微机原理课题设计实验报告之矩阵式键盘数字密码锁终审稿.docx
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微机原理课题设计实验报告之矩阵式键盘数字密码锁终审稿
文稿归稿存档编号：
[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-MG129]
微机原理课题设计实验报告之矩阵式键盘数字密码锁
微机系统与应用课程设计报告
课程设计题目
成
绩
矩阵式键盘数字密码锁设计
评语：
教师：
年月日
班级：
学号：
姓名：
实验地点：
E楼Ⅱ区311
实验时间：
2013.3.4-3.9
矩阵式键盘数字密码锁设计
一.实验目的
1.掌握微机系统总线与各芯片管脚连接方法，提高接口扩展硬件电路的连接能力。
2.初步掌握键盘扫描，密码修改和计时报警程序的编写方法。
3.掌握通过矩阵式键盘扫描实现密码锁功能的设计思路和实现方法。
二．实验内容
矩阵式键盘数字密码锁设计，根据设定好的密码，采用4x4矩阵键盘实现密码的输入功能。
当密码输入正确之后，锁就打开（绿灯亮），10秒之后，锁自动关闭（红灯亮）；如果连续输入三次密码不正确，就锁定按键5秒钟，同时发出报警（黄灯闪），5秒后，解除按键锁定，恢复密码输入。
数字密码锁操作键盘参考上面设定，也可以自行设计键盘。
用户初始密码为“123456”，系统加电运行后，密码锁初始状态为常闭（红灯亮），用户可以选择开锁或修改密码：
如果选择开锁就按“Open”键，系统提示输入密码，输入用户密码+“#”键后，如果密码正确，就打开锁（绿灯亮），系统等待10秒，然后重新关闭密码锁，若密码错，提示重新输入，连续三次错误，提示警告词同时报警（黄灯闪），锁定键盘5秒，然后重新进入初始状态；
如果选择修改密码就按”ModifySecret”键，系统提示输入旧密码，输入旧密码+“#”键后，如果正确，系统提示输入新密码，输入新密码+“#”后，新密码起效，重新进入初始状态；如果旧密码错，不能修改密码，密码锁直接进入初始状态。
三．实验基本任务
1）具有开锁、修改用户密码等基本的密码锁功能。
2）对于超过3次密码密码错误，锁定键盘5秒，系统报警。
5秒后解除锁定。
4）通过LCD字符液晶和LED指示灯（红，绿，黄）实时显示相关信息。
5）用户密码为6位数字，显示采用“*”号表示。
6）码锁键盘设计合理，功能完善，方便用户使用。
本次实验还做了附加的任务
（1）增加了管理员（Admin）功能，如果用户忘记密码可向管理员求助。
管理员密码为8位数字（系统内预先已设定），管理员按“Admin”键后，系统提示输入管理员密码，输入管理员密码+“#”键后，如果正确，系统自动恢复用户初始密码为“123456”；如果错误，程序停止运行,系统退出。
2）增加了输入清除功能（*），在输入密码过程中，如果中途按下“*”键，则清除前面的输入，开始重新输入密码。
（2）增加组合键（Shift）功能，使系统的密码选择范围除数字外，另外增加
3）a,b,c,d,e,f,g,h,i,j等10个字母。
数字直接输入，字母“Shift”+“字母”。
四.实验设计方案
实验用到8255作为并行接口设备，用以ISA总线与外设的连接，本次用的是8255的A口作为输出口，C口的高4位与B口是输入，C口低4位是输出口，所以控制住设置为ox8a，8253作为时钟器，作为控制提示灯的时间闪烁，8255的A口接键盘的rom，B口接col，地址线都连接在总线下面的芯片上接口，其他的读写控制线都接入ISA总线上。
如下图的接线设置
五．实验器材
8086CPU，可编程并行接口8255，可编程定时器8253，LCD显示屏，LED灯，4x4矩阵键盘。
电路连接关系：
1、首先将8255模块的控制总线与总线连接，并将片选CS连接至000H-007H地址空间；
2、将8253模块的控制总线与总线连接，并将片选CS连接至008H-00FH地址空间；
3、将DRV模块JS8（CS）连接至0010H-0017H地址空间；
4、将LCD模块的控制总线与总线连接，并将片选CS接至018H-01FH地址空间；
5、8255和键盘的连线，他们之间的连接关系如下：
8255模块
输入输出方式
键盘
PA0－PA3
输出
JS35
PC0-PC3
输入
JS36
6、8255和TRL的连线，他们之间的连接关系如下：
8255模块
LED
PB0－PB3
JS18（1-3）
7、时钟源的/64同8253的CLK0连接。
8、8253的OUT0同JS7的B0连接。
9、8253的GATE0同JS3的K7连接。
（高电平选通）
六．程序流程图
其中软硬件初始化流程如图1所示
密码锁程序运行流程如图2所示
其中密码输入模块详细流程如图3
七．主要代码
unsignedcharkbscan（）//键盘扫描
{
introw_va[4]={0x0e,0x0d,0x0b,0x07};//选中每一行时的A口值
unsignedchardata;
unsignedchardata_tmp;
Sleep（200）;//第一次消除抖动--每次键盘扫描的时间间隔至少为200毫秒
for（inti=0;i<4;i++,i%=4）
{
inttmp=row_va[i];
OutByte（0xde00,tmp）;//循环扫描第一到四行
InByte（0xde01,&data）;
if（data==NULL）//扫描不到的情况排除掉
{
}
elseif（（data&0x0f）!
=0x0f）//检测这一行是否有按键被按下
{
Sleep（10）;//第二次消除抖动--如果10ms之后还是相同的按键就执行下面的。
InByte（0xde01,&data_tmp）;
data_tmp=data_tmp&0x0f;
if（data_tmp!
