单片机课程设计报告数字密码锁设计

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1、湖南大学电气与信息工程学院本科生课程设计题目： 数字密码锁课程：单片机原理专业：测控技术与仪器班级：09级02班学号：12345678姓名：xxxxxxx指导老师： xxxxxxx设计时间： 2012年6月目录1、前言2、实验任务及方案3、硬件原理图4、程序流程图及程序5、使用说明书6、心得体会7、教师评语一、前言随着社会物质财富的日益增长和人们生活水平的提高，安全成为现代居民最关心的问题之一。而锁自古以来就是把守门的铁将军，人们对它要求甚高，即要求可靠地防盗，又要使用方便。传统的门锁既要备有大量的钥匙，又要担心钥匙丢失后的麻烦。随着单片机的问世，出现了数字密码锁，其保密性高，使用灵活性好，安

2、全系数高，故受到广大用户的青睐。数字密码锁通常使用ARM和单片机控制，单片机相对ARM实现较为简单，功能较为完善，因此使用单片机控制较多。用单片机控制的密码锁常使用汇编语言编写程序，数码管做显示器 。但本设计使用移植性及可读性强的C语言编写；同时采用显示清楚、功率消耗小而且寿命长的1602A液晶显示器。从经济实用的角度出发，采用ADUC848单片机设计出一种具有密码设置、报警等功能的数字密码锁，并通过Proteus软件成功地进行了仿真。二、实验任务及方案 1、方案比较方案一：以ADUC848单片机为数字密码锁系统核心，使用4*4矩阵键盘作为数据输入方式，驱动1602A显示器提示程序运行过程和开

3、锁的步骤，利用AT24C02芯片实现掉电存储。方案二：以74LS112双JK触发器构成的数字逻辑电路控制方案。2、方案选择由于利用单片机灵活的编程设计和强大的I/O端口，及其控制的准确性，不但能实现基本的密码锁功能，还可以增添掉电存储、声光提示等功能，故选用方案一。三、硬件原理图1、ADUC848引脚图Pin14：（P1.0P1.3）作为矩阵式键盘或独立按键的输入，P1口只能用于输入，默认用于模拟输入，作为数字输入使用时应先往P1口相应引脚写0，这里可以用P0&=0xf0。若P2、P3、P0口要作为输入，则应往相应引脚写1。Pin5、6：AVDD、AGND，模拟电源输入。Pin7、8：外部参考

4、电压接入，Pin7接AGND。片内DAC有2.5V内部参考，ADC有1.25V内部参考。Pin9、10：（P1.4、P1.5）两路AD输入，可做差分输入，需要设置ADC的寄存器。Pin11、12：（P1.6、P1.7）各200uA激励电流源，可配合RTD等做应用。Pin13：两路AD输入做普通输入时的电压参考端，AD输入电压不能低于此引脚电压。Pin14：片内DAC输出。Pin15：复位引脚。Pin16、17：单片机RS232接口的RXD（P3.0） TXD（P3.1）。Pin18：（P3.2） 外部中断0，用于红外接收和PS/2接口。Pin19：（P3.3）LCD1602，LCD12864A

5、的EN引脚，控制第一位数码管。Pin20、21：DVDD、DGND数字电源输入。Pin22：（P3.4）PS/2接口的data信号。Pin23：（P3.5）LCD1602和LCD12864A的RW。Pin24：（P3.6）LCD1602和LCD12864A的RS。Pin25：LCD12864A的CS1。Pin26：IIC接口时钟信号。Pin27：IIC接口data信号。Pin28：（P2.0）SPI接口时钟信号。Pin29：（P2.1）SPI接口MOSI信号、控制第6位数码管的位码。Pin30：（P2.2）SPI接口MISO信号、控制第7位数码管的位码。Pin31：（P2.3）SPI接口SS信

6、号、控制第8位数码管的位码；P2.03也作为4X4矩阵式键盘的扫描输出信号、步进电机的控制信号、数码管第数码管第6、7、8位位码。但是SPI、4X4矩阵式键盘、步进电机、数码管第6、7、8位功能不能同时实现。Pin32、Pin33：接外部32.768KHz晶振。Pin34、Pin35：DVDD、DGND。Pin36：（P2.4）LCD12864A的CS2。Pin37：（P2.5）内部PWM模块输出，控制红外LED。Pin38：（P2.6）内部PWM模块输出，控制蜂鸣器。Pin39：（P2.7）内部PWM模块的外部时钟输入（也可以用内部时钟）。Pin40：EA，低电平有效，正常使用时拉低。Pin

