基于80C51的電子密碼鎖單片機(jī)課程設(shè)計(jì)

..單片機(jī)系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表設(shè)計(jì)課題：基于89C51的電子密碼鎖的設(shè)計(jì)學(xué)院名稱：電氣工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)：學(xué)生：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：設(shè)計(jì)地點(diǎn)：設(shè)計(jì)時(shí)間：指導(dǎo)教師意見：成績(jī):簽名：年月日..單片機(jī)系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)名稱：基于89C51的電子密碼鎖的設(shè)計(jì)專業(yè)班級(jí)：自動(dòng)F1203學(xué)生XX：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：課程設(shè)計(jì)地點(diǎn)：課程設(shè)計(jì)時(shí)間：..單片機(jī)系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生專業(yè)班級(jí)學(xué)號(hào)題目基于89C51的電子密碼鎖的設(shè)計(jì)課題性質(zhì)工程設(shè)計(jì)課題來源自擬指導(dǎo)教師主要容〔參數(shù)〕利用AT89C51以及外圍鍵盤以及液晶顯示局部來組成電子密碼鎖，實(shí)現(xiàn)的功能如下：實(shí)現(xiàn)密碼的輸入以及密碼判定〔初始密碼程序中已設(shè)定好〕，同時(shí)液晶顯示局部顯示相關(guān)提示信息。假設(shè)連續(xù)輸入錯(cuò)誤密碼三次那么自鎖，無法繼續(xù)輸入密碼。任務(wù)要求〔進(jìn)度〕第1-2天：熟悉課程設(shè)計(jì)任務(wù)及要求，查閱技術(shù)資料，確定設(shè)計(jì)方案。第3-4天：按照確定的方案設(shè)計(jì)單元電路。要求畫出單元電路圖，元件及元件參數(shù)選擇要有依據(jù)，各單元電路的設(shè)計(jì)要有詳細(xì)論述。第5-6天：軟件設(shè)計(jì)，編寫程序。第7-8天：實(shí)驗(yàn)室調(diào)試。第9-10天：撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。要求容完整、圖表清晰、文理流暢、格式規(guī)、方案合理、設(shè)計(jì)正確，篇幅合理。主要參考資料[1]迎新．單片微型計(jì)算機(jī)原理、應(yīng)用及接口技術(shù)〔第2版〕[M]．：國(guó)防工業(yè)，2004審查意見系〔教研室〕主任簽字：年月日目錄1硬件組成與方案設(shè)計(jì)41.1硬件組成41.2方案設(shè)計(jì)42單元電路設(shè)計(jì)42.1時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)42.2復(fù)位電路設(shè)計(jì)52.3鍵盤電路設(shè)計(jì)62.4顯示電路設(shè)計(jì)62.5整體電路圖設(shè)計(jì)83系統(tǒng)軟件工作流程圖93.1主程序工作流程93.2鍵盤掃描程序104系統(tǒng)功能實(shí)際測(cè)試114.1程序?qū)嶋H編譯測(cè)試114.2單片機(jī)實(shí)際操作演示11總結(jié)16參考文獻(xiàn)17附錄A:整體電路圖18附錄B:詳細(xì)程序19..概述：自從人類開場(chǎng)制造鎖以來長(zhǎng)期所使用的鎖都是機(jī)械鎖，通俗的講就是彈子芯鎖。而傳統(tǒng)的彈子芯鎖，由于其本身鎖芯密齒的有限加之開鎖工具鑰匙的容易復(fù)制性，使得其平安性大大降低。隨著人們生活質(zhì)量的提高，如何實(shí)現(xiàn)平安有效的防盜這一問題受到越來越多人的關(guān)注。傳統(tǒng)的機(jī)械鎖由于平安性能太差，被撬的事件屢見不鮮。相比之下，電子密碼鎖因其性強(qiáng)，使用靈活性好，平安系數(shù)高，受到了廣闊用戶的歡送。電子密碼鎖作為一種新型的鎖，平安性有了較大的提高，還省去了傳統(tǒng)機(jī)械鎖的鑰匙，使用者只要記得其密碼，便可以開啟，從而大大提高了防盜功能。本文主要設(shè)計(jì)了一種以單片機(jī)AT89C51為核心的電子密碼鎖。詳細(xì)地介紹了該電子密碼鎖以及其外圍電路的設(shè)計(jì)過程。電子密碼鎖主要由三局部組成：鍵盤輸入局部、單片機(jī)最小系統(tǒng)局部、液晶顯示局部。