唐山学院单片机子密码锁研发设计方案

1、唐山学院课程设计目录前言2.1电子密码锁的设计3.1.1电子密码锁设计的目的 3.1.2设计任务3.1.3运行环境及开发工具3.2 总体方案设计 4.3设计的要求5.4 密码锁的硬件设计 6.4.1行列式键盘6.4.2 LM016LLCD 显示器6.4.3按键提示和报错7.4.4总电路设计图8.5 密码锁的软件设计 8.5.1 主程序的设计8.5.2主要功能程序的设计键盘扫描程序设计的流程图95.2.2 LCD显示程序设计的流程图 1.05.2.3修改密码子程序设计的流程图115.3仿真图及其分析欢迎界面仿真图 125.3.2输入密码界面仿真图135.3.3修改密

2、码界面仿真图146总结与思考15参考文献1.6附录：源程序指令代码1.7、八,、刖言目前，最常用的锁是20世纪50年代意大利人设计的机械锁，其机构简单、 使用方便、价格便宜。但在使用中暴露了很多缺点：一是机械锁是靠金属制成的 钥匙上的不同齿形与锁芯的配合来工作的。据统计，每4000把锁中就有两把锁的钥匙齿牙相同或类似，故安全性低。二是钥匙一旦丢失，无论谁捡到都可以将 锁打开。三是机械锁的材料大多为黄铜，质地较软，容易损坏。四是机械锁钥匙 易于复制，不适于诸如宾馆等公共场所使用。由于人们对锁的安全性，方便性等 性能有更高的要求，许多智能锁也相继问世，但这类产品的特点是针对特定指纹 或有效卡，但能

3、适用于保密要求高且仅供个别人使用的箱、柜、房间，其成本一 般较高，在一定程度上限制了这类产品的普及和推广。随着人们生活水平的提高，电子密码防盗锁作为防盗卫士的作用日趋重要。 电子密码防盗锁用密码代替钥匙，不但省去了佩戴钥匙的烦恼，也从根本上解决 了普通门锁保密性差的缺点。随着人们生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一 问题也变的尤其的突出，传统的机械锁由于其构造的简单，被撬的事件屡见不鲜， 机械锁的这些弊端为一种新型的锁-电子密码锁，提供了发展的空间。随着人们对安全的重视和科技的发展，许多电子智能锁已在国内外相继面 世。但是这些产品的特点是针对特定的指纹和有效卡， 只能适用于保密要求的箱、 柜、

4、门等。而且指纹识识别器若在公共场所使用存在容易机械损坏，IC卡还存在容易丢失、损坏等特点。加上其成本较高，一定程度上限制了这类产品的普及 和推广。电子锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户 的欢迎。鉴于目前的技术水平与市场的接收程度， 电子密码锁是这类电子防盗产 品的主流。321电子密码锁的设计1.1电子密码锁设计的目的(1) 熟悉电路，理解各个元件之间的控制流程。(2) 熟悉PROTEUS平台的运行环境。(3) 熟练掌握汇编语言，矩阵式键盘的实时控制操作。(4) 理解电子密码锁的工作原理。1.2设计任务(1) 确定4M键盘控制识别方案。(2) 分析电子密码锁的流程。(3)

5、 画出程序流程图。(4) 分析电路图。(5) 编写代码。(6) 程序分析与调试。(7) 测试。1.3运行环境及开发工具(1) WindowsXP/win7 系统。(2) Keil51或 WAVE编译环境。(3) PROTEUS实验平台。(4) 运用汇编语言编程2总体万案设计本次设计使用AT89C51实现一基于单片机的电子密码锁。本系统由单片机 系统、矩阵键盘、LED显示和报警系统组成。系统能完成开锁、超次锁定、修 改用户密码基本的密码锁的功能。本系统成本低廉，功能实用。以AT89C51单片机为核心的控制电路，采用模块化的设计方案。通过单片 机的P2端口的开关来控制案件的输入的内容，根据另一单片

6、机端口 P1 口 LCD 数码显示管所显示的的情况来确定程序的运行和理论的结果是否一致。具体设计方案如下：1正确连接好硬件电路线路；2加载程序.HEX文件，运行程序；3. 按下键盘开关，结果键值显示在 LCD数码管显示器上；X 幺键盘单片机控制器4. 对比LCD数码管显示情况与理论值是否相符。如相符合，即方案可行。LCD液 晶 显 示 器图2.1总体的设计框图3设计的要求1、设计密码锁的密码为六位数，可以修改；2、用4乂4组成09数字键及确认键、取消键、修改密码键、退出修改键。3、当密码锁通电以后，通过LCD显示与用户沟通，组成显示电路提示信 息，输入键盘按下时，LED指示灯亮，按键松开了指示

