基于单片机的密码锁绝对可用Word文档格式.docx
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Keywords:
Combinationlock,Single-chipmicrocomputer,alarm
1引言
1.1设计要求
此次单片机课程设计所使用的单片机是AT89C51,利用了键盘电路以及LED灯等器件实现了密码锁的设计，该密码锁主要需要实现如下功能和目标。
（1）输入密码功能：
键盘上敲击任意一个数字键，LED显示屏上就会出现一个“－”显示在LED显示屏的最右侧，每多敲击一个数字按键就会将之前敲入的所有“－”向左移一位。
（2）清除密码功能：
每当按下清除键“CLR”就会自动清除前一个输入的数值，这样便实现了修改密码的功能。
（3）开锁功能：
当密码输入完毕后，敲击“ENTER”键，系统将会将输入的密码与系统内的内置密码进行比较核对，若密码正确，则产生一个低电屏信号，表示密码正确。
若密码不正确则无此信号。
（4）报警和提示功能：
输入密码错误，或输入密码超出指定密码个数时，密码锁将会启动报警电路，产生报警。
密码正确则密码指示灯会起来。
（5）密码锁锁定功能：
当密码输入错误或密码不符合规则时引起报警后，密码锁将开启锁定功能，将密码锁锁定3秒钟，防止被恶意软件套取密码。
（6）系统内置密码修改功能，此功能可以通过修改程序中KEY中的值来改变系统的内置密码。
1.2设计方法
第一步，使用PROTEUS软件选用ATMEL公司的单片机AT89C51，以及需要用到的其他电子元器件，做好先期的准备。
第二步，使用PROTEUS设计硬件电路原理图，并完成电路的布线。
第三步，使用KeiluVision4软件编写单片机的汇编语言程序、仿真、软件调试。
第四步，使用PROTEUS软件导入汇编程序并进行模拟、调试。
最终完成本次毕业设计
2设计方案及原理
本密码锁的总体框图如下。
图1密码锁的总体框图
本密码锁设计由输入模块、显示模块、报警指示模块共三各模块组成，各模块的功能为。
（1）输入模块：
负责提供输入各数字，修改回删，完成回车的按键，已完成密码的输入和修改功能。
（2）显示模块：
其主要部件为一块LED屏，主要用来显示当前输入密码的个数，并用“－”表示。
（3）报警指示模块：
包括报警蜂鸣器和通路指示灯两部分组成，分别提供密码错误时的报警和密码正确是的通路提示灯。
3硬件设计
3.1键盘电路设计
使用矩阵键盘，所以本设计就采用行列式键盘，同时也能减少键盘与单片机接口时所占用的I/O线的数目，在按键比较多的时候，通常采用这样方法。
键盘接P3.0—P3.6其电路如图2所示。
图2密码锁的键盘电路图
3.2LED显示电路
显示电路的电路原理图如图3.2所示。
图3密码锁显示电路图
用P0.0—P0.7接74LS245的A0—A7八个端口，74LS245的输出口接LED的A—G和DP；
而P2.0—P2.7的输出口接LED的1—8。
用软件实现数字和位控制。
3.3开锁报警电路
开锁报警电路如图4所示。
图4开锁报警电路
在本次设计中，基于节省材料的原则，暂时用发光二极管代替电磁锁，发光管亮，表示开锁；
灭，表示没有开锁。
电路图如4所示。
当P1.0口输出低电时，二极管发光，表示开锁。
当89C51的P1.7口输出为低电平时，蜂鸣器产生蜂鸣音，89C51输出为高电平时，蜂鸣器不发声。
4软件设计
程序设计流程图如图6所示。
图5程序设计流程图
电子密码锁工作的主要过程是LED数码管提示开始输入密码，通过键盘输入密码，同时LED显示密码输入情况，按下确认键后判断密码的正确性，作出开锁或报警处理。
当输入密码连续输入错误时，系统报警。
密码的预设的值为"
123456"
共6位密码。
由于采用两个按键来完成密码的输入，那么其中一个按键为功能键，另一个按键为数字键。
在输入过程中，首先输入密码的长度，接着根据密码的长度输入密码的位数，直到所有长度的密码都已经输入完毕；
或者输入确认功能键之后，才能完成密码的输入过程。
进入密码的判断比较处理状态并给出相应的处理过程。
5系统调试
本次调试采用Protues软件仿真。
首先设计电子密码锁的源程序，源程序经过汇编后，生成的目标文件经过仿真调试。
依次按下1，2，3，4，5，6后，LED显示如图7所示。
图6电路调试结果
6总结
本次单片机课程设计历时三周终于完成，在制作课程设计的过程中也遇到了不少的困难和阻碍，期间少不了与同学们之间的互相交流，和与老师的探讨，到亏了老师和同学们的帮助，此次单片机课程设计才能如期完成，在老师同学们的帮助下我能够熟练掌握KeiluVision4软件编写汇编语言和制作HEX文件以及使用PROTEUS进行仿真，并掌握了一定的程序编写能力，和电路设计能力，总之，受益良多，在此感谢各位给过我帮助的老师和同学。
参考文献
[1]冯博琴,吴宁.微型计算机原理与接口技术[M].北京：
清华大学出版社，2010.
