基于Proteus环境的电子密码锁设计.docx
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基于Proteus环境的电子密码锁设计
基于Proteus环境的电子密码锁设计
一、实验目的
1.掌握嵌入式系统开发的基本流程；
2.熟悉嵌入式系统开发仿真软件使用方法；
3.基于89C52单片机来设计电子密码锁。
二、实验要求
1、用4*3组成0-9数字键及确认键、删除键；
2、用8位数码管组成显示电路提示信息，当输入密码时，只显示“—”，当密码位数输入完毕按下“确定”键时，对输入的密码与设定的密码进行比较，若密码正确，则开锁，此处用LED发光二极管亮1s作为提示；若密码不正确，禁止按键输入3s，同时发出“嘀、嘀”报警声。
三、实现原理
1、按键消抖
图3-1
由图3-l可见，在按键闭合和断开时产生了多个边沿，而在实际中每按一次键，我们只需要一组稳定的上升或下降边沿，所以对于电路中的按键信号，如果我们不滤除抖动的话，还是简单的读取信号的边沿，会引起一次按键被误读多次，这样就会引起电路的误动作。
为了保证按一次键电路只有一次正确的响应，即在键闭合稳定时读取键的状态，就要求电路中必须采取滤除抖动的措施。
本设计按键较多,故采用软件方法去抖,即检测出键闭合后执行一个延时程,产生5ms～10ms的延时,让前沿抖动消失后再一次检测键的状态,如果仍保持闭合状态电平
则确认为真正有键按下。
当检测到按键释放后,也要给5ms～10ms的延时,待后沿抖动消失后才能转入该键的处理程序。
2、矩阵扫描电路
由于本设计所用到的按键数量较多而不适合用独立按键式键盘。
采用的是矩阵式按键键盘，它由行线和列线组成，也称行列式键盘，按键位于行列的交叉点上，密码锁的密码由键盘输入完成，与独立式按键键盘相比，要节省很多I/O口。
本设计中使用的这个3*4键盘不但能完成密码的输入还能作特别功能键使用，比如清空显示功能等。
键盘的每个按键功能在程序设计中设置。
其大体功能（看键盘按键上的标记）及与单片机引脚接法如图3-2所示：
图3-2
3、复位电路
单片机复位是使CPU和系统中的其他功能部件都处在一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作，例如复位后PC＝0000H，使单片机从第—个单元取指令。
无论是在单片机刚开始接上电源时，还是断电后或者发生故障后都要复位。
在复位期间（即RST为高电平期间），P0口为高组态，P1－P3口输出高电平；外部程序存储器读选通信号PSEN无效。
地址锁存信号ALE也为高电平。
根据实际情况选择如图3-3所示的复位电路。
该电路在最简单的复位电路下增加了手动复位按键，在接通电源瞬间，电容C1上的电压很小，复位下拉电阻上的电压接近电源电压，即RST为高电平，在电容充电的过程中RST端电压逐渐下降，当RST端的电压小于某一数值后，CPU脱离复位状态，由于电容C1足够大，可以保证RST高电平有效时间大于24个振荡周期，CPU能够可靠复位。
增加手动复位按键是为了避免死机时无法可靠复位。
当复位按键按下后电容C1通过R5放电。
当电容C1放电结束后，RST端的电位由R11与R15分压比决定。
由于R11<R11的作用在于限制按键按下瞬间电容C1的放电电流，避免产生火花，以保护按键触电。
图3-3复位电路原理图
4、晶振电路
AT89C51引脚XTAL1和XTAL2与晶体振荡器及电容C2、C1按图3.4所示方式连接。
晶振、电容C2／C3及片内与非门（作为反馈、放大元件）构成了电容三点式振荡器，振荡信号频率与晶振频率及电容C1、C2的容量有关，但主要由晶振频率决定，范围在0～33MHz之间，电容C2、C3取值范围在5～30pF之间。
根据实际情况，本设计中采用12MHZ做系统的外部晶振。
电容取值为33pF。
图3-4晶振电路原理图
5、报警电路
报警部分由陶瓷压电发声装置及外围电路组成，加电后不发声，当有键按下时，“叮”声，每按一下，发声一次，密码正确时，不发声直接开锁，当密码输入错误时，单片机的P3.1引脚为低电平，三极管T3导喇叭发出噪鸣声报警。
如图
3-5所示：
图3-5报警电路原理图
四、实验步骤
1．熟悉Proteus软件环境；
2．熟悉89C52硬件环境；
3．编写相应处理器程序代码；
4．基于Proteus环境进行仿真测试。
五、程序代码
#include
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
ucharsmg[16];//数码管段显示；
ucharcodepassword[]={1,9,8,8,0,8,1,4};
charnum,k,x;
voiddisplay（）;
voidkey_scan（）;
//voidcorrect（）;//密码正确数码管显示“open”
//voiderror（）;//密码错误数码管显示“error”
intFlag;//与密码初值比较，正确则置‘1’
