简易电子密码锁课程设计报告

1、 . - -可修编.XXXX 理工大学应用科学学院理工大学应用科学学院微机控制系统课程设计报告微机控制系统课程设计报告 题题 目：目： 简易电子密码锁简易电子密码锁 姓姓 名：名： 学学 号：号： 专业班级：专业班级： 指导教师：指导教师： 完成时间：完成时间： 设计报告综合测试平时总评格式10 分内容10 分图表5 分功能测试35 分辩论20 分考勤20 分指导教师签名： . - -可修编.目录目录摘要.1第一章 系统概述.2第二章 根本功能设计.32.1 实验任务.32.2 根本设计要求.32.2.1 根本要求.32.2.2 发挥局部.32.3 主要元件介绍.32.3.1 P89C51 芯

2、片 .32.4 系统框图.5第三章 硬件设计.53.1 硬件电路的设计.53.1.1 硬件工作接线口.53.1.2 LED 显示器构造与原理 .53.1.3 复位电路.73.1.4 振荡电路.73.1.5 按键设置.83.1.6 报警器和发光二极管.93.2 硬件电路图.9第四章 软件设计.114.1 系统软件设计.114.1.1 密码开锁功能.12第五章 系统 PROTUSE 仿真图.13第六章 设计总结.16参考文献.17附录.18 . - -可修编.摘要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得尤其的突 出，传统的机械锁由于其构造的简单，被撬的事件也屡见不鲜，因此，人们在日常

3、生活中越来越越离不开密码的使用。在人们对平安的重视和科技的开展的同时，许多电子智能锁指纹识别、IC 卡识别已相继问世，但这类产品是针对特定指纹或有效卡，只能适用于XX 要求高且仅供个别人使用的箱、柜、房间等。另外，卡片式的 IC 卡易丧失和损坏，加上其本钱较高，在一定程度上限制了这类产品的普及和推广。鉴于目前的技术水平和市场的接收程度，电子密码锁是这类电子防盗产品的主流。基于以上思路，本次设计使用 PHILIPS 公司的 P89C51 实现基于单片机的电子密码锁的设计。关键字：P89C51 单片机密码电子锁withtheimprovementofpeoplelivingstandards,ho

4、wtoachieve securityofthisfamilyalsochangedparticularlyprominent,thetraditionalmechanicallockbecauseofitssimplestructure,theincidentwasnothingnew.therefore,moreandmorepeopleintheirdailylifeisinseparablefromtheuseofpasswords.aspeopleattachimportancetosecurityandthedevelopmentoftechnology,atthemoment,m

5、anyElectronicsmartlock(fingerprint,ICcardidentification)hasbeenpublishedathomeandabroad.Howevertheseproductsarecharacterizedbyspecificandeffectivefingerprintcards,canonlyapplytotheconfidentialityrequirementsofthebox,counter,doors,andsoon.Andfingerprintrecognitionknowledgeforuseinpublicplacesiftheree

6、asilydamagedmachinery,Ccardtherearestilleasilylost,damaged,andsoon.Coupledwithitshighcost,tosomeextent,limitedthepopularityofsuchproductsandpromotion.Giventhecurrentleveloftechnologyandthemarketreceptionofelectroniccodelockissuchamainstreamelectronicanti-theftproducts.Basedontheaboveideas,thisdesign

7、usestheP89C51PHILIPSachieveanelectronicpass. vwordbasedSCMlockdesign.Keywords:P89C51 SCMpasswordelectroniclocks . - -可修编.第一章第一章 系统概述系统概述本次设计使用 P89C51 单片机实现简易电子密码锁的设计，其主要具有如下功能：1.设 8 置位密码，密码通过键盘输入，此时黄灯亮，假设密码正确那么绿灯亮。2.密码可以由用户自己修改设定，绿灯亮后后才能修改密码。在输入新密码时候需要确认，以防止误操作。3.报警、锁定键盘功能。密码输入错误红色发光二极管和蜂鸣器会出现错误提示，假