[2]周航慈.单片机应用程序设计技术[M].北京：
北京航空航天大学出版社，2010.
[3]王思明,张金敏,苟军年,张鑫,杨乔礼.单片机原理及应用系统设计[M].北京：
科学出版社，2012.
附录
附录一：
系统仿真电路
附录二：
源程序
;
以下8字节存放8位数码管的段码
LED_BIT_1EQU30H
LED_BIT_2EQU31H
LED_BIT_3EQU32H
LED_BIT_4EQU33H
LED_BIT_5EQU34H
LED_BIT_6EQU35H
LED_BIT_7EQU36H
LED_BIT_8EQU37H
以下6个字节存放初始密码
WORD_1EQU38H
WORD_2EQU39H
WORD_3EQU3AH
WORD_4EQU3BH
WORD_5EQU3CH
WORD_6EQU3DH
以下6个字节存放用户输入的6位密码
KEY_1EQU3EH
KEY_2EQU3FH
KEY_3EQU40H
KEY_4EQU41H
KEY_5EQU42H
KEY_6EQU43H
CNT_AEQU44H
CNT_BEQU45H
KEY_CNTEQU46H;
已输出的密码位数
LINEEQU47H;
按键行号
ROWEQU48H;
按键列号
VALEQU49H;
键值
以下为初始化程序，包括数据存储空间初始化，设置初始密码
ORG00H
SJMPSTART
ORG0BH
LJMPINT_T0
START:
MOVCNT_A,#00H;
程序初始化
MOVCNT_B,#00H
MOVKEY_CNT,#00H
MOVLINE,#00H
MOVROW,#00H
MOVVAL,#00H
SETBP1.0
MOVLED_BIT_1,#00H;
段码存储区清零
MOVLED_BIT_2,#00H
MOVLED_BIT_3,#00H
MOVLED_BIT_4,#00H
MOVLED_BIT_5,#00H
MOVLED_BIT_6,#00H
MOVLED_BIT_7,#79H
MOVLED_BIT_8,#73H
MOVKEY_1,#00H;
输入密码存储区清零
MOVKEY_2,#00H
MOVKEY_3,#00H
MOVKEY_4,#00H
MOVKEY_5,#00H
MOVKEY_6,#00H
MOVWORD_1,#6;
设置初始密码为“123456”
MOVWORD_2,#5
MOVWORD_3,#4
MOVWORD_4,#3
MOVWORD_5,#2
MOVWORD_6,#1
MOVTMOD,#01H
MOVTH0,#（65536-700）/256
MOVTL0,#（65536-700）MOD256
MOVIE,#82H
A0:
LCALLDISP;
以下为键盘扫描程序，计算键值并存入VAL
LSCAN:
MOVP3,#0F0H;
扫描行码
L1:
JNBP3.0,L2
LCALLDLY_S
LJMPRSCAN
L2:
JNBP3.1,L3
MOVLINE,#01H
L3:
JNBP3.2,L4
MOVLINE,#02H
L4:
JNBP3.3,A0
MOVLINE,#03H
RSCAN:
MOVP3,#0FH;
扫描列码
C1:
JNBP3.4,C2
LJMPCALCU
C2:
JNBP3.5,C3
MOVROW,#01H
C3:
JNBP3.6,C1
MOVROW,#02H
CALCU:
MOVA,LINE;
计算键值
MOVB,#03H
MULAB
ADDA,ROW
MOVVAL,A;
以下为按键处理程序，对不同的按键作出响应
CJNEA,#0AH,J1;
是否为“CLR”键
MOVR1,KEY_CNT
CJNER1,#00H,J2
LCALLALARM_1
LJMPSTART
J2:
LCALLSHIFTR
DECKEY_CNT
W00:
等待按键抬起
MOVA,P3
CJNEA,#0FH,W01
LJMPA0
W01:
CJNEA,#0F0H,W02
W02:
SJMPW00
J1:
MOVA,VAL
CJNEA,#0BH,J3;
判断是否为“ENTER”键
CJNER1,#06H,J4
MOVA,WORD_1;
比较密码
CJNEA,3EH,J5
MOVA,WORD_2
CJNEA,3FH,J5
MOVA,WORD_3
CJNEA,40H,J5
MOVA,WORD_4
CJNEA,41H,J5
MOVA,WORD_5
CJNEA,42H,J5
MOVA,WORD_6
CJNEA,43H,J5
CLRP1.0
LCALLDLY_L
LJMPFINI
J5:
LCALLALARM_2
J4:
J3:
INCKEY_CNT;
按下数字键
MOVA,KEY_CNT
CJNEA,#07H,K1
W10:
CJNEA,#0FH,W11
W11:
CJNEA,#0F0H,W12
W12:
SJMPW10
K1:
LCALLSHIFTL
W20:
CJNEA,#0FH,W21
W21:
CJNEA,#0F0H,W22
W22:
SJMPW20
ALARM_1:
SETBTR0;
操作错误报警
JBTR0,$
RET
ALARM_2:
密码错误报警
LCALLDLY_L
RET;
定时器中断服务程序，用于声音报警
INT_T0:
CPLP1.7
MOVTL0,#（65536-700）MOD256
INCCNT_A
MOVR1,CNT_A
CJNER1,#30,RETUNE
MOVCNT_A,#00H
INCCNT_B
MOVR1,CNT_B
CJNER1,#20,RETUNE
MOVCNT_B,#00H
CLRTR0
RETUNE:
RETI;
段码，输入密码左移子程序
SHIFTL:
MOVLED_BIT_6,LED_BIT_5
MOVLED_BIT_5,LED_BIT_4
MOVLED_BIT_4,LED_BIT_3
MOVLED_BIT_3,LED_BIT_2
MOVLED_BIT_2,LED_BIT_1
MOVLED_BIT_1,#40H
MOVKEY_6,KEY_5
MOVKEY_5,KEY_4
MOVKEY_4,KEY_3
MOVKEY_3,KEY_2
MOVKEY_2,KEY_1
MOVKEY_1,VAL
RET;
段码，输入密码右移子程序
SHIFTR:
MOVLED_BIT_1,LED_BIT_2
MOVLED_BIT_2,LED_BIT_3
MOVLED_BIT_3,LED_BIT_4
MOVLED_BIT_4,LED_BIT_5
MOVLED_BIT_5,LED_BIT_6
MOVKEY_1,KEY_2
MOVKEY_2,KEY_3
MOVKEY_3,KEY_4
MOVKEY_4,KEY_5
MOVKEY_5,KEY_6
以下为数码显示子程序
DISP:
CLRP2.7
MOVP0,LED_BIT_8
SETBP2.7
CLRP2.6
MOVP0,LED_BIT_7
SETBP2.6
CLRP2.5
MOVP0,LED_BIT_6
SETBP2.5
CLRP2.4
MOVP0,LED_BIT_5
SETBP2.4
CLRP2.3
MOVP0,LED_BIT_4
SETBP2.3
CLRP2.2
MOVP0,LED_BIT_3
SETBP2.2
CLRP2.1
MOVP0,LED_BIT_2
SETBP2.1
CLRP2.0
MOVP0,LED_BIT_1
SETBP2.0
DLY_S:
MOVR6,#10
D1:
MOVR7,#250
DJNZR7,$
DJNZR6,D1
DLY_L:
MOVR5,#100
D2:
MOVR6,#100
D3:
MOVR7,#248
DJNZR6,D3
DJNZR5,D2
FINI:
NOP
END
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