7、灯就灭；4、当密码位数输入完毕按下确认键时，对输入的密码与设定的密码进行 比较，若密码正确，贝U门开；当输入的密码错误时，显示输入错误，并且用蜂鸣 器报错；5、所修改的密码只能是六位数，要是在改密码以后要恢复最初密码， 只需 将密码锁断电即可。4密码锁的硬件设计4.1行列式键盘图4.1行列键盘图图4.1所示键盘根据具体的功能省去 4M键盘中的两个按键，再通过翻转 法扫描键盘的到键值，再根据键值进行相应的操作。4.2 LM016LLCD 显示器图4.2 LCD显示器图该图器件是LM016L液晶显示屏，D0到D7 口连接在单片机的I/O 口上（如 该设计就连接在 P1 口），E,RW,RS引脚也与

8、单片机相连（如本设计连在 P3.5,P3.6,P3.7口），VEE和VSS接电源，VDD接地，再通过软件设计实现 各个字符串的显示。4.3按键提示和报错图4.3提示报错电路图该图利用一个发光二极管提示用户按键是否按下，用蜂鸣器提示密码错误,发出错误警报，将a,b两端接在单片机上（本设计连在 P0.6,P0.7口）4.4总电路设计图LS1LCD1取消修改修改密码LM016LRV1200U11716151413 112108 286 265 25-13232 2221323334_35363739P3.7/RDP1.7P3 6AWRP1 6P3.5/T1P1.5P3.4/T0P1.4P3.3/IN

9、T1P1.3P3.2/INTLP1.2P3.1/TXDP1.1P3.0/RXDP1.0P2.7/A15P2.6/A14P2.5/A13EAP2.4/A12ALEP2.3/A11PSENP2.2/A10P2.1/A9P2.0/A8P0 7/AD7RSTP0.6/AD6P0.5/AD5P0.4/AD4P0.3/AD3XTAL2P0.2/AD2P0.1/AD1P0.0/AD0XTAL1 彳5191819AT89C5131 -30 -2987321610C3R1C1十100nC2卄100n10kX1CRYSTAL图4.4硬件设计图图4.4是将行列式键盘，LCD显示器，提示和警报和AT89C51单片机连

10、 接起来，在给单片机加上晶振电路和复位电路就构成了一个完整的电子密码锁的 硬件设计图。5密码锁的软件设计5.1主程序的设计图5.1主程序流程图2、主程序的功能说明在主程序中可以实现密码的储存，键值的判断，通过不同的键值判断程序的 下一步走向，在没按键式或是在没按下特殊功能键时， 程序在不停顶循环，直到 符合用户的要求和意愿。5.2主要功能程序的设计521键盘扫描程序设计的流程图图5.2键盘扫描程序设计的流程图522 LCD显示程序设计的流程图J初始化LCD根据情况给DPTR送数，确定显示字符串的长度调用LCD判忙程序1 r取相应的数将所取数送P1 口1!调用显示允许程序DPTR 加一出口图5.

11、3 LCD显示程序设计的流程图523修改密码子程序设计的流程图图5.4修改密码子程序设计的流程图5.3仿真图及其分析531欢迎界面仿真图打RV1riLUJ咤P3iT1pj.*nn P33*im h 工misP3.1!T：-：H畫 pzjau 3*aPZ.tfMZDT垢DSMD3CED1LU 囂誥瓷盘 口 口口 口口 口 U p_Fpf- p r p_pE 7S f ?5 Z5n*Z+BZ3n屯ZZV1-21 3Z.卫.3+?P2Z -US.VAlP2D -SLED-GNEEMF1.7PUt115 f 1,1F13 2 n.1 idnALEFillRSTXTALZXTALl.图5.5欢迎界面仿真

12、图图5.5为电子密码锁的欢迎界面，在两秒的欢迎界面后，显示器出现与用 户沟通的用户输入显示如图5.6所示532输入密码界面仿真图图5.6输入密码界面仿真图图5.6为用户输入密码时的沟通界面，可以通过星号判断输入数据的个数， 当用户按下其他功能键时，显示器会有相应的动作，当按下确认”时，若密码正确则显示SUCCESS”，提示用户输入的密码是正确的，如密码错误则显示ERROR”并发出警报，当按下 取消”时，显示将提示用户重新输入。533修改密码界面仿真图图5.7修改密码界面仿真图图5.7是用户修改密码时的用户沟通界面，当按下 确认”是若输入的新密码 格式不对则显示SAVE FAILURE ”若输入