8、设密码输入错误次数超过 3 次，蜂鸣器报警并且锁定键盘。电子密码锁的设计主要由三局部组成：34 矩阵键盘接口电路、密码锁的控制电路、输出数码显示电路。另外系统还有 LED 提示灯，报警蜂鸣器等。密码锁设计的关键问题是实现密码的输入、确认、更改等功能：1.密码输入功能：按下数字键，输入密码长度 。2.密码确认功能：当按下确认键时，表示密码输入完成。3.密码设置功能：将输入的值作为新的密码。主要的设计实施过程：首先，选用单片机 P89C51，以及选购其他电子元器件。第二步，使用 DXP 2004 设计硬件电路原理图，并设计 PCB 图完成人工布线后因时间和材料准备不充分，所以没做出实物 。第三步，

9、使用 Keil uVision4 软件编写单片机的 C 语言程序、仿真、软件调试。第四部，使用 PROTEUS 软件进展模拟软、硬件调试。最后，联合软、硬件调试电路板，完本钱次设计。 第二章第二章 根本功能设计根本功能设计2.12.1 实验任务实验任务通过对此题目的设计掌握单片机控制系统设计的相关方法与技巧。用 P89C51RC2HBP 设计一个简单电子密码锁，完成密码的识别功能。2.22.2 根本设计要求根本设计要求2.2.1 根本要求（1）设置09十个按键和一个设置/确认按键，当系统正常工作时可通过设置/. v确认按键修改密码，使用时初始密码为 12345678，随后可任意设置密码。（2）

10、当密码输入正确时，用一个发光二极管和蜂鸣器作为指示。当密码输入错误时，那么提示密码输入错误。（3）当密码连续输入错误 3 次后锁定键盘，锁定时间为 1 分钟。2.2.2 发挥局部不改变硬件电路，增加蜂鸣器音乐输入功能，即编出三种音乐分别对应密码输入正确、输入错误和键盘锁定三种状态。2.3 主要元件介绍2.3.1 P89C51 芯片P89C51RB2/RC2/RD2 具有 16K/32K/64K 并行可编程的非易失性 FLASH 程序，存储器并可实现对器件串行在系统编程 ISP 和在应用中编程(IAP)在系统编程 ISP In-SystemProgramming 。当 MCU 安装在用户板上时允

11、许用户下载新的代码，在应用中编程 IAPIn-ApplicationProgramming ，MCU 可以在系统中获取新代码并对自己重新编程。这种方法允许通过调制解调器连接进展远程编程片内 ROM 中，固化的默认的加载程序，BootLoader 允许 ISP 通过 UART 将程序代码装入 Flash 存储器而 Flash 代码中，那么不需要加载程序对于 IAP 用户程序擦除和重编程。FlashMemory 的操作是通过使用片内 ROM 中的标准程序该器件的 1 个机器周期由 6 个时钟周期组成因此运行速度是传统 80C51 的 2 倍一个 OTP 配置位可让用户选择传统的 12 时钟周期该系

12、列单片机是 80C51 微控制器的派生器件是采用先进 CMOS 工艺 制造的 8 位微控制器 指令系统与 80C51 完全一样有 4 组 8 位 I/O 口 3 个 16 位定时/计数器多个中断源 4 个中断优先级嵌套中断构造个增强型 UART 片内振荡器及时序电路新增的特性使得 89C51RB2/RC2/RD2 成为功能更强大的微控制器更好地支持应用于脉宽调制高速 I/O 递增/递减计数能力如电机控制等场合。图 2.1 P89C51 的 DIP 封装及管脚功能2.4 系统框图. vP89C51CPU显示键盘报警器和发光二极管复位晶振图 2.2 系统框图第三章第三章 硬件设计硬件设计3.1 硬

13、件电路的设计3.1.1 硬件工作接线口P0 口接数码管，用来显示按键是否按下，P1 口接报警器和发光二极管。P3 口接 3x4 矩阵键盘，分别为09和设置/确认按键。3.1.2 LED 显示器构造与原理LED 显示块是由发光显示二极管显示字段的显示器件。在单片机中我们通常用七段LED，这种显示共有共阴极和共阳极两种，本设计是用共阴极，如图 3.1 所示。图 3-1 LED 数码显示局部显示字符共阴极段选码显示字符共阴极段选码03FHA77H106HB7CH25BHC39H. v表 3.1 LED 显示块通常的七段显示块中共有8 个发光二极管，其中 7 个发光二极管构成七笔字形“8，一个发光二极

