单片机密码锁设计.docx
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单片机密码锁设计
单片机密码锁设计
什么是密码锁
电子密码锁是一种通过密码输入来控制电路或是芯片工作，从而控制机械开关的闭合，完成开锁、闭锁任务的电子产品。
硬件设计
基于AT89C51为核心的单片机控制的电子密码锁设计。
本设计能完成开锁，修改密码，密码错误报警，LCD显示密码等基本的密码锁功能。
设计的电路框如图1。
报警控制电路
LCD显示电路
AT89C51
单片机
矩阵
键盘
控制
指示电路
图一
电路的功能单元设计
1.单片机AT89C51组成基本框图
单片机引脚介绍
P0：
P0口是一个漏极开路的8位双向I/O口。
在访问片外存储器时P0分时提供低8位地址线和8位双向数据线。
当不接片外存储器或不扩展I/O口时，P0可作为一个通用输入/输出口。
P0口作输入口使用时，应先向口锁存器写“1”，P0口作输出口时，需接上拉电阻。
P1：
P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，因此它作为输出口使用时，无需再外接上拉电阻，当作为输入口使用时，同样也需先向其锁存器写“1”。
P2：
P2口也是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，在访问片外存储器时，输出高8位地址。
P3：
P3口除了一般的准双向通用I/O口外，还有第二功能。
VCC：
+5V电源
VSS：
接地
ALE：
地址锁存器控制信号。
在系统扩展时，ALE用于控制把P0口输出的低8位地址锁存起来，以实现低位地址和数据的隔离。
此外，由于ALE是以晶振1/6的固定频率输出的正脉冲，因此，可作为外部时钟或外部定时脉冲使用。
/PSEN：
外部程序存储器读选通信号。
在读外部ROM时，/PSEN有效（低电平），以实现外部ROM单元的读操作。
/EA：
访问程序存储控制信号。
当/EA信号为低电平时，对ROM的读操作限定在外部程序存储器；当/EA信号为高电平时，对ROM的读操作是从内部程序存储器开始，并可延至外部程序存储器。
RST：
复位信号。
当输入的复位信号延续两个机器周期以上的高电平时即为有效，用完成单片机的复位初始化操作。
XTAL1和XTAL2：
外接晶体引线端。
当使用芯片内部时钟时，此二引线端用于外接石英晶体和微调电容；当使用外部时钟时，用于接外部时钟脉冲信号。
2.单片机外围电路设计
（1）单片机复位电路：
采用按键手动复位方式中的电平复位方式，复位电平是通过使RST端经电阻与VCC电源接通而实现的。
（2）单片机时钟电路：
AT89C51内部有时钟电路，需外接石英晶体和微调电容，本设计的晶振频率为11.0592MHz。
3.矩阵键盘的设计
本设计中用到4*4的键盘。
键盘扫描方式，键盘的列线与P1口的低4位相接,行线与P1口的高3位相接。
首先使P1.0为低电平“0”，其余三根列线为高电平“1”，读行线状态。
如果行线都为高电平状态，则P1.0这列上没键按下，如果读出的行线不全为高电平状态，则为低电平的行线与P1.0相交的键处于闭合状态。
如果P1.0上没有键闭合，接着使P1.1为低电平，其余列线为高电平，用同样的方法检查P1.1这列上有没有按键闭合。
一直到使P1.3为低电平扫描完成。
这一过程称为一次扫描过程。
由于按键是利用机械触电的合、断原理，存在弹性的影响，机械触点在闭合及断开瞬间均有抖动过程，从而使电压信号波动，为了保证CPU对键的稳定闭合仅作一次键输入处理，必须采用消除抖动影响。
本设计采用软件办法，在检测到有键按下时，执行一个延时程序后，确认该键是否保持闭合状态电平。
若仍保持闭合状态电平，则确认该键处于闭合状态，从而消除抖动影响。
若有按键被按下时，就将该按键译码出来，本设计采用双重循环做计数编号，当某一按键按下时，其按键编号便是计数编号，有关按键编号，扫描信号及读取按键数据返回码整理如表1。
编号
按键数据输入码
P1.7P1.6P1.5P1.4
扫描输出信号
P1.3P1.2P1.1P1.0
所侦测的按键
0
1110
1110
K0键
1
1101
1110
K1键
2
1011
1110
K2键
3
0111
1110
K3键
4
1110
1101
K4键
5
1101
1101
K5键
6
1011
1101
K6键
7
0111
1101
K7键
8
1110
1011
K8键
9
1101
1011
K9键
10
1011
1011
K10键
11
0111
1011
K11键
表1
4.电路总体设计
下面是本次实验的程序
;*******************************************************
;以下8个字节存放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0
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0
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""
MOVWORD_2,#5
MOVWORD_3,#4