7、41：PSEN，在此引脚电平为低时按复位键进入debug模式，可以下载和调试程序。Pin42：ALE。Pin47、Pin48：DGND、DVDD。Pin43、44、45、46、49、50、51、52：P0口、LCD1602和LCD12864的数据总线，数码管的段码。2、电源模块原理图如图1.2所示。本学习板共有如下3种供电方式： （1）5V电源适配器供电（开关往上拨、插针1下面两脚接跳线帽）。将开关sw4第2、3脚接通（开关往上拨），电源网络DVDD连接到插针1第2脚的输出，将插针1的第1、2脚（插针1下面两脚）接跳线帽，DVDD直接连接到电源适配器输入端，即为5V电源适配器供电模式。（2）7

8、12V电源适配器供电（开关往上拨、插针1上面两脚接跳线帽） 将开关sw4第2、3脚接通（开关往上拨），电源网络DVDD连接到插针1第2脚的输出，将插针1的第2、3脚（插针1上面两脚）接跳线帽，DVDD连接到稳压芯片7805的输出，而7805的输入端连接到电源适配器输入端，即为712V的电源适配器经7805给学习板供电的模式。（3）USB供电（开关往下拨）。将开关sw4第1、2脚接通（开关往下拨），电源网络DVDD连接到USB电源输入端。对DVDD网络和AVDD网络设了测试点，方便调试。3、RS232串口连接原理图如图1.5所示。图1.5 RS232串口模块该模块中采用maxin公司的max23

9、2作电平转换，为方便调试硬件，对RXD，TXD信号设测试点和LED。4、LCD显示信号连接图如图1.7所示。图1.7 LCD信号连接关键网络名和引脚名解释： （1）DISCTRL04：显示控制信号。（2）D0D7、DB0DB7：数据总线。（3）E：LCD使能信号。（4）RS：数据、指令选择信号。（5）RW：读、写选择信号。（6）CS1、CS2：LCD12864由两部分组成，CS1和CS2为选择信号。板上接口4的上排位LCD12864的接口，下排位LCD1602的接口，排针和排母左对齐插入。5、按键输入模块该模块原理如图1.12所示。图1.12 按键模块由于P1口（用于行扫描）内部无上拉电阻，为

10、使无键按下时行信号为高电平，故将行信号接上拉电阻，电阻大小10K即可。引脚复用：P2.0P2.3为4X4矩阵式键盘列扫描信号，又复用作步进电机控制信号，SPI信号、P2.1P2.3还复用为数码管第5、6、7位位码控制信号。参与复用的一项功能使用时，其他参与复用的功能则不能使用。插针配置： （1）插针10上面两脚接跳线帽，4X4矩阵式键盘输入，行扫描信号为P1.0P1.3，列扫描信号为P2.02.3。（2）插针10下面两脚接跳线帽，独立按键输入，该模式有4个独立按键可用，按键扫描所用端口为P1.0P1.3。这4个按键为4X4矩阵键盘的左边4个按键。四、程序流程图及程序1、流程图开始系统初始化调用

11、EEPROM密码显示主界面输入密码判断密码锁键盘LED灯闪烁报警开锁返回主界面2、程序模块（1）、主程序void main(void) uchar temp; init(); while(1) if(lockflag) temp=keyscan(); if(temp!=No_key) aa=0; else temp=keyscan(); if(temp!=No_key) if(temp=12) reset(); startflag=1; if(startflag) enter_code(temp);if(temp=13) if(j!=6) fail_an(); else confirm();

12、if(conflag) succeed_an(); else fail_an(); if(temp=10)dipaly_your(); temp=keyscan(); if(temp=11) confirm(); if(conflag) display_new(); enter_code(temp); resavekey(); else fail_an(); if(temp=14) delete(); if(temp=15)timeshow(); （2）、键盘扫描模块#includevoid KeyDelay(unsigned int KeyJsTime);void KeyDelayforti

