1电子密码锁课程设计3

第２８页目录１．绪论３１．１．引言３１．２．电子密码锁的背景３２．设计说明４２．１．总体说明４２．２．总体结构图５３．硬件设计５３．１．元件清单５３．２．原理图６３．３．电路元件说明及原理图７３．３．１．LED数码显示器７３．３．２．复位电路９３．３．２．时钟电路９３．３．４．矩阵电路１０３．３．５．74LS245说明１１３．３．６．单片机引脚说明１１４．程序存储器和数据存储器的单元分配１２４．１．程序存储器和数据存储器的单元分配１２４．１．１．程序存储器１３４．１．２．数据存储器１３４．１．３．特殊功能寄存器１３５．程序设计１４５．１．程序流程图１４５．２．原程序１６６．运行结果２６７．总结２７８．参考文献２８第２８页1绪论1.1引言随着人们生活水平的提高，如何实现防盗这一问题也变的尤其突出，传统的机械锁由于其构造的简单，被撬的时间屡屡发生。电子所由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大人民的喜爱。锁是置于可启闭的器物上，用以关注某个确定的空间范围或某种器具的，必须以钥匙或暗码打开的扣件。锁具发展到现在已有若千年的历史了，人们对他的结构，机理也研究的很透彻，因此，不用钥匙打开的方式也层出不穷。现代人类文明社会里，由于各种矛盾冲突十分激烈，人们的思想道德观念，价值观，文化修养水平等差异，群众中良莠不齐，善良的人们能够自觉规范自己的行为，“非礼不为”，虽无钥匙亦不会乱闯。然而，那些毫无道德观念的盗贼却想法设法利用高科技设备撬开门锁，使广大居民防不胜防。所以更为现在的锁具需要需要革命。1.2电子密码锁的背景随着社会科技的进步，锁已经发展到了密码锁。电子锁，激光锁，声控锁等等。在传统钥匙的基础上，加了一组或多组密码，不同声音，不同磁场，不同光束，光波，不同图像（指纹，脸部等）来控制锁的开启。从而大大提高了锁的安全性，使不法之徒无从下手，人们也就能对自身财产安全有了更多的保障。当今安全信息系统越来越广泛，特别是保护机密，维护隐私和财产保护方面起到重要作用，而基于电子密码锁的安全系统是其中的组成部分，因此研究它具有重大的现实意义。第２８页２设计说明２.1总体说明用4*4的矩阵键盘组成0至9及确认键和清除键；提示信息的显示电路用8位数码管组成显示，初始化时显示器显示“EF”，当输入密码时，只显示“-”，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，若密码输入正确，则锁开，即LED发光二极管发光；若密码输入不正确，则蜂鸣器一直发出“嘀”、“嘀”的报警声，直到复位。在输入密码的后按“ＥＮＴＥＲ”键，进行密码比较然后给出相应信息。若输入密码错误，可以利用“ＣＬＲ”键删除刚才输入的错误的数字。２.２总体结构图：显示屏幕复位电路键盘ＡＴ８９Ｃ５１晶振电路第２８页３硬件设计３.1元件清单：原件名称所属类所属子类AT89C51MicroprocessorICs8051familyCAPCapacitorsGenericCAP-ELECCapacitorsGenericCRYSTALMiscellameous-------RESResistorsGeneric7SEG-MPX8-CC-BLUEOptoelectronics6-SegmengDisplays74LS245TTL74LSseriesTransceiversBUTTONSwitches&RelaysSwitchesSOUNDERSpeakers&Sounder-------LED-YELLOWOptoelectronicsLEDs元件全部添加完后，在ProteusISIS的编辑区域中按下图所示的原第２８页理图连接硬件电路。３.２原理图：第２８页３.３电路元件说明及原理图：3.３.１LED数码显示器LED显示块是由发光显示二极管显示字段的显示器件。它实际上是由8个发光二极管，其中7个发光二极管构成七笔字形“8”，另一个发光二极管构成小数点。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。LED数码显示器内部有两种不同的形式：共阳极显示和共阴极显示，此设计采用共阴极显示。其内部结构及共阴极显示其内部电路如下：第２８页LED数码显示字形（段）码表如下：显示字形字形码（共阳极）字形码（共阴极）0C0H3FH1F9H06H2A4H5BH3B0H4FH499H66H592H6DH682H7DH7F8H07H880H7FH第２８页990H6FHA88H77HB83H7CHCC6H39HDA1H5EHE86H79HF8EH71H3.３.2复位电路：复位电路有上电自动复位和手动复位，此设计用的是上电复位，电路图如上。pin9：RESET/VPD复位信号复位脚，当8951通电，时钟电路开始工作，在RESET引脚上出现24个时钟周期以上的高电平，系统及初始复位。3.3.3时钟电路：第２８页89C51芯片内部有一个高增益反相放大器，用于构成振荡器。反相放大器的输入端为XTAL1，输出端为XTAL，两端跨接石英晶体及两个电容就可以构成稳定的自激振荡器。电容器C1和C2通常取30PF，可稳定频率并对振荡频率有微调作用。此振荡脉冲频率为12MHZ。单片机时钟电路振荡脉冲可以由内部方式和外部方式产生，XTAL1(19引脚)XTAL2(18引脚)即为单片机的两个时钟引脚。3.３.