14、管构成小数点。七段显示块与单片机接口非常容易。只要将一个 8 位并行输出与显示块的发光二极管引脚相连即可。8 位并行输出口输出不同的字节数据即可获得不同的数字或字符，通常将控制发光二极管的 8 位字节数据称为段选码。3.1.3 复位电路图 3.2 复位电路时钟电路工作后，在 REST 管脚上加两个机器周期的高电平，芯片内部开场进展初始复位如图 3.2 。3.1.4 振荡电路图 3.3 振荡电路本设计晶振选择频率为 12MHZ，电容选择 22pF，如图 3.3 所示。3.1.5 按键设置按键方式有独立式和行列式两种，本设计是采用行列式，共设置 12 个按键。能减少键盘与单片机接口时所占用的 I/

15、O 线的数目。如下图：S1S10 分别为 09 数字按键，S11 为设置/确认按键。如图 3-4，当没有键按下时，行线和列线之间是不相连的，假设第 N 行与第 M 列的键被按下，那么第 N 行与第 M 列的线就被接通。 本系统的键盘扫描方法是利用 P3 口的低四位作为行扫描线，P3 口的高四位作为列回扫线。具体实施方法为：先使 P3.0 口输出低电平，P3 口其他口输出高电平，然后对P3.4、P3.5、P3.6 三个口分别作判断。假设此三口都为高电平，那么没有键按下；假设有键按下，P3.4、P3.5、P3.6 三个口必定有一个口输入为低电平，再判断34FHD5EH466HE79H56DHF71

16、H67DH707H87FH96FH. vP3.4、P3.5、P3.6 哪个口为低电平那么可判断按键在哪列上。如 P3.4、P3.5、P3.6 没有低电平，再使 P3.1 为低电平，其他口为高电平，依次扫描下去，找到按键所在的行，再判断 P3 口的高四位哪一位为低，便可知道键在哪一列上。图 3.4 按键设置3.1.6 报警器和发光二极管图 3.5 报警器与发光二极管如果按下设置/确认按键，那么黄灯亮。当密码输入正确时，绿灯亮。输入密码错误时，红灯亮且蜂鸣器响。当第三次输入错误时，锁定键盘一分钟。3.2 硬件电路图图 3.6 硬件电路 Protel 图图 3.6 硬件电路 PCB 图图 3.7 硬

17、件电路 PCB 3D 图第四章第四章 软件设计软件设计本系统程序局部使用 C 语言编写，C 语言是一种高级程序设计语言，它的优点是简洁明了、可移植性高。主要完成，先按下设置/确认键输入密码，系统会将所输入与系统密码进展比对。假设输入密码正确那么绿灯亮。然后可以任意设置密码。每设置完一次都要按确认键。期间操作出现失误，红灯亮蜂鸣器响，操作错误超过 3 次，系统会锁定键盘一分钟，并报警用以防止恶意试探密码。4.1 系统软件设计本系统软件设计由主程序、初始化程序、数码显示程序、键盘扫描程序、键功能程序、密码设置程序、EEPROM读写程序和延时程序等组成。主要程序设计流程图如下所示：开场. v输入密码

18、正确吗黄灯亮红灯亮蜂鸣器响三次错误图 4.1 程序设计流程图设置/确认键绿灯亮设置/确认键输入新密码锁键盘一分钟完毕. v初始化按设置键输入密码确认程序所输入密码正确.Y开锁程序开锁程序输入次数加 1次数3报警程序返回NYN图4.2开锁流程图4.1.1 密码开锁功能本系统使用数组 PASSW存储密码,系统初始化对数组赋值 PASSW1,2，3，4，5，6，7，8。输入密码的时候，先将输入的每一位密码分别放置在数组PASST中，然后再将 PASST与 PASSW的每一位分别对照。假设每一位都相等，密码检查通过。第五章第五章 系统系统 PROTUSEPROTUSE 仿真图仿真图图 5.1 PROT

