电子密码锁单片机课程设计文档格式.docx
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说明书格式
1.封面
2.课程设计任务书
3.目录
4.系统总体方案设计
5.系统硬件设计
6.软件设计（包括流程图）
7.系统的安装调试说明
8、总结
9、参考文献
10、附录（源程序清单及硬件原理图等）；
11、课程设计成绩评分表。
进度安排
设计时间为两周
第一周
星期一、上午：
布置课题任务，讲课及课题介绍
下午：
借阅有关资料，总体方案讨论
星期二、确定总体设计方案
星期三、硬件模块方案设计
星期四、软件模块方案设计
星期五、设计及调试
第二周
星期一、设计及调试
星期二、设计及调试
星期三、总调
星期四、写说明书
星期五、上午：
写说明书，整理资料
下午：
交设计资料，答辩
参考文献
[1]、《微型计算机原理及应用》许立梓编机械工业出版社2002
[2]、《微型计算机接口技术及应用》刘乐善编华中理工大学出版社2000
[3]、《计算机硬件技术基础试验教程》邹逢兴编高等教育出版社2000
[4]、《16位微型计算机原理接口及其应用》周佩玲编中国科学技术大学出版社2000
[5]、《微型计算机原理与接口技术》吴秀清编中国科学技术出版社2001
[6]、《微型计算机接口技术》邓亚平编清华大学出版社2001
[7]、《单片机原理及及应用》王迎旭编机械工业出版社2001
[8]、《单片机应用程序设计技术》周航慈著北京航空航天大学出版社2002
[9]、《单片机实用技术问答》谢宜仁主编人民邮电出版社2002
第1章概述-------------------------------1
设计任务---------------------------------------------------------------------1
设计要求---------------------------------------------------------------------1
主要设计条件---------------------------------------------------------------1
第2章系统整体方案设计------------------2
单片机系统---------------------------------------------2
矩阵键盘-----------------------------------------------2
LED显示-----------------------------------------------2
报警系统-----------------------------------------------2
第3章硬件电路设计----------------------3
键盘电路设计------------------------------------------3
LED显示电路设计--------------------------------------5
报警电路设计--------------------------------------------6
第4章软件设计--------------------------7
软件整体设计-------------------------------------------7
各子程序的设计-----------------------------------------7
第5章调试总结-------------------------11
第6章附录-----------------------------12
附录A源程序清单-------------------------------------------12
附录B硬件原理图-------------------------------------------16
第7章参考文献-------------------------17
第1章概述
随着科技的进展和人们生活水平的提高，如何实现保密防盗这一问题变的尤其的突出，传统的机械锁由于其构造的简单，失效的事件不足为奇，电子锁由于其保密性高，利用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的亲呢。
老师布置下这各课题时，其任务要求条件如下：
设计内容：
