华南理工大学广州学院工业自动化训练嵌入式实验报告Word格式文档下载.docx
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本方案硬件部分是由AT89C51单片机、LCD1602（16x2型）、矩阵按键、电源电路和报警电路等几部分组成。
软件主要由C语言编程。
该密码锁利用单片机技术，通过矩阵按键输入、保护密码，并由LCD显示密码输入，从而实现对密码的判断和报警。
关键字：
单片机AT89C51,密码锁，LCD1602，矩阵按键
目录
一、整体方案说明4
1.1、本密码锁应用的知识4
1.2、功能说明5
1.3、总体结构框图5
二、小组分工5
三、硬件电路说明5
3.1、AT89C51单片机5
3.2、LCD1602（16x2型）6
3.3、4X4矩阵按键7
3.4、有源蜂鸣器7
3.5、电路图8
四、软件编程说明8
4.1、功能函数解释8
4.2、主函数解释9
五、调试说明10
六、个人感想10
一、整体方案说明
本密码锁是利用8051单片机的控制结合LCD1602和矩阵按键输入方法，设计的一个LCD密码锁，可以用在需要密码输入的场合中，例如要当门禁用时，需要实际配合电子门锁。
1.1、本密码锁应用的知识
1、AT80C51编程方法
2、1602LCD（16x2型）显示
3、密码比较处理的设计方法
4、4x4矩阵键盘扫描输入和按键赋值
5、有源蜂鸣器的使用方法
1.2、功能说明
1、使用LCD显示器来显示密码输入的相关消息及提示
2、可以显示5位数字/字符密码
3、内定一组数字密码为：
8011
4、密码输入正确则在LCD上显示“correctanswer”，输入错误则在LCD上显示“erroranswer”
5、密码输入错误有短暂的蜂鸣器错误提示
6、密码输入判断完之后清空所输入的密码并跳转到密码输入界面
1.3、总体结构框图
二、小组分工
小组分工明确，黄昱鑫负责模块资料搜索和整理，高哲轩负责在Proteus中画出电路图、测试各个模块的功能并整理程序，李泽寰负责实现密码的多位显示、密码保护以及密码清除功能。
三、硬件电路说明
3.1、AT89C51单片机
AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含4kbytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和128bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大AT89C51单片机可为您提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。
主要性能参数：
与MCS-51产品指令系统完全兼容；
4k字节可重擦写Flash闪速存储器；
1000次擦写周期；
全静态操作：
0Hz－24MHz；
三级加密程序存储器；
128×
8字节内部RAM；
32个可编程I／O口线；
2个16位定时／计数器；
6个中断源•可编程串行UART通道；
低功耗空闲和掉电模式。
3.2、LCD1602（16x2型）
1602引脚标号和作用
编号
符号
引脚说明
1
VSS
电源地
9
D2
数据
2
VDD
电源正极
10
D3
3
VL
液晶显示偏压
11
D4
4
RS
数据/命令选择
12
D5
5
R/W
读/写选择
13
D6
6
E
使能信号
14
D7
7
D0
15
BLA
背光源正极
8
D1
16
BLK
背光源负极
第1脚：
VSS为地电源。
第2脚：
VDD接5V正电源。
第3脚：
VL为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度。
第4脚：
RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。
第5脚：
R/W为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。
当RS和R/W共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平R/W为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平R/W为低电平时可以写入数据。
第6脚：
E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。
第7～14脚：
D0～D7为8位双向数据线。
第15脚：
背光源正极。
第16脚：
背光源负极。
3.3、4X4矩阵按键
用4条I/O线作为行线，4条I/O线作为列线组成的键盘。
在行线和列线的每个交叉点上，设置一个按键。
而这样的按键中按键的个数是4X4个。
这样的行列式键盘结构能够有效地提高单片机系统中I/O口的利用率。
程序设计思路：
扫描的工作方式，就是P1.7～P1.5轮流输出低电平，然后读入P1.3～P1.0，判断，如果有按下，就是低电平，没按下的都是高电平。
3.4、有源蜂鸣器
多谐振荡器由晶体管或集成电路构成。
当接通电源后（1.5~15V直流工作电压）,多谐振荡器起振,输出1.5~2.5kHZ的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。
3.5、电路图
其中：
1602LCD:
D0-D7=P0^0-P0^7；
RS=P2^0RW=P2^1E=P2^2；
矩阵按键：
P1^0-P1^7；
蜂鸣器：
P2^7；
四、软件编程说明
4.1、功能函数解释
voiddelay1ms（uintc）:
可调时间延时，1ms。
voiddelaylong（）：
固定时间延时。
voidbeep（）:
输出一定频率的脉冲来控制蜂鸣器。
ucharkeyscan（）:
按键扫描，获取所按矩阵按键的键值，为LCD的显示做准备。
voidlcd_writecom（ucharcom）:
LCD写命令函数，为数据的写入做准备，为写数据指明通道。
voidlcd_writedate（uchardate）:
写数据开始的准备，标明开始写数据，然后开始写入数据。
voidlcd_init（）:
LCD的初始化，为LCD的使用做准备。
voidlcd_show_title（）:
LCD上显示标题（YourPassword...）；
4.2、主函数解释
voidmain（）
{
ucharasd=0,g=0;
lcd_init（）;
//LCD初始化
while
（1）
{
key=keyscan（）;
//按键扫描
lcd_show_title（）;
//显示标题
lcd_writecom（0x80+0x40+a）;
//显示密码，a为密码的个数超过4从一开始
lcd_writedate（'
*'
）;
//密码用'
表示
table[a]=key;
//储存输入密码
if（（table[4]=='
Y'
）&
&
a==4）//按确定键判断密码的正确性
if（（table[0]==result[0]）&
（table[1]==result[1]）&
（table[2]==result[2]）&
（table[3]==result[3]））
{//比较输入密码
a=-1;
lcd_writecom（0x80+0x40）;
for（asd=0;
asd<
16;
asd++）
{
lcd_writedate（di_4[asd]）;
//如果正确显示correctanswer
}
delaylong（）;
lcd_writecom（0x01）;
else
//错误显示erroranswer
lcd_writedate（di_3[asd]）;
beep（）;
//蜂鸣器报警
//清屏
}
五、调试说明
调试我们采用的是自底向上的过程，首先单独调试了按键赋值的函数，然后单独调试了LCD1602模块，确定没问题后我们就尝试使用矩阵按键在LCD1602上显示一位数，后来又用算法实现可以显示输入的五位数，后来为了密码的安全，我们尝试用‘*’覆盖输入的密码在LCD上显示出来，最后我们把密码存在数组里，并和正确密码比较出最种结果。
六、个人感想
通过这次嵌入式的学习，我感受到了自动化控制的魅力；
本来不会动，没有任何反应的东西，在我的编程下按我的想法运作，十分有意思。
这次的学习也让我把理论知识化为实际的运用，让我对嵌入式有了新的了解。
这次的工业自动化实习（嵌入式）使我有了很多新的想法，让我在实际训练中找到了自己的不足，让我看到了如今社会行业的变化。
随着时代的进步，机器正在进一步代替人类工作，改变人们的生活，而嵌入式正是其中的一种。
我将在嵌入式上下狠功夫，把嵌入式学好，做出更厉害的东西。
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