４矩阵键盘：矩阵式键盘又称行列式键盘，往往用于按键个数多的场合，矩阵式键盘的按键于行、列的交叉点上，每条水平线和垂直线在交叉处不直接连通，而是通过一个按键加以连接，列线通过上拉电阻接电源，将行线所得单片机的I/O口作为输出端，列线所接的I/0口为第２８页输入端，编程所有行线输出低电平，列线输出高电平，当没有键被按下时，所有输出端为高电平，表示无键按下，一旦有键按下，则出现输入端被拉低变为低电平。这样，通过读入列线的状态即可知道是否有键按下。3.３.５74LS245说明：74LS45芯片常来驱动LED或者其它设备，它是8路同相三态双向总线收发器，可双向传输数据。当单片机的PO口总线负载达到或者超过PO最大负载能力是，必须接入74LS245等总线驱动器。3.３.６单片机引脚说明Pin20：接地脚。pin40：正电源脚，工作时，接+5v电源。第２８页pin19：时钟XTAL1引脚，片内振荡电路的输入端。pin18：时钟XTAL2脚，片内振荡电路的输出端。B0B1B2B3B4B5B7B6A0A3A4A6A1A5A2A7XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C51４程序存储器和数据存储器的单元分配４.１程序存储器和数据存储器的单元分配存储器是单片机的一个重要组成部分，每个存储单元对应一个地址，每个个单元共有1个地址，用两位16进制数表示，即存储器的地址（00H～FFH）。存储器中每个存储单元可存放一个八位二进制信息，通常用两位16进制数来表示，这就是存储器的内容。第２８页４.1.１程序存储器在单片机处理问题之前必须事先将编好的程序、表格、常数汇编成机器代码后存入单片机的存储器中，该存储器称为程序存储器。程序存储器可以放在片内或片外，亦可片内片外同时设置。由于PC程序计数器为16位，使得程序存储器可用16位二进制地址，因此，内外存储器的地址最大可从0000H到FFFFH。４.1.２数据存储器单片机的数据存储器由读写存储器RAM组成。其最大容量可扩展到64k，用于存储实时输入的数据。8051内部有256个单元的内部数据存储器，其中00H～7FH为内部随机存储器RAM，80H～FFH为专用寄存器区。４.1.３特殊功能寄存器特殊功能寄存器（SFR）的地址范围为80H～FFH。在MCS－51中，除程序计数器PC和四个工作寄存器区外，其余21个特殊功能寄存器都在这SFR块中。MCS－51共有P0～P3四个这样的并行口，可提供32根I/O线，每根线都是双向的，并且大都有第二功能。其余第２８页用于芯片控制的寄存器中，累加器A、标志寄存器PSW、数据指针DPTR等的功能。５程序设计8位数码显示，初始化时，显示“EF”，接着输入最大6位数的密码，当密码输入完毕后，按下“ENTER”键，与密码初始值进行比较，若发光二极管发光，则说明密码正确;如果蜂鸣器发出报警声，则说明密码错误。在输入密码过程中，显示器只显示“-”，当输入密码位数超过6个数字时，蜂鸣器会发出报警声。在输入密码过程中，若输入错误，则可以通过清零键“CLR”删除输入错误的数字，接着可以继续输入数字。５.１程序流程：如下图第２８页是CLR键？是ENTER键？存键值已输6位段码，密码左移开始等待输入计算键值首次按键？段码，密码右移计数值减1比较报警密码正确开锁计数值加1初始化，设置初始密码是否是否是是第２８页５.２源程序LED_BIT1EQU30HLED_BIT2EQU31HLED_BIT3EQU32HLED_BIT4EQU33HLED_BIT5EQU34HLED_BIT6EQU35HLED_BIT7EQU36HLED_BIT8EQU37HWORD_1EQU38HWORD_2EQU39HWORD_3EQU3AHWORD_4EQU3BHWORD_5EQU3CHWORD_6EQU3DHKEY_1EQU3EHKEY_2EQU3FHKEY_3EQU40HKEY_4EQU41HKEY_5EQU42HKEY_6EQU43H第２８页KEY_CNTEQU46HLINEEQU47HROWEQU48HVALEQU49HORG0000HSJMPSTARTSTART:MOVCNT_A,#00HMOVCNT_B,#00HMOVKEY_CNT,#00HMOVLINE,#00HMOVROW,#00HMOVVAL,#00HCLRP1.0CLRP1.7MOVLED_BIT1,#00HMOVLED_BIT2,#00HMOVLED_BIT3,#00HMOVLED_BIT4,#00HMOVLED_BIT5,#00HMOVLED_BIT6,#00H第２８页MOVLED_BIT7,#79HMOVLED_BIT8,#73HMOVKEY_1,#00HMOVKEY_2,#00HMOVKEY_3,#00HMOVKEY_4,#00HMOVKEY_5,#00HMOVKEY_6,#00HMOVWORD_1,#6MOVWORD_2,#5MOVWORD_3,#4MOVWORD_4,#3MOVWORD_5,#2MOVWORD_6,#1A0:LCALLDISPLSCAN:MOVP3,#0F0HL1:JNBP3.0,L2LCALLDLY_SJNBP3.0,L2第２８页MOVLINE,#00HLJMPRSCANL2:JNBP3.1,L3LCALLDLY_SJNBP3.1,L3MOVLINE,#01HLJMPRSCANL3:JNBP3.2,L4LCALLDLY_SJNBP3.2,L4MOVLINE,#02HLJMPRSCANL4:JNBP3.3,A0LCALLDLY_SJNBP3.3,A0MOVLINE,#03HRSCAN:MOVP3,#0FHC1:JNBP3.4,C2MOVROW,#00HLJMPCALCUC2:JNBP3.5,C3MOVROW,#01H第２８页LJMPCALCUC3:JNBP3.6,C1MOVROW,#0