基于單片機(jī)控制的電子密碼鎖設(shè)計(jì)報(bào)告畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）word格式

1、目 錄第1章 概 述1第2章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)2第3章 硬件電路設(shè)計(jì)43.1 鍵盤電路設(shè)計(jì)43.2led顯示電路63.3 開鎖電路83.4報(bào)警電路9第4章 軟件設(shè)計(jì)104.1軟件設(shè)計(jì)思路104.2 各子程序設(shè)計(jì)10第5章 系統(tǒng)調(diào)試16第6章 心得體會(huì)17第7章 參考文獻(xiàn)18第8章 附錄198.1源程序清單198.2硬件原理圖26第1章 概 述 隨著科技的發(fā)展，單片機(jī)已不是一個(gè)陌生的名詞，它的出現(xiàn)是近代計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展史上的一個(gè)重要里程碑，因?yàn)閱纹瑱C(jī)的誕生標(biāo)志著計(jì)算機(jī)正式形成了通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)兩大分支。單片機(jī)單芯片的微小體積和低的成本，可廣泛地嵌入到如玩具、家用電器、機(jī)器人、儀器儀

2、表、汽車電子系統(tǒng)、工業(yè)控制單元、辦公自動(dòng)化設(shè)備、金融電子系統(tǒng)、艦船、個(gè)人信息終端及通訊產(chǎn)品中，成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)中最重要的智能化工具。 本文所涉及的是市場(chǎng)占有率最高的是mcs51系列，因?yàn)槭澜缟虾芏嘀膇c生產(chǎn)廠家都生產(chǎn)51兼容的芯片。到目前為止，mcs51單片機(jī)已有數(shù)百個(gè)品種，還在不斷推出功能更強(qiáng)的新產(chǎn)品。 本設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)的密碼鎖設(shè)計(jì)方案，根據(jù)要求，給出了該單片機(jī)密碼鎖的硬件電路和軟件程序，同時(shí)給出了單片機(jī)型號(hào)的選擇、硬件設(shè)計(jì)、軟件流程圖、單片機(jī)存儲(chǔ)單元的分配、匯編語言源程序及詳細(xì)注釋等內(nèi)容。第2章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案框圖2.1：圖2.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案框本方案采用一種是用

3、以89s51為核心的單片機(jī)控制方案。利用單片機(jī)靈活的編程設(shè)計(jì)和豐富的i/o端口，及其控制的準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)基本的密碼鎖功能。初步設(shè)計(jì)思路如下：1. 輸入密碼用矩形鍵盤，包括數(shù)字鍵和功能鍵。2. led數(shù)碼管顯示輸入密碼，用74js247驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管發(fā)光顯示數(shù)碼，用74ls138控制各位顯示器分時(shí)進(jìn)行顯示。3. 用發(fā)光二極管代替開鎖的電路，發(fā)光表示開鎖。4. 輸入密碼錯(cuò)誤次數(shù)超過3次，系統(tǒng)報(bào)警。5. 打開電源后，顯示器顯示“000000”，設(shè)原始密碼為“123456”，只要輸入此密碼便了開門。這樣可預(yù)防停電后再來電時(shí)無密碼可用。6. 按“c”鍵，清除顯示器為“000000”。7. 欲重新設(shè)定密碼，先輸

4、入密碼在案“*”。8. 輸入密碼，再按“d”鍵。若密碼與設(shè)定密碼相同，則開門。否則顯示器清為“000000”。9. 軟件的設(shè)計(jì)主要包括鍵盤鍵值的讀取，led顯示程序，密碼比較程序和報(bào)警程序。第3章 硬件電路設(shè)計(jì)3.1 鍵盤電路設(shè)計(jì)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。其原理如圖3.1。圖3.1 矩陣鍵盤每一條水平（行線）與垂直線（列線）的交叉處不相通，而是通過一個(gè)按鍵來連通，利用這種行列式矩陣結(jié)構(gòu)只需要n條行線和m條列線，即可組成具有nm個(gè)按鍵的鍵盤。在這種行列式矩陣鍵盤非鍵盤編碼的單片機(jī)系統(tǒng)中，鍵