13、的新密码的格式正确则显示 SAVE SUCCESS,当按下取消”时，显示将提示用户重新输入新密码，当按下 退出 修改”时，显示器将提示用户没有储存新密码，并且显示欢迎界面。6总结与思考通过本次课程设计，我学到了许多书本上无法学到的知识 ，也深刻体会到单 片机技术应用领域的广泛。不仅让我对学过的单片机知识有了很多的巩固，同时 也对单片机这一门课程产生了更大的兴趣。 本设计涉及到单片机原理及应用、 模拟电子技术等学科。让我对专业知识有了更深的理解。在本次课程设计过程中，我学会了在网络上查找有关本设计的各硬件的资 源，其中包括：LCD的驱动原理、AT89C51单片机及其引脚说明、键盘扫描 程序的编写

14、等，为本次课程设计提供了一定的资料。在做课程设计的初期阶段，难度较大。在设计基本完成时密码的修改还是不 能实现，通过求助于老师、查找了问题的所在。最后经过指导老师的耐心指点和 连续的奋战才基本设计出来。感谢老师的无私的帮助！本次设计我能独立完成，算是有了很大的收获。不但对单片机有了更为深入的了解，对一个课题如何排版、 画流程图、编程序等，有了一定的认识。进一步加强了自己的动手能力和运用专 业知识的能力，从中学习到如何去思考和解决问题，以及如何灵活地改变方法去 实现设计方案；特别是深刻体会到的是软件和硬件结合的重要性， 以及两者的联 系和配合作用。同时明白了办事只要有信心，有毅力，找对方法，就会

15、成功！通 过本次课程设计，让我了解到智能化技术对当今人们生活的重要性。 同时这次做 课程设计的经历也使我受益匪浅。让我知道做任何事情都应脚踏实地，刻苦努力 地去做。只有这样，才能做好。在这次课程设计中，我既巩固了专业知识，又学 到了在设计过程中的许多流程和该注意的事项，增强了电子产品开发的意识。本次经历将是我在大学时期很好的一次实践和锻炼机会。参考文献1、何立民主编，单片机中级教程，北京航空航天大学出版社2、丁元杰主编，单片机原理与应用，机械工业出版社3、孙育才主编，MCS-51系列单片微型计算机及其应用，东南大学出版社4、潘新民、王燕芳主编，微型计算机控制技术实用教程，北京电子工业出版社5、

16、刘湘涛、江世明主编，单片机原理与应用，北京电子工业出版社附录：源程序指令代码ORG 0000H ;LJMP STARTORG 000BHLJMP INTRS BIT P3.7RW BIT P3.6E BIT P3.5ORG 0040HSTART:MOV 70H,#1 ;将正确的密码存放MOV 71H,#2MOV 72H,#3MOV 73H,#4MOV 74H,#5MOV 75H,#6START1: ACALL WELCOMEACALL DELA Y1ACALL DELA Y1ACALL DELA Y1KAISHI:MOV R2,#00HMOV R0,#50HACALL INPUTJIXU:AC

17、ALL SAOMIAOCJNE A,#10,PD2ACALL PD1AJMP PD4PD2:CJNE A,#11,PD3AJMP PD4PD3:ACALL INPUTLJMP JIXUPD4:LJMP KAISHI；这一部分为主程序，电子密码锁的各种功能函数都嵌套在主程序中SAOMIAO:NOP;键盘扫描子程序MAIN:MOV P2,#0F0HM:MMM:AP1:AP2:AP3:AP4:WP:DO:MOV A,P2CJNE A,#0F0H,MSJMP MAINACALL DELA YCJNE A,#0F0H,MMSJMP MAINMM:MOV 20H,AMOV P2,#0FHMOV 31H,P

18、2CLR P0.6MOV P2,#0F0HMOV A,P2CJNE A,#0F0H,MMMSETB P0.6JNB 20H.4,AP1JNB 20H.5,AP2JNB 20H.6,AP3JNB 20H.7,AP4LJMP MAINMOV 30H,#0AJMP WPMOV 30H,#4AJMP WPMOV 30H,#8AJMP WPMOV 30H,#12AJMP WPMOV A,31HJNB ACC.0,D0JNB ACC.1Q1JNB ACC.2,D2JNB ACC.3,D3LJMP MAINMOV A,#0ADD A,30HMOV R0,AMOV A,R0INC R0INC R2LJMP W

19、WWD1:MOV A,#1ADD A,30HMOV R0,AINC R0INC R2LJMP WWWD2:MOV A,#2ADD A,30HMOV R0,AINC R0INC R2LJMP WWWD3:MOV A,#3ADD A,30HMOV R0,AINC R0INC R2WWW:NOPRET;扫描程序出口，该部分用翻转法，先给高位置 1,低位置0,再将其翻转过来，扫描得到键值PD1:CLR C ;输入密码判断程序MOV A,50HSUBB A,70HJNZ EXITCLR CMOV A,51HSUBB A,71HJNZ EXITCLR CMOV A,52HSUBB A,72HJNZ EXI