=data）continue;//否则不执行下面的
while（data_tmp==data）//第三次消除抖动--判断按键是否弹起。
弹起则结束循环
{
InByte（0xde01,&data）;
data=data&0x0f;
Sleep（10）;
if（data==0x0f）
{
Sleep（100）;
InByte（0xde01,&data）;
data=data&0x0f;
}
}
switch（data_tmp）
{
case0x0e:
returnvalue[i][0];
case0x0d:
returnvalue[i][1];
case0x0b:
returnvalue[i][2];
case0x07:
returnvalue[i][3];
}
}
}
returnNULL;
}
voiddisplayOnLcd（）//在LCD上显示*号.
{
unsignedcharstmp[2]="*";
for（inti=0;i<1;i++）OutByte（0xde09,stmp[i]）;
}
intmain（intargc,char*argv[]）//主函数
{
init8255（）;//初始化8255
init8253（）;
InitLCD（）;//初始化LCD
Sleep（100）;
unsignedchartemp;
OutByte（0xde02,0xFE）;//红灯亮
temp='\0';//指令符号
printf（"pleaseinputOpen!
"）;
while
（1）
{intj=0;
temp=kbscan（）;//获取在键盘中得到的数字
printf（"thekey:
%c\n",temp）;
if（temp=='O'）
{
Mimasum=0;
Clear（）;//清空屏幕
while
（1）
{
temp=kbscan（）;
j++;
printf（"第%d次键盘扫描:
%c\n",j,temp）;
if（isnum（temp））
{
if（Mimasum<6）
{
Wodemima[Mimasum]=temp;
Mimasum++;
displayOnLcd（）;//上屏幕LCD一个*号
}
}
elseif（isoper（temp））
{
if（temp=='#'）//密码匹配
{
if（Mimasum==6）
{
if（Newmima==true）//修改密码标志为true且原密码正确--修改密码
{
inti;
for（i=0;i<6;i++）Mimachar[i]=Wodemima[i];
Newmima=false;
printf（"新密码为:
"）;
for（i=0;i<6;i++）
{
printf（"%c",Mimachar[i]）;
}
printf（"\n"）;
}
elseif（Equal（Mimachar,Wodemima））
{
if（Modify==true）//Modify为true--修改密码
{
Newmima=true;//把修改密码标志赋值为true
Modify=false;
Mimasum=0;
Clear（）;//清空屏幕
printf（"输入新密码:
\n"）;//提示：
输入新密码
}
else
{
printf（"密码正确!
\n"）;
OutByte（0xde02,0x7f）;//绿灯亮
Sleep（10000）;//绿灯亮10S
OutByte（0xde02,0xFE）;//红灯亮&&绿灯灭
Mimasum=0;
Errorcount=0;
gotoStart_Position;//回到最前面
}
}
else
{
Errorcount++;
printf（"密码错误次数%d次!
!
\n",Errorcount）;
if（Errorcount>=3）//提示重新输入的显示
{
OutByte（0xde02,0xFD）;//黄灯亮
Sleep（1000）;
OutByte（0xde02,0xFF）;//黄灯灭
Sleep（1000）;
OutByte（0xde02,0xFD）;//黄灯亮
Sleep（1000）;
OutByte（0xde02,0xFF）;//黄灯灭
Sleep（1000）;
OutByte（0xde02,0xFD）;//黄灯亮
Sleep（1000）;
OutByte（0xde02,0xFE）;//红灯亮&&绿灯灭
Mimasum=0;//初始
Errorcount=0;
Clear（）;//清空屏幕
gotoStart_Position;
}
else
{
printf（"请重新输入密码:
\n"）;
}
}
}
}
elseif（temp=='*'）
{
Mimasum=0;//重新输入密码
Clear（）;//清空屏幕
}
elseif（temp=='A'）
{
Guanlisum=0;
Clear（）;//清空屏幕
printf（"请输入管理员密码:
\n"）;
while
（1）//输入管理员密码
{
temp=kbscan（）;
printf（"one次键盘扫描:
%c\n",temp）;
if（isnum（temp））
{
if（Guanlisum<8）
{
Guanlichar[Guanlisum]=temp;
Guanlisum++;
displayOnLcd（）;//上屏幕LCD*号
}
}
elseif（isoper（temp））
{
if（temp=='#'&&Guanlisum==8）
{
inti;
for（i=0;i<8;i++）
{
if（Guanlikey[i]!
=Guanlichar[i]）return0;
}
Mimachar[0]='1';
Mimachar[1]='2';
Mimachar[2]='3';
Mimachar[3]='4';
Mimachar[4]='5';
Mimachar[5]='6';
printf（"密码初始化完成.\n"）;
Guanlisum=0;
Mimasum=0;
Errorcount=0;
Modify=false;
Newmima=false;
gotoStart_Position;//回到开始
}
elseif（temp=='*'）
{
Guanlisum=0;
Clear（）;//清空屏幕
}
}
}
}
elseif（temp=='M'）
{
Modify=true;
Mimasum=0;
Clear（）;
printf（"请输入原密码:
\n"）;
}
}
}
}
}
cout<end8255（）;
//CloseDevice（）;
return0;
}
八.实验心得
通过这次微机课题设计实验，使我学到了不少实用的知识，更重要的是做实验的过程，思考问题的方法，这与其他的实验师通用的，真正使我受益匪浅。
在做实验之前，我没有完全将课本上的理论知识掌握透彻，但在老师的讲解中，以及实践中对这些知识的理解有了很大一步的掌握。
对汇编语言的编程和微机系统的芯片有了比较深刻的认识。
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