。完整系統(tǒng)的硬件連接如圖1所示。硬件電路由LED數(shù)碼管顯示模塊、按鍵模塊、發(fā)光二極管電路和蜂鳴器模塊組成。各個(gè)模塊的詳細(xì)說明：1LED數(shù)碼管模塊實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上提供一組六個(gè)LED數(shù)碼管。插孔CS1用于數(shù)碼管段選的輸出選通，插孔CS2用于數(shù)碼管

4、位選信號(hào)的輸出選通。本設(shè)計(jì)用6個(gè)數(shù)碼管來動(dòng)態(tài)顯示時(shí)分秒，動(dòng)態(tài)顯示的定時(shí)時(shí)間由8253定時(shí)/計(jì)數(shù)器來實(shí)現(xiàn)。8253主要是實(shí)現(xiàn)每位顯示時(shí)間1ms，由8253的計(jì)數(shù)器0來實(shí)現(xiàn)。Clk0接實(shí)驗(yàn)平臺(tái)分頻電路輸出Q6，f46875hz。GATE0接8255的PA0，由8255的PA0輸出來控制計(jì)數(shù)器的起停。OUT0 接8259的IRQ2，定時(shí)完成請(qǐng)求中斷，進(jìn)入中斷效勞程序。軟件在中斷效勞程序中LED數(shù)碼管顯示。-. z.-. z.8255PA0PB0PB1PC數(shù)碼管顯示模塊鍵盤電路8253OUT0GATE0Clk0地址 CS1譯碼 CS2電路 CS3CS4蜂鳴器發(fā)光二極管PC BUSQ6-. z.IRQ2

5、-. z.路8259圖1系統(tǒng)硬件電路圖-. z.2按鍵模塊按鍵模塊包括有數(shù)字鍵和功能鍵。數(shù)字鍵包括09鍵，用于密碼的輸入。功能鍵有退格鍵和確認(rèn)鍵。具體的功能定義如下表。鍵盤電路和8255的連接見圖2 所示。具體的功能定義如下表。-. z.按鍵鍵名功能說明19 鍵數(shù)字鍵輸入密碼A 鍵退格鍵取消剛剛輸入的密碼B 鍵確認(rèn)鍵密碼輸入完成-. z.-. z.圖2鍵盤電路和8255的連接圖3報(bào)警模塊和發(fā)光二極管模塊報(bào)警模塊由蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路和8255組成。選擇一只壓電式蜂鳴器，壓電式蜂鳴器工作時(shí)約需要100mA驅(qū)動(dòng)電流。蜂鳴器電路如圖4所示。當(dāng)8255的PB0口輸出為高電平時(shí)，蜂鳴器產(chǎn)生蜂鳴音，8255輸出

6、為低電平時(shí)，蜂鳴器不發(fā)聲。發(fā)光二極管也是用8255輸出來驅(qū)動(dòng)亮滅。-. z.圖3蜂鳴器電路六、軟件設(shè)計(jì)1軟件設(shè)計(jì)思路電子密碼鎖工作的主要過程是LED數(shù)碼管提示開場輸入密碼，通過鍵盤輸入密碼，同時(shí)LED顯示密碼輸入情況，按下確認(rèn)鍵后判斷密碼的正確性，作出開鎖或報(bào)警處理。當(dāng)輸入密碼連續(xù)輸入錯(cuò)誤3次時(shí)，鎖定鍵盤10s。程序?qū)⒎譃橹鞒绦蚝椭袛嘈谧映绦?。主程序?fù)責(zé)鍵盤鍵值讀取，密碼判斷和開鎖或報(bào)警處理。中斷效勞子程序主要是負(fù)責(zé)LED數(shù)碼管顯示。-. z.-. z.根據(jù)程序功能，程序主要分為以下幾局部：-. z.a)鍵盤鍵值讀取程序-. z.鍵盤鍵值讀取程序包括鍵盤掃描、消除抖動(dòng)、鍵譯碼等內(nèi)容。按鍵的識(shí)

7、別主要有兩種方法：行反轉(zhuǎn)法和行掃描法。因?yàn)殒I盤為機(jī)械開關(guān)，容易引入抖動(dòng)。為了消除抖動(dòng)干擾，在程序中要參加消除抖動(dòng)的局部。b)LED 數(shù)碼顯示程序LED數(shù)碼顯示器是一種應(yīng)用很普遍的顯示器。程序主要負(fù)責(zé)把要顯示的數(shù)字或字母對(duì)應(yīng)的顯示碼送到相應(yīng)的LED顯示管。有多位需要同時(shí)顯示時(shí)，可以采用動(dòng)態(tài)刷新的方法，就可以得到穩(wěn)定的輸出。在程序中用8253來定時(shí)1ms，定時(shí)時(shí)間到時(shí)請(qǐng)求中斷效勞，進(jìn)入中斷效勞程序輸出1位顯示數(shù)據(jù)。循環(huán)顯示6個(gè)數(shù)碼管，可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的數(shù)字顯示。中斷效勞程序只負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的輸出顯示，主程序根據(jù)所處的狀態(tài)修正顯示數(shù)據(jù)。-. z.c)密碼判斷程序-. z.密碼判斷程序放在主程序中，有按鍵時(shí)讀取，當(dāng)確定鍵按下時(shí)作出判斷。在程序中設(shè)置6 字節(jié)的空間存放設(shè)定的密碼和6字節(jié)存放鍵盤輸入的數(shù)據(jù)。根據(jù)讀取的鍵盤數(shù)據(jù)和預(yù)先設(shè)定的密碼逐位比擬就可以判斷輸入密碼的正確性。-. z.d)開鎖和報(bào)警程序-. z.通過8255相應(yīng)位的輸出數(shù)據(jù)然后延時(shí)一段時(shí)間就可以控制發(fā)光二極管的亮滅和蜂鳴器的鳴叫。2程序流程圖-. z.1)主程序流程圖見圖4所示。-. z.-. z.系統(tǒng)初始化碼鍵盤掃描密碼判斷開鎖延時(shí)10s存儲(chǔ)鍵值字鍵輸入NNNYYY刷新LED輸出數(shù)據(jù)去除上次數(shù)報(bào)警錯(cuò)誤3次開場-. z.提示輸入密-. z.有鍵按下