（1）密码的设定，此密码是固定在程序存储器ROM中，假设预设的密码为“12345”共5位密码。
（2）密码的输入：
采用两个按键来完成密码的输入，其中一个按键为功密码的输入进程。
然后进入密码的判断比较处置状态并给出相应的处置进程。
（3）按键禁止功能：
初始化时，允许按键输入密码，当有按键按下并开始进入按键识别状态时，按键禁止功能被激活，但启动的状态是在3次密码输入不正确的情形下发生的。
设计要求：
（1）设计方案要合理、正确；
（2）系统硬件设计及焊接制作；
（3）系统软件设计及调试；
（4）系统联调。
主要设计条件：
（1）MCS-51单片机实验操作台1台；
（2）PC机及单片机调试软件；
（3）单片机应用系统板1套；
（4）制作工具1套；
（5）系统设计所需的元器件。
基于以上，我的这次课程设计以单片机为核心，完成电子密码锁的设计。
第2章系统整体方案设计
这次课程设计基于单片机控制的电子密码锁，接到课题后，按照老师布置的任务和相关要求，结合主要设计条件，我设计了如下方案，其整体方案设计如下：
本系统由单片机系统、矩阵键盘、LED显示和报警系统组成。
系统能完成开锁、超时报警功能。
2.1单片机系统：
这次课题采用一种是用以80C51为核心的单片机控制方案。
利用单片机灵活的编程设计和丰硕的IO端口，及其控制的准确性，进行电子密码锁的设计。
这次课题用单片机P1口与键盘相连，做输入口，P0口与显示器相连，做显示，P2口做显示器扫描。
矩阵键盘接口电路：
这次课程设计采用4*4矩阵键盘，与P1口相连，采用扫描法。
设有0——9十个数字密码，和一个确认键。
开机显示000000，等待密码输入，输入6个密码，按确认键后，密码比较。
显示：
这次课程设计6密码6显示器，按键后即显示，动态显示。
P0口送示数据，P2口显示扫描，按照按键次数，第一名显示器显示第一次按的密码，第二位显示器显示第二次按的密码，第三位显示器显示第三次按的密码，依此第六位显示器显示第六次按的密码，按键完成后按确认键后，密码对则执行相关动作，不同则显示器清零，等待从头输入。
报警系统：
这次课程设计，当按键三次错误后，系统报警，报警装置由一扬声器实现，从口输出脉冲，使扬声器鸣报警。
第3章硬件电路设计
键盘电路设计
矩阵式键盘电路图3－1：
图3-1矩阵式键盘电路图
在键盘中按键数量较多时，为了减少I/O口的占用，通常将按键排列成矩阵形式，如图1所示。
在矩阵式键盘中，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。
如此，一个端口（如P1口）就可以够组成4*4=16个按键，比之直接将端口线用于键盘多出了一倍，而且线数越多，区别越明显，在需要的键数比较多时，采用矩阵法来做键盘是合理的。
矩阵式结构的键盘显然比直接法要复杂一些，识别也要复杂一些，图1-1中，列线通过电阻接正电源，并将行线所接的单片机的I/O口作为输出端，而列线所接的I/O口则作为输入。
如此，当按键没有按下时，所有的输出端都是高电平，代表无键按下。
行线输出是低电平，一旦有键按下，则输入线就会被拉低，如此，通过读入输入线的状态就可得知是不是有键按下了。
矩阵式键盘的识别方式：
肯定矩阵式键盘上何键被按下介绍一种“行扫描法”。
行扫描法行扫描法又称为逐行（或列）扫描查询法，是一种最常常利用的按键识别方式，如上图所示键盘，介绍进程如下。
判断键盘中有无键按下：
（1）先将行线置0111，然后检测列线的状态。
若是为0111，则k0被按下；
若是为1011，则k1被按下；
若是为1101，则k2被按下；
若是为1110，则k3被按下；
（2）将行线置1011，然后检测列线的状态，方式同
（1）；
（3）将行线置1101，然后检测列线的状态，方式同
（1）；
（4）将行线置1110，然后检测列线的状态，方式同
（1）.
LED显示电路设计
显示电路图：
图2-2LED动态显示电路
LED显示原理：
LED就是lightemittingdiode，发光二极管的英文缩写，简称LED。
它是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式，用来显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各类信息的显示屏幕。
显示器显示接口按驱动方式可分为静态显示和动态显示，静态显示时，除变更显示数据期间外，各显示器均处于通电状态，每一个显示器的通电占空比为100%，静态显示的长处是显示稳固，亮度高，缺点是占用硬件电路多；