通過外圍鍵盤來進(jìn)展密碼輸入，單片機(jī)那么負(fù)責(zé)把輸入的密碼與設(shè)定好的密碼進(jìn)展比對(duì)從而判斷是否輸入正確，而液晶顯示局部那么負(fù)責(zé)進(jìn)展相關(guān)提示信息的顯示。1硬件組成與方案設(shè)計(jì)1.1硬件組成硬件組成如圖1.1所示：圖1.1硬件組成示意圖1.2方案設(shè)計(jì)該系統(tǒng)采用外圍矩陣鍵盤來進(jìn)展密碼的輸入，單片機(jī)那么執(zhí)行鍵盤掃描程序來獲取相應(yīng)的鍵值從而到達(dá)輸入密碼的功能，同時(shí)，單片機(jī)與1602液晶顯示屏相連，來顯示輸入密碼等相關(guān)提示信息方便用戶使用。當(dāng)用戶連續(xù)輸入錯(cuò)誤密碼三次時(shí)那么電子密碼鎖自鎖，無法繼續(xù)輸入密碼，從而提高了電子密碼鎖的平安2單元電路設(shè)計(jì)2.1時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)時(shí)鐘是單片機(jī)的心臟，單片機(jī)各功能部件的運(yùn)行都是以時(shí)鐘頻率為基準(zhǔn)，有條不紊地工作。因此時(shí)鐘頻率直接影響單片機(jī)的速度。常用的時(shí)鐘產(chǎn)生方法有兩種：部時(shí)鐘方式以及外部時(shí)鐘方式。本設(shè)計(jì)采用的是部時(shí)鐘方式。其中部時(shí)鐘方式是利用芯片部的振蕩器，然后在引腳XTAL1和XTAL2兩端跨接晶體或瓷諧振器，就構(gòu)成了穩(wěn)定的自激振蕩器。其發(fā)出的脈沖直接送入部時(shí)鐘電路。外接晶振時(shí)，C1和C2的值通常選擇為30pF左右，C1和C2對(duì)頻率有微調(diào)作用。晶體的頻率選擇12MHz。為了減少寄生電容，更好地保證振蕩器穩(wěn)定可靠地工作，振蕩器和電容應(yīng)盡可能安裝得遇單片機(jī)芯片靠近。如圖2.1所示圖2.1時(shí)鐘電路2.2復(fù)位電路設(shè)計(jì)復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，單片機(jī)在啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)，都需要先復(fù)位，它的作用是CPU和系統(tǒng)中的其它部件都處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開場(chǎng)工作。故復(fù)位關(guān)系到一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)能否可靠地工作。本設(shè)計(jì)采用的是按鍵電平復(fù)位，按復(fù)位鍵之后復(fù)位端通過電阻與Vcc電源連通。為保證復(fù)位可靠，應(yīng)保證復(fù)位高電平持續(xù)時(shí)間大于兩個(gè)機(jī)器周期，R4電阻值為200歐姆，R5電阻值為10K，C3電容值為22uF。如圖2.2所示圖2.2復(fù)位電路2.3鍵盤電路設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)所使用的鍵盤有全編碼鍵盤和非編碼鍵盤兩種，本設(shè)計(jì)采用的是非編碼鍵盤。非編碼鍵盤只是簡(jiǎn)單地提供行和列的矩陣，其它工作都靠軟件來完成，由于其經(jīng)濟(jì)實(shí)用，目前在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中多采用這種方法。本設(shè)計(jì)中采用了非編碼矩陣鍵盤，通過四根行線四根列線與單片機(jī)相連，通過單片機(jī)部程序從而實(shí)現(xiàn)計(jì)算鍵值，進(jìn)展密碼輸入的功能。如圖2.3所示圖2.3鍵盤電路2.4顯示電路設(shè)計(jì)單片機(jī)的顯示方式有點(diǎn)陣顯示，數(shù)碼管顯示以及液晶屏顯示。本設(shè)計(jì)采用的是液晶屏顯示方式。液晶顯示模塊已作為很多電子產(chǎn)品中都可以看到，顯示的主要是數(shù)字、專用符號(hào)和圖形。1602型LCD顯示模塊具有體積小，功耗低，顯示容豐富等特點(diǎn)。1602型LCD可以顯示2行16個(gè)字符，有8位數(shù)產(chǎn)品的通過器件，如在計(jì)算器、萬用表、電子表及很多家用電子據(jù)總線D0-D7和RS,R/W,EN三個(gè)控制端口，工作電壓為5V，并且具有字符比照度調(diào)節(jié)和背光功能。引腳功能說明：第1腳：VSS為地電源。第2腳：VDD接5V正電源。