MOVWORD_4,#3
MOVWORD_5,#2
MOVWORD_6,#1
MOVTMOD,#01H
MOVTH0,#（65536-700）/256
MOVTL0,#（65536-700）/256
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
JNBP3.0,L2
MOVLINE,#00H
LJMPRSCAN
L2:
JNBP3.1,L3
LCALLDLY_S
JNBP3.1,L3
MOVLINE,#01H
LJMPRSCAN
L3:
JNBP3.2,L4
LCALLDLY_S
JNBP3.2,L4
MOVLINE,#02H
LJMPRSCAN
L4:
JNBP3.3,A0
LCALLDLY_S
JNBP3.3,A0
MOVLINE,#03H
RSCAN:
MOVP3,#0FH;扫描列码
C1:
JNBP3.4,C2
MOVROW,#00H
LJMPCALCU
C2:
JNBP3.5,C3
MOVROW,#01H
LJMPCALCU
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:
LCALLDISP;等待按键抬起
MOVA,P3
CJNEA,#0FH,W01
LJMPA0
W01:
MOVA,P3
CJNEA,#0F0H,W02
LJMPA0
W02:
SJMPW00
J1:
MOVA,VAL
CJNEA,#0BH,J3;判断是否为"ENTER"键
MOVR1,KEY_CNT
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
LJMPSTART
J4:
LCALLALARM_1
LJMPSTART
J3:
INCKEY_CNT;按下数字键
MOVA,KEY_CNT
CJNEA,#07H,K1
LCALLALARM_1
W10:
LCALLDISP;等待按键抬起
MOVA,P3
CJNEA,#0FH,W11
LJMPSTART
W11:
MOVA,P3
CJNEA,#0F0H,W12
LJMPSTART
W12:
SJMPW10
LJMPSTART
LJMPSTART
K1:
LCALLSHIFTL
W20:
LCALLDISP;等待按键抬起
MOVA,P3
CJNEA,#0FH,W21
LJMPA0
W21:
MOVA,P3
CJNEA,#0F0H,W22
LJMPA0
W22:
SJMPW20
LJMPA0
ALARM_1:
SETBTR0;操作错误报警
JBTR0,$
RET
ALARM_2:
SETBTR0;密码错误报警
JBTR0,$
LCALLDLY_L
RET
;**************************************************
;定时器中断服务程序,用于声音报警
INT_T0:
CPLP1.7
MOVTH0,#（65536-700）/256
MOVTL0,#（65536-700）/256
INCCNT_A
MOVR1,CNT_A
CJNER1,#30,RETUNE
MOVCNT_A,#00H
INCCNT_B
MOVR1,CNT_B
CJNER1,#20,RETUNE
MOVCNT_A,#00H
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
MOVLED_BIT_6,#00H
MOVKEY_1,KEY_2
MOVKEY_2,KEY_3
MOVKEY_3,KEY_4
MOVKEY_4,KEY_5
MOVKEY_5,KEY_6
MOVKEY_6,#00H
RET
;**************************************************
;以下为数码显示子程序
DISP:
CLRP2.7
MOVP0,LED_BIT_8
LCALLDLY_S
SETBP2.7
CLRP2.6
MOVP0,LED_BIT_7
LCALLDLY_S
SETBP2.6
CLRP2.5
MOVP0,LED_BIT_6
LCALLDLY_S
SETBP2.5
CLRP2.4
MOVP0,LED_BIT_5
LCALLDLY_S
SETBP2.4
CLRP2.3
MOVP0,LED_BIT_4
LCALLDLY_S
SETBP2.3
CLRP2.2
MOVP0,LED_BIT_3
LCALLDLY_S
SETBP2.2
CLRP2.1
MOVP0,LED_BIT_2
LCALLDLY_S
SETBP2.1
CLRP2.0
MOVP0,LED_BIT_1
LCALLDLY_S
SETBP2.0
RET
;**********************************************
DLY_S:
MOVR6,#10
D1:
MOVR7,#250
DJNZR7,$
DJNZR6,D1
RET
DLY_L:
MOVR5,#100
D2:
MOVR6,#100
D3:
MOVR7,#248
DJNZR7,$
DJNZR6,D3
DJNZR5,D2
RET
FINI:
NOP
END
程序流程图
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