5、盤處理程序首先執(zhí)行等待按鍵并確認(rèn)有無按鍵按下的程序段。當(dāng)確認(rèn)有按鍵按下后，下一步就要識(shí)別哪一個(gè)按鍵按下。對(duì)鍵的識(shí)別通常有兩種方法：一種是常用的逐行掃描查詢法；另一種是速度較快的線反轉(zhuǎn)法。對(duì)照?qǐng)D3.1所示的44鍵盤，說明線反轉(zhuǎn)個(gè)工作原理。首先辨別鍵盤中有無鍵按下，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)來判斷。方法是：向行線輸出全掃描字00h，把全部列線置為低電平，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。判斷鍵盤中哪一個(gè)鍵被按下使通過將列線逐列置低電平后，檢查行輸入狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)的。方法是：依次給列線送低電平，然后查所有行線狀態(tài)

6、，如果全為1，則所按下的鍵不在此列；如果不全為1，則所按下的鍵必在此列，而且是在與零電平行線相交的交點(diǎn)上的那個(gè)鍵。具體的功能設(shè)計(jì)如表3.1：按 鍵鍵 名功 能 說 明19鍵數(shù) 字 鍵輸 入 密 碼* 鍵重 設(shè) 密 碼 鍵設(shè) 定 新 密 碼d鍵確 定 鍵比 較 密 碼# 鍵清 除 鍵使 顯 示 器 清 零表3.1 按鍵功能3.2led顯示電路本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的顯示電路是為了給使用者以提示而設(shè)置的。本系統(tǒng)的顯示采用串行顯示的方式，只使用單片機(jī)的一個(gè)串行口，利用74ls247驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管發(fā)光顯示數(shù)碼和74ls138控制位選信號(hào)，就可以完成單片機(jī)的顯示功能，顯示電路的電路原理圖如圖3.2所示。用p0.0p0.

7、3接74ls247的a，b，c，d四端口，74ls247的輸出口接led的七段顯示；而p0.4p0.6接74ls138的a，b，c三個(gè)輸入口，74ls138的輸出口接led的位顯示。通過軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)字和位控制。圖3.2 led顯示電路用74ls247可以控制輸出什么字型。74ls247的邏輯功能表如表3.2：表3.2 74ls247的邏輯功能表用74ls138控制位循環(huán)顯示，其邏輯功能表如表3.3：cbay1y2y0y3y4y5y6y70000111111 001101111110 1011011111011111011111 00111101111011111101 1110111111011

8、1111111110表3.3 74ls138邏輯功能表3.3 開鎖電路在本次設(shè)計(jì)中，基于節(jié)省材料的原則，暫時(shí)用發(fā)光二極管代替電磁鎖，發(fā)光管亮，表示開鎖；滅，表示沒有開鎖。電路圖如3.3所示。當(dāng)p2.0口輸出低電平時(shí)，二極管發(fā)光，表示開鎖。圖3.3 開鎖電路3.4報(bào)警電路圖3.4報(bào)警電路報(bào)警模塊由蜂鳴器和單片機(jī)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3.4所示。當(dāng)89c51的p2.1口輸出為低電平時(shí)，蜂鳴器產(chǎn)生蜂鳴音，89c51輸出為高電平時(shí)，蜂鳴器不發(fā)聲。第四章 軟件設(shè)計(jì)4.1軟件設(shè)計(jì)思路電子密碼鎖工作的主要過程是led數(shù)碼管提示開始輸入密碼，通過

9、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)，系統(tǒng)報(bào)警。密碼的設(shè)定，在此程序中密碼是固定40h45h中，假設(shè)預(yù)設(shè)的密碼為123456共6位密碼。由于采用兩個(gè)按鍵來完成密碼的輸入，那么其中一個(gè)按鍵為功能鍵，另一個(gè)按鍵為數(shù)字鍵。在輸入過程中，首先輸入密碼的長(zhǎng)度，接著根據(jù)密碼的長(zhǎng)度輸入密碼的位數(shù)，直到所有長(zhǎng)度的密碼都已經(jīng)輸入完畢；或者輸入確認(rèn)功能鍵之后，才能完成密碼的輸入過程。進(jìn)入密碼的判斷比較處理狀態(tài)并給出相應(yīng)的處理過程。4.2 各子程序設(shè)計(jì)4.2.1 鍵盤掃描子程序鍵盤掃描流程圖如圖4.2.1 圖4.2.1 鍵盤掃描流程

10、圖鍵盤掃描子程序如下：l2: mov r3,#0f7h mov r1,#00hl3: mov a,r3 mov p1,a mov a,p1 mov r4,a setb c mov r5,#04hl4: rlc a jnc keyin inc r1 djnz r5,l4 call disp mov a,r3 setb c rrc a mov r3,a jc l3 jmp l24.2.2 led顯示子程序 led顯示流程圖如圖4.2.2圖4.2.2 led顯示流程圖led顯示子程序如下：disp:mov r0,#45hdisp1: mov a,r0 add a,#50h mov p0,a call