第3腳：VL為液晶顯示器比照度調(diào)整端，接正電源時(shí)比照度最弱，接地時(shí)比照度最高，比照度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生"鬼影〞，使用時(shí)可以通過一個(gè)10K的電位器調(diào)整比照度。第4腳：RS為存放器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)存放器、低電平時(shí)選擇指令存放器。第5腳：R/W為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)展讀操作，低電平時(shí)進(jìn)展寫操作。當(dāng)RS和R/W共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平R/W為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為高電平R/W為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。第15腳：背光源正極。第16腳：背光源負(fù)極。如圖2.4.1所示圖2.4.1顯示局部電路如圖2.4.2所示圖2.4.21602型LCD外形尺寸圖2.5整體電路圖設(shè)計(jì)如圖2.5所示圖2.5整體電路圖3系統(tǒng)工作流程圖3.1主程序工作流程主程序首先初始化外圍顯示電路，并顯示相關(guān)信息提示用戶輸入密碼。用戶按下確認(rèn)鍵開場(chǎng)輸入密碼。單片機(jī)那么執(zhí)行鍵盤掃描程序，獲取相應(yīng)鍵值與設(shè)定密碼進(jìn)展比對(duì)，假設(shè)正確那么執(zhí)行解鎖。輸入錯(cuò)誤那么提醒用戶再一次輸入，假設(shè)連續(xù)錯(cuò)誤輸入三次時(shí)電子密碼鎖自鎖，用戶無法繼續(xù)輸入密碼。程序流程圖如圖3-1所示圖3.1主程序流程圖3.2鍵盤掃描程序鍵盤掃描程序是本設(shè)計(jì)的核心程序，是單片機(jī)能否正確讀取按鍵對(duì)應(yīng)鍵值的關(guān)鍵所在。通過軟件延時(shí)來去除按鍵時(shí)的抖動(dòng)影響，之后通過單片機(jī)部程序來獲取相應(yīng)鍵值。鍵盤掃描流程圖如圖3-2所示。圖3.2鍵盤掃描流程圖4系統(tǒng)功能實(shí)際測(cè)試4.1程序?qū)嶋H編譯測(cè)試在Keil編譯環(huán)境下編譯通過，0錯(cuò)誤，0警告。生成HEX文件4.2單片機(jī)實(shí)際操作演示在單片機(jī)實(shí)際操作過程中，使用的程序燒錄軟件為STC-ISP軟件，該軟件可以對(duì)51核的單片機(jī)進(jìn)展相關(guān)程序的燒寫，使用十分方便。啟動(dòng)軟件之后，首先軟件進(jìn)展相應(yīng)的設(shè)置。選擇單片機(jī)的型號(hào)，由于51核的單片機(jī)具有一定的通用性，應(yīng)選擇了STC89C52RC型號(hào)的單片機(jī)。接著翻開前面所生成好的HEX文件。然后設(shè)置端口，本次實(shí)際操作中選用的是端口3〔3〕與筆記本相連，故端口設(shè)置為3。設(shè)置完之后的軟件截圖如圖4.3所示。圖4.1燒錄軟件設(shè)置設(shè)置完成之后點(diǎn)擊DownLoad下載按鈕，并按下單片機(jī)上的電源按鍵，程序燒錄到單片機(jī)中，單片機(jī)開場(chǎng)運(yùn)行程序?！?〕程序開場(chǎng)運(yùn)行時(shí)，如下列圖所示。圖4.2開場(chǎng)運(yùn)行畫面〔2〕按下confirm按鍵，開場(chǎng)輸入密碼。如下列圖所示。圖4.3開場(chǎng)輸入密碼〔3〕密碼的輸入。如下列圖所示。圖4.4密碼輸入〔4〕密碼輸入錯(cuò)誤時(shí)，顯示相應(yīng)信息。如下列圖所示。圖4.5密碼輸入錯(cuò)誤〔5〕當(dāng)連續(xù)三次輸入密碼錯(cuò)誤時(shí)，顯示相應(yīng)提示信息。如下列圖所示。圖4.6連續(xù)密碼錯(cuò)誤輸入3次〔6〕密碼正確輸入。如下列圖所示。圖4.7密碼正確輸總結(jié)學(xué)習(xí)了一年的單片機(jī)課程，自己對(duì)單片機(jī)的設(shè)計(jì)也有了一定的了解，通過這次課程設(shè)計(jì)，我得到了很多收獲和體會(huì)，以及一個(gè)工程設(shè)計(jì)的根本過程。增強(qiáng)了查閱參考資料，查閱手冊(cè)，圖表和文獻(xiàn)資料的自學(xué)能力。在進(jìn)展本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中雖然遇到很多的問題，比方說畫圖，設(shè)計(jì)等各種問題都讓自己懊惱不已。