动态显示的长处是节省硬件电路，缺点是占用软件扫描时占用CPU时刻多。
对于多位LED显示器，通常都是采用动态扫描的方式进行显示，即逐个地循环点亮列位显示器，如此虽然在任一时刻只有一显示器被点亮，可是由于人眼具有视觉残留效应，看起来与全数显示器持续点亮效果完全一样。
为了实现LED显示器的动态扫描，除要给显示器的输入之外，还有对显示器选择位的控制，这就是通常所说的段控和位控。
因此，多位LED显示器接口电路需要有两个输出口，其中一个用于8条段控线，另一个用于输出位控线，位控线的数量等于显示器的位数。
为了方便编写程序，通常在内部RAM中设置显示缓冲区，寄存显示的数字或字符，显示缓冲区单元个数与LED显示器位数相同。
这次基于单片机的电子密码锁，我选用动态显示，通过与软件配合，每输入一个密码，进行显示一次，扫描，6个密码输入完后，进行比较，密码正确则开锁，密码错误，可从头输入三次，三次后仍然错误，报警！
报警电路设计
报警电路图：
图3-3报警电路
报警电路原理：
输入密码与设定密码做比较，当输入密码与设定密码不同，返回再输入，当输入密码次数超过3次时，通过软件从80C51的输出脉冲，使扬声器鸣笛报警。
相关软件见（附件）
第4章软件设计
软件整体设计
软件的设计主要包括：
密码的固定、键盘识别判断、密码显示、密码比较、密码对处置、错报警。
软件设计总流程图如下：
图4-1软件设计总流程图
各子程序的设计
密码的固定定：
将密码固定在程序存储器ROM中，设定6位密码，密码固定在ROM的20H到25H六个单元中。
键盘的扫描识别判断：
用矩阵式键盘，扫描法对键盘进行识别判断，具体流程图如下：
图4-2键盘扫描流程图
以上是第一行的扫描，接着MOVP1,#,扫描第二行，判断k4、K五、K六、K7；
再MOVP1,#,扫描第三行，判断k八、K九、KA、KB；
接着MOVP1,#,扫描第四行，判断kC、KD、KE、KF；
并进行相关显示。
若是无键按下，则循环扫描。
4.2.3密码显示：
采用LED动态显示，由单片机P0口进行输出显示，P2口扫描，具体显示程序设计流程图如下：
图4－3显示流程图
密码比较及对错处置：
密码输入完成以后，进行密码比较，即将设定密码单元20H—25H的密码与输入密码26H—31H的密码进行一一比较，若是相同，则密码正确，置高电平，若是密码错误，则显示器清零，从头等待输入密码，若是三次错，则输出脉冲，使接在的使扬声器鸣笛报警。
第5章调试总结
时刻过得真快，转眼间，两周的微机原理课程设计就结束啦。
这次课程设计，咱们是在第一周的礼拜一接到课题，开始两天咱们主要看书，跑图书馆，上网查资料。
不用好久我就有了自己的思路，到第一个礼拜三的时候，我就开始仿真，大体上主要功有啦，但也有个不足的地方，就是每次显示的时候，显示器没按预定的方式进行显示，比较乱。
我研究程序，反复的改，到晚上的时候仍是没弄好，就再看书，请教同窗，终于毛病发觉了，主如果我把几个显示的密码固定啦，没有实现动态显示。
当天晚上，我就改啦，终于问题解决了，仿真成功！
呵呵．．．．．那时很高兴。
到了第二周礼拜二，咱们就开始去实验室实物接线啦，当天我满怀信心的去啦。
到了实验室的时候，预备接线，先研究一下实验平台，发觉不对，跟咱们仿真的硬件不同，键盘也不同，单片机只能Ｐ１口可用，其余得自己扩展，那时有点愁闷．．．．．．
回寝室后，从头研究８２５５芯片，扩展，还得修改原程序，矩阵键盘扫描车程序也的改，晚上看了一晚上的书，对程序的修改还有些迷茫，一头雾水．．．．．
第二天，我再看书，请教同窗，终于有点眉目啦，然后修改程序，再去实验室实物连接，大体上功能实现啦，但有时很不稳固，不明白怎么回事？
跟他人交流，其他同窗也说碰到类似的问题，说是要去抖动．礼拜三去实验室的时候，专就抖动问题进行了研究，功夫不负有心人，终于成功啦，呵呵．．．．．感觉好兴奋！
在两周的课程设计当中，真的收获很多，在此期间，除自己看书学习动手外，在其他同窗那儿也学了很多东西。
在整个两周微机原理的课程设计当中，取得了老师的谆谆教诲，同窗的真诚帮忙，在此，我对全部课程设计指导老师表示最真心的感激，同时也对帮忙我同窗说声谢谢！
第6章附录
附录A.源程序清单：
ORG0030H
Main:
MOVDPTR,#0CFA3H；
8255初始化
MOVA,#80H
MOVX@DPTR,A
mov20H,#1H；
设定固化密码
MOV21H,#2H
MOV22H,#3H
MOV23H,#4H
MOV24H,#5H
MOV25H,#6H
