微處理器程序設(shè)計(jì)-以51單片機(jī)為例 課件 項(xiàng)目1 智慧校園門禁智能控制 任務(wù)1.6

項(xiàng)目一智慧校園門禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)

馮蓉珍

《微處理器程序設(shè)計(jì)》任務(wù)1.6企業(yè)案例——儲物柜門鎖智能控制任務(wù)目標(biāo)

通過本任務(wù)的設(shè)計(jì)和制作，培養(yǎng)學(xué)生利用微處理器矩陣鍵盤實(shí)現(xiàn)學(xué)生宿舍儲物柜門鎖的智能控制。

智能門禁密碼只設(shè)置了一位，電機(jī)直連仿真電路中的微處理器端口，本任務(wù)密碼可以設(shè)置多位，同時(shí)電機(jī)通過兩個(gè)繼電器連接微處理器輸出口。學(xué)生按鍵和設(shè)定的密碼一致，則開柜，否則柜子不開。知識準(zhǔn)備

首先需要了解繼電器的工作原理，微處理器端口的輸出電流很小，無法驅(qū)動(dòng)門鎖電機(jī)工作，因此需要在微處理器和門鎖之間加以一繼電器作為驅(qū)動(dòng)。繼電器線圈中有電流通過時(shí)，開關(guān)被吸合到常開端，沒有電流時(shí)，開關(guān)和常閉端連接。因此可以通過微處理器端口輸出高電平給繼電器線圈通電；輸出低電平，讓繼電器不工作。任務(wù)1.6

企業(yè)案例——儲物柜門鎖智能控制任務(wù)準(zhǔn)備

如果需要控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，那就需要用兩個(gè)繼電器，同一個(gè)時(shí)刻只有一個(gè)繼電器導(dǎo)通，另一個(gè)繼電器是不工作的，通過電路的連接，我們可以做到第1個(gè)繼電器工作，第2個(gè)繼電器不工作的時(shí)候使得電機(jī)的兩端接通正向電壓，當(dāng)?shù)?個(gè)繼電器不工作，第2個(gè)繼電器工作的時(shí)候，使得電機(jī)的兩端接通負(fù)向電壓，從而控制兩個(gè)繼電器的導(dǎo)通狀態(tài)來控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。如下圖1-92（a）所示。為簡化設(shè)計(jì)，仿真時(shí)可先不考慮繼電器驅(qū)動(dòng)，電機(jī)的正反轉(zhuǎn)直接由微處理器的P3.3和P3.4控制。如圖1-92（b）圖（a）繼電器與直流電機(jī)連接圖（b）直流電機(jī)與單片機(jī)直接連接圖1-92直流電機(jī)與繼電器或單片機(jī)的連接圖

任務(wù)1.6

企業(yè)案例——儲物柜門鎖智能控制任務(wù)實(shí)施

宿舍儲物柜門鎖密碼預(yù)先設(shè)置好三位密碼。學(xué)生開柜門前按下矩陣鍵盤中的某三個(gè)按鍵，若此按鍵的值和設(shè)置的密碼一致，則連接門鎖的電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)而開柜門，同時(shí)柜門邊的照明燈點(diǎn)亮，數(shù)碼管顯示按鍵次數(shù)。若是按鍵錯(cuò)誤，則電機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)，門禁不打開，門邊燈不亮，蜂鳴器報(bào)警。1、硬件電路設(shè)計(jì)

門鎖用電機(jī)表示，仿真中圖電機(jī)連接微處理器的P3.3和P3.4，報(bào)警蜂鳴器通過三極管連接到微處理器的P3.7。數(shù)碼管連接到P2端口。仿真電路圖和智能門禁設(shè)計(jì)的圖一樣，任務(wù)1.6

企業(yè)案例——儲物柜門鎖智能控制任務(wù)實(shí)施任務(wù)1.6

企業(yè)案例——儲物柜門鎖智能控制任務(wù)實(shí)施2、軟件編程（1）設(shè)置密碼

定義一個(gè)變量password表示設(shè)定的三位密碼，在主函數(shù)中給password設(shè)置的初始值密碼為123。 password=123;（2）讀取矩陣鍵盤值

編寫scan_key();子函數(shù)，得到按鍵值。（3）門禁打開還是關(guān)閉

判斷按鍵次數(shù)和讀取到的按鍵值，數(shù)碼管顯示按鍵的次數(shù)，在第三次按鍵時(shí)，對三次按鍵值進(jìn)行運(yùn)算，得到一個(gè)三位數(shù)，判斷這個(gè)三位數(shù)是否和設(shè)置的密碼一致，如果一致則打開門禁，即點(diǎn)亮led燈，給電機(jī)正向通電，將電源正向加到電機(jī)上，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)延時(shí)一段時(shí)間后而開鎖。若是要關(guān)鎖則微處理器給電機(jī)反向通電，電源反向加到電機(jī)兩端，電機(jī)反轉(zhuǎn)一段時(shí)間后停止表示門鎖關(guān)閉。若是輸入錯(cuò)誤，led燈不亮，電機(jī)不工作，但是蜂鳴器導(dǎo)通報(bào)警。任務(wù)1.6