但是通過自己的思考以及與同學(xué)之間的探討得到了一定程度的解決。在該設(shè)計(jì)完成之后進(jìn)展了模擬仿真，最終的效果還是令人滿意的。同時(shí)，由于設(shè)計(jì)的時(shí)間以及能力有限，本設(shè)計(jì)還存在著一些不合理的地方，比方用戶無法自己設(shè)定密碼，只能靠原始程序來進(jìn)展設(shè)定。同時(shí)采用的過于簡(jiǎn)陋的機(jī)械鍵盤，在用戶輸入密碼時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生誤操作等。但是從整體來看，通過這一個(gè)設(shè)計(jì)我還是得到了不少的鍛煉。使用Proteus軟件進(jìn)展模擬仿真，使用Keil來進(jìn)展源程序的編寫，使用Visio軟件來繪制流程圖等。這些都大大提高了我的動(dòng)手能力，為以后的設(shè)計(jì)打下了良好的根底。參考文獻(xiàn)[1]迎新．單片微型計(jì)算機(jī)原理、應(yīng)用及接口技術(shù)〔第2版〕[M]．：國(guó)防工業(yè)，2004[2]祁偉,亭.單片機(jī)C51程序設(shè)計(jì)教程與實(shí)驗(yàn)[M].：航空航天大學(xué).[3]樓然苗.光飛.單片機(jī)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M].：航空航天大學(xué).附錄A:整體電路圖附錄B:詳細(xì)程序主函數(shù)局部：#include<reg52.h>#include"key.h"#include"lcd.h"ucharcodeshow_0[]="Pleaseinputthepassword:";ucharcodeshow_1[]="Thecipheris:";ucharcodeshow_2[]="********";ucharcodeshow_3[]="Thepasswordiswrong!";ucharcodeshow_4[]="Thisisthelasttime,";ucharcodeshow_5[]="Pleasetryittomorrow!";ucharcodeshow_6[]="youareright!";ucharinit_pswd[]={8,8,8,8,8,8,8,8};ucharpswd[8]={0};ucharpswd_1[8]={0};voidplay(uchar*j,uchark) //K是顯示的個(gè)數(shù),j是地址{uchari;for(i=0;i<k;i++){dat_w(*(j+i)); delay(20);}}main(){ucharj=0,i=0,sum_1=0;loop:init();clear();gotoxy(1,0);play(show_0,16);gotoxy(2,0);play(show_0+17,10);/****密碼輸入****/do{key();}while(ki!=15);clear();gotoxy(1,0);play(show_1,15);do{flag=0;key(); gotoxy(2,0); if(flag==1&&ki<=9) { pswd[i]=ki; play(show_2,i); i++; } if(ki==14) //14那么退出. break;} while(i<=8);for(i=0;i<=7;i++){sum_1=init_pswd[i]-pswd[i]+sum_1;if(sum_1!=0) { clear(); j++; if(j==3) { clear(); gotoxy(1,0); play(show_4,16); gotoxy(2,0); play(show_4+16,14); delay(500); delay(500); clear(); gotoxy(1,0); play(show_5+7,16); while(1);//三次輸入密碼失敗,自鎖 } gotoxy(1,0); play(show_3,16); gotoxy(2,5); play(show_3+15,7); delay(500); clear(); gotoloop; } if(sum_1==0) { clear(); gotoxy(1,0); play(show_6,15); do { key(); } while(ki!=13); loop1:clear(); /****第一次輸密碼***/ i=0; do { flag=0;key(); if(flag==1&&ki<=9) { pswd[i]=ki; i++; clear(); gotoxy(1,0); play(show_2,i); } }while(i<=7); clear(); /***第二次輸密碼****/ i=0; sum_1=0; 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