20、TCLR CMOV A,53HSUBB A,73HJNZ EXITCLR CMOV A,54HSUBB A,74HJNZ EXITCLR CMOV A,55HSUBB A,75HJNZ EXITCLR CDEC R2MOV A,R2SUBB A,#6JNZ EXITACALLSUCCESSACALL DELA Y1ACALL DELA Y1ACALL DELA Y1ACALL WELCOMEPP1:PP:PPP0:EXIT:ACALL SAOMIAOMOV A,57HCJNE A,#12,PPAJMP PPP0AJMP PP1ACALL XIUGAILJMP START1ACALL ERROR

21、MOV TMOD,#01MOV TH0,0FCHMOV TL0,0EHSETB EASETB ET0SETB TR0ACALL DELA Y1CLR TR0RETXIUGAI:ACALL NEWWORD;修改密码的程序MOV R2,#00MOV R0,#50HJIXIU1:ACALL SAOMIAOCJNE A,#10,XX1LJMP PD5 ;跳转到判断输入密码格式是否正确XX1:CJNE A,#11,XX2LJMP PD6 ;跳转到开始修改密码的状态XX2:CJNE A,#12,XX3LJMP PD6XX3:CJNE A,#13,XX4LJMP PD7;退出修改密码XX4:ACALL XI

22、ANSXLJMP JIXIU1PD5:ACALL PANDUANAJMP PD8PD6:LJMP XIUGAIPD7:ACALL NOMOTIF YACALL DELA Y1ACALL DELA Y1ACALL DELA Y1PD8:NOPRETXIANSX:MOV A,R2 ;显示新密码的程序MOV R3,AACALL BUSYMOV P1,#38HACALL ENABLEACALL BUSYMOV P1,#0FHACALL ENABLEACALL BUSYMOV P1,#06HACALL ENABLEACALL BUSYMOV P1,#192ACALL ENABLEMOV DPTR,#19

23、00HLP5:ACALL BUSYMOV A,#00HMOVC A,A+DPTRMOV P1,AACALL DATASINC DPTRDJNZ R3,LP5RETPANDUAN:MOV A,R2 ;密码修改时的格式是否正确的判断程序SUBB A,#7JNZ EXIT1MOV 70H,50HMOV 71H,51HMOV 72H,52HMOV 73H,53HMOV 74H,54HMOV 74H,54HACALL SA VESAJMP EXIT2EXIT1:EXIT2:ACALL SA VEFACALL DELA Y1ENABLE:DATAS:BUS Y:CHUSHI:ACALL DELA Y1AC

24、ALL DELA Y1RETSETB ECLR RWCLR RSCLR ERETSETB ESETB RSCLR RWCLR ERETCLR E;LCD判忙程序MOV P1,#0FFHCLR RSSETB RWSETB EJB P1.7,BUS YRETACALL BUSY;LCD初始化程序MOV P1,#01HACALL ENABLEACALL BUSYMOV P1,#38HACALL ENABLEACALL BUSYMOV P1,#0FHACALL ENABLEACALL BUSYMOV P1,#06HACALL ENABLEACALL BUSYMOV P1,#80HACALL ENABL

25、ERETINPUT:MOV A,R2;INPUT加星号的显示程序MOV R3,#6ADD A,R3MOV R3,AMOV DPTR,#2000HAJMP PPPSUCCESS: MOV DPTR,#2050HMOV R3,#7AJMP PPPERROR:MOV DPTR,#2100HMOV R3,#5AJMP PPPPPP:ACALL CHUSHILP:ACALL BUS YMOV A,#00HMOVC A,A+DPTRMOV P1,AACALL DATASINC DPTRDJNZ R3,LPRETWELCOME:MOV DPTR,#2150H;显示 WELCOME TO USE 的程序MOV

26、 R3,#14ACALL CHUSHILP1:ACALL BUS YMOV A,#00MOVC A,A+DPTRMOV P1,AACALL DATASINC DPTRDJNZ R3,LP1RETNEWWORD:MOV DPTR,#2200H;显示 NEW PASSWORD IS 的程序MOV R3,#15ACALL CHUSHILP2:ACALL BUS YMOV A,#00MOVC A,A+DPTRMOV P1,AACALL DATASINC DPTRDJNZ R3,LP2RETSAVEF:MOV DPTR,#2250H;显示 SAVE FAILURE 的程序MOV R3,#12ACALL CHUSHILP3:ACALL BUS YMOV A,#00MOVC A,A+DPTRMOV P1,AACALL DATASINC DPTRDJNZ R3,LP3RETSAVES:MOV DPTR,#2300H;显示 SAVE SUCCESS 的程序MOV R3,#12ACALL CHUSHILP4:ACALL BUS YMOV A,#00MOVC A,A+DPTRMOV P1,AACALL DATASINC DPTRDJNZ