19、UES 仿真图图 5.2 PROTUES 仿真加载 HEX 文件在下列图中，当按下设置/确认键时，黄灯亮，然后输入密码。如密码输入正确，那么绿灯亮。如输入错误，红灯亮且蜂鸣器响。当出现三次错误时，同时要锁定键盘一. v分钟。经调试，所需要的功能都能实现。图 5.3 按下设置/确认键黄灯亮图 5.4 密码正确时绿灯亮图 5.5 当密码错误时红灯亮图 5.6 设置新密码时黄灯绿灯同时亮第第 6 6 章章 设计总结设计总结 通过这次课程设计，掌握了单片机的一些根本知识，并将计算机控制以及所有关知识联系起来，本来有些原理还是懵懂的，但是在找电子密码锁的根本知识时，我发现只有动手做才会掌握一些技巧。通过

20、这次的设计，我们熟悉并熟练掌握了 Protel 和Protues 的技巧；在 C 语言程序设计中，学到了如何使用 C 语言对单片机进展编写程序，熟悉了使用 KEIL 软件，并且加深了对单片机的编程技巧。 在做这个设计的过程中，我遇到了不少的问题。这锻炼了我们筛选、查阅资料，并将理论结合到自己的设计中的能力。一步一步的排除故障原因，找到故障的原因并解决故障。 这次的设计使我们对模拟电子、数字电子知识加深了了解，尤其是在对电路进展调试以及对 C 语言程序的编写和调试的时候，出现了很多这些方面的问题，通过对以往知识的复习稳固，将问题解决。在此设计中，学到了很多知识，不仅对于技术有了更深入的学习，而且

21、对于一个工程的完成的工作时序、任务分配也有了一定的了解。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会效劳，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了些问题，最后在教师和各位同学的辛勤指导下终于解决了。我们学得到很多实用的知识，在此表示感谢！同时，对给过我们帮助的所有同学和指导教师再次表示忠心的感谢！参考文献参考文献1 当方微型计算机控制技术M中国水利水电，2001 年2 胡汉才单片机原理及其借口技术M清华大学，1996 年3 赵新民智能仪器设计根

22、底MXX 工业大学，1999 年4 潘新，民王，燕芳微型计算机控制技术M电子工业，2003 年5 李钟实实用电子报警器精选百例M：科技技术文献，2002 年6 陈爱弟Protel99se 实用培训教程M人民邮电，2000 年。7 阎石数字电子技术根底M高等教育，1998 年8 童诗白模拟电子技术根底M高等教育出版涉，1998 年附录附录. v1. 1.源程序源程序*include *define uchar unsigned char *define uint unsigned int uchar i,j,num,temp,wrong; uchar passw=1,2,3,4,5,6,7,8;

23、 uchar passt=0,0,0,0,0,0,0,0; uchar code table=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f,0 x77,0 x7c, 0 x39,0 x5e,0 x79,0 x71, 0 x76,0 x79,0 x38,0 x3f,0; bit lockflag; bit editflag; bit cmpflag; bit pressflag; sbit alarm=P13; sbit rled=P10; sbit gled=P11; sbit yled=P12; uint t0,a;

24、uchar right; void delay(uint z) uint x,y; for(x=z;x0;x-) for(y=110;y0;y-); void lock() TMOD=0 x01; TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; ET0=1; EA=1;. v TR0=1; while(1) if(t00;a-) rled=rled; delay(1000); else alarm=0; rled=1; TR0=0; t0=0; break; void timer0() interrupt 1 TH0=(65536-50000)/25

25、6; TL0=(65536-50000)%256; t0+;uchar keyscan() P3=0 xfe; temp=P3; temp=P3&0 xf0; while(temp!=0 xf0) delay(50);. v if(temp!=0 xf0) temp=P3; switch(temp) case 0 xee:num=0;pressflag=1; /1110 1110 break; case 0 xde:num=1;pressflag=1; /1101 1110 break; case 0 xbe:num=2;pressflag=1; /1010 1110 break; c

26、ase 0 x7e:num=3;pressflag=1; /0111 1110 break; while(temp!=0 xf0) temp=P3; temp=temp&0 xf0; P3=0 xfd;temp=P3;temp=P3&0 xf0;while(temp!=0 xf0) delay(50); if(temp!=0 xf0) temp=P3; switch(temp) case 0 xed:num=4;pressflag=1; break; case 0 xdd:num=5;pressflag=1;. v break; case 0 xbd:num=6;pressflag=1; break; case 0 x7d