11、 delay dec r0 mov a,r0 add a,#40h mov p0,a call delay dec r0 mov a,r0 add a,#30h mov p0,a call delay dec r0 mov a,r0 add a,#20h mov p0,a call delay dec r0 mov a,r0 add a,#10h mov p0,a call delay dec r0 mov a,r0 add a,#00h mov p0,a call delay ret4.2.3 密碼比較和報(bào)警程序密碼比較和報(bào)警流程圖如4.2.3圖4.2.3 密碼比較和報(bào)警流程密碼比較和報(bào)警程

12、序：comp: mov r1,#45h mov r0,#35h mov r2,#06hc1: mov a,r1 xrl a,r0 jnz c3 dec r1 dec r0 djnz r2,c1 clr p2.0 mov r2,#200c2: mov r6,#248 djnz r6,$ djnz r2,c2c3: inc r5 mov a,r5 mov r5,a cjne r5 ,#03h,c4 clr p2.1 mov r5,#00h c4: jmp start第5章 系統(tǒng)調(diào)試本次調(diào)試采用protues軟件仿真。首先設(shè)計(jì)電子密碼鎖的源程序，源程序經(jīng)過匯編后，生成的目標(biāo)文件經(jīng)過仿真調(diào)試。依次按下

13、1，2，3，4，5，6后，led顯示如圖5.1圖5.1 led顯示按下確定鍵后，二極管亮，表示密碼正確開門。如圖5.2圖5.2 密碼正確開門第6章 心得體會(huì)課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),是對(duì)學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程.隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展的日新日異，單片機(jī)已經(jīng)成為當(dāng)今計(jì)算機(jī)應(yīng)用中空前活躍的領(lǐng)域，在生活中可以說得是無處不在。因此作為二十一世紀(jì)的大學(xué)來說掌握單片機(jī)的開發(fā)技術(shù)是十分重要的。 回顧起此次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到定稿，從理論到實(shí)踐，在整整兩星期的日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的的

14、東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識(shí)。通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會(huì)遇到過各種各樣的問題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，對(duì)單片機(jī)匯編語言掌握得不好通過這次課程設(shè)計(jì)之后，一定把以前所學(xué)過的知識(shí)重新溫故。 這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多編程問題

15、，在同學(xué)的幫助下，終于游逆而解。非常感謝！第7章 參考文獻(xiàn)單片機(jī)原理及及應(yīng)用王迎旭編 機(jī)械工業(yè)出版社 2001單片機(jī)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)技術(shù) 周航慈 著 北京航空航天大學(xué)出版社 第8章 附錄8.1 源程序清單 org 00h mov r5,#00h mov r7,#00h djnz r7,$ mov r7,#10h mov r6,#06h mov r1,#35hl1: mov a,r7 mov dptr,#table movc a,a+dptr mov r1,a dec r1 inc r7 djnz r6,l1start: orl p2,#0ffh mov r4,#06h mov r0,#40hcle

16、ar: mov r0,#00h inc r0 djnz r4,clearl2: mov r3,#0f7h mov r1,#00hl3: mov a,r3 mov p1,a mov a,p1 mov r4,a setb c mov r5,#04hl4: rlc a jnc keyin inc r1 djnz r5,l4 call disp mov a,r3 setb c rrc a mov r3,a jc l3 jmp l2keyin: mov a,r1 xrl a,#0bh jz x3 mov a,r1 xrl a,#0fh jz x4 mov r7,#10d1: mov r6,#24 djn

17、z r6,$ djnz r7,d1d2: mov a,p1 xrl a,r4 jz d2 mov a,r1 mov dptr,#table movc a,a+dptr mov r7,a xrl a,#0ah jz set0 mov a,r7 xrl a,#0bh jz start mov a,r7 xrl a,#0ch jz l2 mov a,r7 xrl a,#0dh jz l2 mov a,r7 xch a,40h xch a,41h xch a,42h xch a,43h xch a,44h xch a,45h call disp jmp l2x3: jmp disp2x4: jmp c

18、ompdisp:mov r0,#45hdisp1: mov a,r0 add a,#50h mov p0,a call delay dec r0 mov a,r0 add a,#40h mov p0,a call delay dec r0 mov a,r0 add a,#30h mov p0,a call delay dec r0 mov a,r0 add a,#20h mov p0,a call delay dec r0 mov a,r0 add a,#10h mov p0,a call delay dec r0 mov a,r0 add a,#00h mov p0,a call delay