13、me(unsigned int KeyJsTime);unsigned char keyscan();unsigned char keyscan()static unsigned char KeyHaveFree=1 ;static unsigned int KeyJs=0;unsigned char temp,KeyTemp=0xff;P1&=0xf0; P2&=0xf0; temp=P1&0x0f; if(KeyHaveFree) if(temp!=0x0f) KeyDelay(15000);if(temp=(P1&0x0f) P2|=0x0e; /P2.00 switch(P1&0x0f

14、) case 0x0e:KeyTemp=3;break; case 0x0d:KeyTemp=7;break; case 0x0b:KeyTemp=11;break; case 0x07:KeyTemp=15;break; case 0x0f:break; default:KeyTemp= 0x80;break; P2&=0xf0; P2|=0x0d; switch(P1&0x0f) case 0x0e:KeyTemp= 2;break; case 0x0d:KeyTemp= 6;break; case 0x0b:KeyTemp= 10;break; case 0x07:KeyTemp= 14

15、;break; case 0x0f:break; default:KeyTemp= 0x81;break; P2&=0xf0; P2|=0x0b; switch(P1&0x0f) case 0x0e:KeyTemp= 1;break; case 0x0d:KeyTemp= 5;break; case 0x0b:KeyTemp= 9;break; case 0x07:KeyTemp= 13;break; case 0x0f:break; default:KeyTemp= 0x82;break; P2&=0xf0; P2|=0x07; switch(P1&0x0f) case 0x0e:KeyTe

16、mp= 0;break; case 0x0d:KeyTemp= 4;break; case 0x0b:KeyTemp= 8;break; case 0x07:KeyTemp= 12;break; case 0x0f:break; default:KeyTemp= 0x83;break; KeyHaveFree=0; /LCDPrintNumber(6,11,5,KeyTemp); else KeyJs+; if(KeyJs70) KeyHaveFree=1; KeyJs=66; if(temp=0x0f)KeyHaveFree=1;KeyJs=0; KeyTemp=0xf0; return K

17、eyTemp;（3）、时间模块#include#include#define LCD_Set 0x38 / 0011 1000 #define LCD_Clear 0x01 / 0000 0001 #define LCD_Display1 0x0f / 0000 1111 #define LCD_Display2 0x0c / 0000 1100 #define LCD_Mode 0x06 / 0000 0110 #define LCD_1_Left 0x80 #define LCD_2_Left (0x80+0x40) sbit RS = P36; sbit RW = P35; sbit E

18、 = P33; unsigned char second =50,minite=59,hour=23 ;void Delay1()unsigned char i;for(i = 0;i 30;i+); void Check_Busy()P0 = 0xff; Delay1();RS = 0;RW = 1;E = 1;Delay1();while(P0&0X80);E = 0;RW = 0;P0 = 0X00;void delay_ms(unsigned int ms) unsigned int i,j; for(i=0;ims;i+) for(j=0;j1000;j+); void Write_

19、Command(unsigned char Command) Check_Busy(); RS = 0 ; RW = 0 ; P0 = Command ; E = 1 ; delay_ms(3); E = 0 ; void Write_Data(unsigned char Data) Check_Busy(); RS = 1 ; RW = 0 ; P0 = Data ; E = 1 ; delay_ms(3); E = 0 ; void LCD1602_Init() E = 0;RW = 0;RS = 0; Write_Command(LCD_Set); / Write_Command(LCD

20、_Clear); Write_Command(LCD_Display2); Write_Command(LCD_Mode); / void LCD1602Printfc(unsigned char line,unsigned char address,unsigned char Data) if(line) Write_Command(0xc0+address); Write_Data(Data); else Write_Command(0x80+address); Write_Data(Data); void LCD1602_Display(unsigned char *table1 ) u

21、nsigned char i; Write_Command( LCD_1_Left ); delay_ms(1); for(i=0;i12;i+) Write_Data(table1i); delay_ms(20); void time_view() if(second = 60)second=0;minite +; if(minite = 60)minite=0;hour+; if(hour = 24)hour=0; LCD1602Printfc(1,8,hour/10+0); LCD1602Printfc(1,9,hour%10+0); LCD1602Printfc(1,10,:); LC