MOV51H,#0
MOVR3,#0
LOOP1:
MOVP1,#01111111B；
键盘扫描
JNB,K0；
判断知否按下
JNB,K1
JNB,K2
JNB,K3
JNB,K4
JNB,K5
LOOP2:
MOVP1,#B
JNB,K6
JNB,K7
JNB,K8
JNB,K9
JNB,KA
JNB,KB
SJMPLOOP1
K0:
MOVA,#0；
按下，显示
SJMPDISP
K1:
MOVA,#1
SJMPDISP
K2:
MOVA,#2
K3:
MOVA,#3
K4:
MOVA,#4
K5:
MOVA,#5
K6:
MOVA,#6
K7:
MOVA,#7
K8:
MOVA,#8
K9:
MOVA,#9
KA:
MOVA,#10
SJMPCOMP
KB:
SJMPLOOP1
K12:
MOVA,#0
K13:
K14:
K15:
DISP:
MOVR4,A；
密码显示程序
MOVA,R3
ADDA,#26H
MOVR1,A
MOVA,R4
MOV@R1,A
MOVR0,#50
MOVDPTR,#TABLE
DI1:
SETBCY
MOVR1,#26H
MOVR2,#0FEH
MOVR5,#6
DI0:
MOVA,@R1
MOVCA,@A+DPTR
MOVDPTR,#0CFA1H
MOVX@DPTR,A
MOVA,R2
MOVDPTR,#0CFA2H
RLCA
MOVR2,A
INCR1
ACALLDLY10MS
MOVA,#0FFH
;
MOVDPTR,#0CFA2H
DJNZR5,DI0
DJNZR0,DI1
INCR3
CJNEA,#6,DI2
LJMPLOOP1
DI2:
DLY10MS:
MOVR7,#5；
延时10MS程序
D1:
MOVR6,#248
DJNZR6,$
DJNZR7,D1
RET
COMP:
MOVA,26H；
密码比较
CJNEA,20H,CUO；
密码是不是错
MOVA,27H
CJNEA,21H,CUO
MOVA,28H
CJNEA,22H,CUO
MOVA,29H
CJNEA,23H,CUO
MOVA,2AH
CJNEA,24H,CUO
MOVA,2BH
CJNEA,25H,CUO
CLR；
密码对，PA口置低电平
SJMP$
CUO:
INC51H;
按错密码次数
MOVA,51H
CJNEA,#3,C1
SJMPALARM
C1:
MOV26H,#0H；
密码错，显示清零
MOV27H,#0H
MOV28H,#0H
MOV29H,#0H
MOV2AH,#0H
MOV2BH,#0H
MOVR3,#0
LJMPLOOP1
ALARM:
；
三次密码错误，报警
CPL
SJMPALARM
TABLE:
DB3FH,06H,5BH,4FH；
显示表
DB66H,6DH,7DH,07H
DB7FH,6FH,77H,7CH
DB39H,5EH,79H,71H
END
附录B.硬件原理图：
图6-1硬件原理图
第7章参考文献
[1]许立梓.微型运算机原理及应用[M].北京.机械工业出版社,2002
[2]刘乐善.微型运算机接口技术及应用[M].华中理工大学出版社,2000
[3]邹逢兴.运算机硬件技术基础实验教程[M].高等教育出版社,2000
[4]周佩玲.16位微型运算机原理接口及其应用[M].中国科学技术大学出版社,
2000
[5]吴秀清.微型运算机原理与接口技术[M].中国科学技术出版社,2001
[6]邓亚平.微型运算机接口技术[M].清华大学出版社,2001
[7]王迎旭.单片机原理及及应用[M].机械工业出版社,2001
[8]周航慈.单片机应用程序设计技术[M].北京航空航天大学出版社,2002
[9]谢宜仁.单片机实用技术问答[M].人民邮电出版社,2002
电气信息学院课程设计评分表
项目
评价
设计方案的合理性与创造性
硬件制作或软件编程完成情况*
硬件制作测试或软件调试结果*
设计说明书质量
设计图纸质量
答辩汇报的条理性和独特见解
答辩中对所提问题的回答情况
完成任务情况
独立工作能力
组织纪律性（出勤率）
综合评分
指导教师签名：
________________
日期：
________________
注：
①表中标*号项目是硬件制作或软件编程类课题必填内容；
②此表装订在课程设计说明书的最后一页。
课程设计说明书装订顺序：
封面、任务书、目录、正文、评分表、附件（非16K大小的图纸及程序清单）。
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