企業(yè)案例——儲物柜門鎖智能控制任務(wù)實(shí)施調(diào)用scan_key()子函數(shù)讀取按鍵值，keynum_rd=scan_key();在主函數(shù)的while循環(huán)中，讀按鍵值，如果還沒有按鍵，即按鍵次數(shù)為0，則燈不亮，蜂鳴器不報(bào)警，數(shù)碼管不顯示，處于初始狀態(tài)。if(press_count==0){

led=1;beep=1;P2=0xff;}

如果有按鍵按下，則數(shù)碼管顯示按鍵次數(shù)，并且只有當(dāng)?shù)谌伟存I后，判斷三次按鍵的值是否和設(shè)置密碼一致，若一致，則亮燈，電機(jī)正轉(zhuǎn)一段時(shí)間后反轉(zhuǎn)一段時(shí)間，停止轉(zhuǎn)動(dòng)。若不一致，則燈不亮，蜂鳴器報(bào)警三次后停止。任務(wù)1.6

企業(yè)案例——儲物柜門鎖智能控制任務(wù)實(shí)施if(press_count==3){//第三次按鍵后得到一個(gè)三位數(shù)if((keynum_rd==password)&&(run_en)){//三次按鍵的三位數(shù)和設(shè)置密碼相同led=0; //燈亮

jdq1=1;jdq2=0;beep=1;//開鎖

delay(100);

jdq1=0;jdq2=1;beep=1;//關(guān)鎖

delay(100);

jdq1=0;jdq2=0;led=1;//電機(jī)停止，燈滅

run_en=0;//電機(jī)不允許轉(zhuǎn)，

beep_en=1;//蜂鳴器允許報(bào)警

}if((keynum_rd!=password)&&(beep_en)){//輸入和設(shè)置不一致

任務(wù)1.6

企業(yè)案例——儲物柜門鎖智能控制任務(wù)實(shí)施

led=1;run_en=1;beep_en=0;//燈不亮，電機(jī)允許轉(zhuǎn)，//蜂鳴器不允許報(bào)警

for(k=0;k<3;k++){//報(bào)警循環(huán)三次 beep=0;P2=table[14];delay(100); beep=1;P2=0xbf;;delay(100);

}

}

beep=1;//蜂鳴器不叫

}

elsebeep=1;//不是三次按鍵則不報(bào)警

}//按鍵次數(shù)不為0任務(wù)1.6

企業(yè)案例——儲物柜門鎖智能控制任務(wù)實(shí)施

其中，run_en和beep_en是位變量，控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)和蜂鳴器報(bào)警的允許與否。

讀取按鍵的子函數(shù)和上個(gè)任務(wù)的子函數(shù)稍有區(qū)別。一旦有按鍵按下，給keynum變量賦予按鍵值的同時(shí)，需要給按鍵次數(shù)變量press_count加1，按鍵的狀態(tài)變量立即更新為按下的狀態(tài)，key_last1=0表示按鍵按下，否則，表示按鍵松開。下面是第一列的四行的四個(gè)按鍵的代碼。//讀取按鍵的值unsignedintscan_key(){//第一列四行 P1=0xfe;//11111110 temp=P1;

temp=temp&0xf0; if((temp!=0xf0)&&(key_last1)){ temp=P1;任務(wù)1.6

企業(yè)案例——儲物柜門鎖智能控制任務(wù)實(shí)施

switch(temp){ case0xee:keynum=0;press_count++;key_last1=0;break; case0xde:keynum=1;press_count++;key_last1=0;break;

case0xbe:keynum=2;press_count++;key_last1=0;break;

case0x7e:keynum=3;press_count++;key_last1=0;break;

default:break; }//switch }//if if(temp==0xf0){key_last1=1;}其他三列四行的代碼和上面的類似。任務(wù)1.6

企業(yè)案例——儲物柜門鎖智能控制任務(wù)實(shí)施

根據(jù)按鍵次數(shù)，給三位按鍵值的百位十位和個(gè)位分別賦值，在第三次按鍵時(shí)，將百位十位和個(gè)位數(shù)拼接成一個(gè)三位數(shù)，這個(gè)就是要和設(shè)置密碼進(jìn)行比對的按鍵值。在生成了一個(gè)三位數(shù)后馬上返回這個(gè)數(shù)給主函數(shù)讀取按鍵的地方。任務(wù)1.6

企業(yè)案例——儲物柜門鎖智能控制任務(wù)實(shí)施//根據(jù)按鍵次數(shù)記錄三位數(shù)的值switch(press_count){

case1:keynum_bai=keynum;break;

case2:keynum_shi=keynum;break;

case3:if(add_en){

keynum3=keynum_bai*100+keynum_shi*10+keynum;

add_en=0;

}

returnkeynum3;

//break；

case4:press_count=0;//清除按鍵的值

keynum_bai=0;keynum_shi=0;keynum=0;keynum3=0;

add_en=1;

break;

default:press_count=0;//清除按鍵的值

keynum_bai=0;keynum_shi=0;keynum=0;keynum3=0;

add_en=1;

break;

}//switch

任務(wù)1.6

企業(yè)案例——儲物柜門鎖智能控制任務(wù)實(shí)施3、仿真調(diào)試

編譯調(diào)試程序下載到仿真電路，運(yùn)行hex，按下矩陣鍵盤按鍵，觀察電機(jī)，數(shù)碼管，led燈和蜂鳴器的狀態(tài)。任務(wù)1.6

企業(yè)案例——儲物柜門鎖智能控制任務(wù)實(shí)施4、