22、D1602Printfc(1,11,minite/10+0); LCD1602Printfc(1,12,minite%10+0); LCD1602Printfc(1,13,:); LCD1602Printfc(1,14,second/10+0); LCD1602Printfc(1,15,second%10+0); void Time0Init() TMOD = 0x01; TH0 = 0x3c; TL0 = 0xb0; ET0 = 1; TR0 = 1; EA = 1; void timeshow()LCD1602_Init(); Time0Init(); while(1) time_view

23、(); void time0(void)interrupt 1 static unsigned char time = 0; TH0 = 0x3c; TL0 = 0xb0; time +; if(time = 40) time = 0;second +; 五、使用说明书012345678输入9*#确认删除时间键盘布局如上图所示，图中“#”和“*”键位作为扩展键位，将来可做他用。六、心得体会从基本方案的制定，到硬件电路的选择，最后进行程序调试在此期间我们遇到很多困难，但经过两个人的不懈努力，终于击破了各个难点，达到的所需要的效果。在这次设计中，我们深刻认识到自身的不足缺少实战经验。与此同时，也因

24、为这次设计，我们得到一定的锻炼，体会到理论与实践相结合的重要意义。由于本次设计时间有限，一些设想没有完全实现，比如说：数字密码锁的网络通信扩展，人机界面智能化等。期待以后有机会对以上设想进行进一步研究践。附录：源程序#include#define uint unsigned int#define uchar unsigned char#define No_key 20 #define lcddata P0 sbit lcden= P33;sbit lcdrs= P36;sbit lcdrw= P35;sbit light= P07;uchar j ; uchar aa; uchar code

25、table= Hello! ;uchar code table1= OK! ;uchar code table2= Enter please: ;uchar code table4= Your password: ;uchar code table5= New password: ;uchar code table6= Wrong! ;uchar code key_table16 = 0,1,2,3, 4,5,6,7, 8,9,10,11, 12,13,14,15 ;uchar password=0,0,0,0,0,0; uchar save6; uchar conflag ; uchar l

26、ockflag; uchar startflag; void delay(uint z); void wright_com(uchar com); void wright_data(uchar date) ; void init(); void delete(); uchar keyscan() ; void enter_code(uchar t); void confirm(); void succeed_an(); void fail_an(); void lockkey(); void reset(); void display_enter(); void display_your();

27、void display_new();void display_OK();void main(void) uchar temp; init(); while(1) if(lockflag) temp=keyscan(); if(temp!=No_key) aa=0; else temp=keyscan(); if(temp!=No_key) if(temp=12) reset(); startflag=1; if(startflag) enter_code(temp);if(temp=13) if(j!=6) fail_an(); else confirm(); if(conflag) suc

28、ceed_an(); else fail_an(); if(temp=10)dipaly_your(); temp=keyscan(); if(temp=11) confirm(); if(conflag) display_new(); enter_code(temp); resavekey(); else fail_an(); if(temp=14) delete(); if(temp=15)timeshow(); void display_your()uchar num;wright_com(0x80);for(num=0;num16;num+)wright_data(table4num)

29、;void display_new()uchar num;wright_com(0x80);for(num=0;num16;num+)wright_data(table5num);void display_enter() uchar num; wright_com(0x80);for(num=0;num14;num+) wright_data(table2num); void display_OK() uchar num;wright_com(0x80);for(num=0;num16;num+) wright_data(table1num); void display_wrong()ucha

30、r num;wright_com(0x80);for(num=0;num16;num+)wright_data(table6num);void delete() wright_com(0x80+0x40+j); wright_data( ); save-j=0; wright_com(0x80+0x40+j); void reset()uchar num;display_enter();wright_com(0x80+0x40); for(num=0;num6;num+) savenum=0; wright_data( ); wright_com(0x80+0x40); lockflag=0;

31、 conflag=0;j=0;void succeed_an() display_OK(); void fail_an() int a;display_wrong(); lcdrs=0; for(a=0;a=0&t10) if(j=0) wright_com(0x80+0x40) ; wright_data(*) ; else wright_data(*) ; savej+=t; void confirm() uchar k;for(k=0;k=90) aa=0; lockflag=0; void init() uchar num; TMOD=1;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;ET0=1;EA=1; TR0=1;lcdrw=0; lcden=0;wright_com(0x38) ; wright_com(0x0c) ; wright_com(0x01) ; wright_com(0x80) ;for(num=0;num0;x-) for(y=110;y0;y-) ;