sbitfmq=P3^1;//蜂鸣器输入端
sbitled=P3^0;//密码正确，灯亮
//主函数
voidmain（）
{
k=0;
led=0;
fmq=1;
x=0;
while
（1）
{
key_scan（）;
display（）;
}
}
//延时函数
voiddelay（uinti）//延时函数
{
uintj;
while（i--）
{
for（j=0;j<120;j++）;
}
}
voidbeep（）//蜂鸣器函数；
{
uinti;
for（i=0;i<5;i++）//蜂鸣器响五次
{
fmq=0;
delay（300）;
fmq=1;
delay（300）;
P2=0xff;
P0=0x00;
}
fmq=1;
}
//扫描函数
voidkey_scan（）
{
uchartemp;
P1=0xf0;
temp=P1;
if（temp!
=0xf0）
{
delay（25）;
P1=0xf0;
temp=P1;
if（temp!
=0xf0）
{
P1=0xfe;
temp=P1;
switch（temp）
{
case（0xee）:
P0=0x40;smg[x++]=num;num=0;k++;delay（200）;break;
case（0xde）:
P0=0x40;smg[x++]=num;num=1;k++;delay（200）;break;
case（0xbe）:
P0=0x40;smg[x++]=num;num=2;k++;delay（200）;break;
case（0x7e）:
P0=0x40;smg[x++]=num;num=3;k++;delay（200）;break;
}
P1=0xfd;
temp=P1;
switch（temp）
{
case（0xed）:
P0=0x40;smg[x++]=num;num=4;k++;delay（200）;break;
case（0xdd）:
P0=0x40;smg[x++]=num;num=5;k++;delay（200）;break;
case（0xbd）:
P0=0x40;smg[x++]=num;num=6;k++;delay（200）;break;
case（0x7d）:
P0=0x40;smg[x++]=num;num=7;k++;delay（200）;break;
}
P1=0xfb;
temp=P1;
switch（temp）
{
case（0xeb）:
P0=0x40;smg[x++]=num;num=8;k++;delay（200）;break;
case（0xdb）:
P0=0x40;smg[x++]=num;num=9;k++;delay（200）;break;
case（0xbb）:
P0=0x40;
if（（Flag==1）&（k==8））
{
led=1;
//correct（）;
delay（1000）;
led=0;
k=0;
}
else
{
beep（）;
//error（）;
k=0;
}break;
case（0x7b）:
P0=0x40;k--;delay（200）;Flag=1;x--;num=smg[x];break;
}
}
}
}
//显示函数
voiddisplay（）
{
if（k==1）
{
P2=0x7f;
if（password[0]==num）
{
Flag=1;
}
else
{
Flag=0;
}
}
while（k==2）
{
P2=0x3f;
if（password[1]==num）
{
Flag=1&Flag;
}
else
{
Flag=0;
}
key_scan（）;
}
while（k==3）
{
P2=0x1f;
if（password[2]==num）
{
Flag=1&Flag;
}
else
{
Flag=0;
}
key_scan（）;
}
while（k==4）
{
P2=0X0f;
if（password[3]==num）
{
Flag=1&Flag;
}
else
{
Flag=0;
}
key_scan（）;
}
while（k==5）
{
P2=0x07;
if（password[4]==num）
{
Flag=1&Flag;
}
else
{
Flag=0;
}
key_scan（）;
}
while（k==6）
{
P2=0X03;
if（password[5]==num）
{
Flag=1&Flag;
}
else
{
Flag=0;
}
key_scan（）;
}
while（k==7）
{
P2=0x01;
if（password[6]==num）
{
Flag=1&Flag;
}
else
{
Flag=0;
}
key_scan（）;
}
while（k>=8）
{
P2=0X00;
k=8;
if（password[7]==num）
{
Flag=1&Flag;
}
else
{
Flag=0
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