基于ADuc848的数字密码锁课程设计报告.docx

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基于ADuc848的数字密码锁课程设计报告

湖南大学电气与信息工程学院

本科生课程设计

题　　　目：

数字密码锁

课　　　程：

　单片机课程设计

专　　　业：

　电气工程及其自动化

班　　　级：

　电自班

学　　　号：

姓　　　名：

指导　老师：

设计　时间：

目录

一、任务及设计要求-3-

二、系统原理框图-3-

三、硬件原理图-4-

（一）ADuC848的简要介绍（针对本设计所选择的型号）-4-

（二）单片机引脚分布-4-

（三）电源模块-6-

（四）数码管硬件连接-7-

（五）蜂鸣器和红外发送-8-

（六）复位与下载-8-

（七）按键输入-9-

（八）振荡电路-10-

四、程序-11-

（一）主程序-11-

（二）密码修改流程图-12-

（三）计时主程序流程图-13-

（四）计时中断子程序流程图：

-14-

（五）蜂鸣器中断子程序流程图-15-

（六）蜂鸣器控制程序-15-

（七）键盘扫描程序流程图-16-

（八）程序清单-16-

五、使用说明书-26-

（一）键盘按键分布-26-

（二）按键功能说明-26-

六、心得体会-27-

参考文献-29-

一、任务及设计要求

1）设计一多位电子密码锁，输入密码用“F”表示，输入密码正确，绿灯亮（或显示其它标志、蜂鸣器替代），输入密码错误，红灯亮（或显示其它标志、蜂鸣器替代）

2）具有确定键和取消键，在未确定之前可以取消，重新输入

3）连续输入三次错误密码，红灯闪烁，报警电路动作，键盘锁定

4）具有密码重置、修改功能

5）具有密码输入等待操作时间限制功能，超过限定时间报警

6）显示北京时间，时间可调整

7）可利用蜂鸣器添加提示音

二、系统原理框图

三、硬件原理图

（一）ADuC848的简要介绍（针对本设计所选择的型号）

1、详细情况请参考芯片手册。

2、8051-basedcore、5V供电电压；

3、可以通过串口在线下载程序和单步、断点、运行到某一行等方式调试程序；

4、16位8通道Σ-ΔADC，片内有1.25V参考电压、buffer和PGA；

5、12位电压输出DAC、Dual16-BITΣ-ΔDAC；

6、32kbyte程序存储器、4kbyte用户信息Flash存储器、256RAM+2048XRAM（byte）；

7、PLL（12.58MHzmax）（片外只需接32.768kHz晶振）；

8、3×16位定时/计数器、看门狗定时器；

9、11中断源（2优先级）、11位堆栈指针；

10、24I/O+8模拟或数字输入；

11、UART、SPI和I2C、高速115200波特率发生；

12、Powersupplymonitor、上电复位、Dual200μA激励电流源。

（二）单片机引脚分布

1.Pin1～4：

（P1.0～P1.3）作为矩阵式键盘或独立按键的输入，P1口只能用于输入，默认用于模拟输入，作为数字输入使用时应先往P1口相应引脚写0，这里可以用P0&=0xf0。

若P2、P3、P0口要作为输入，则应往相应引脚写1。

2.Pin5、6：

AVDD、AGND，模拟电源输入。

3.Pin7、8：

外部参考电压接入，Pin7接AGND。

片内DAC有2.5V内部参考，ADC有1.25V内部参考。

4.Pin9、10：

（P1.4、P1.5）两路AD输入，可做差分输入，需要设置ADC的寄存器。

5.Pin11、12：

（P1.6、P1.7）各200uA激励电流源，可配合RTD等做应用。

6.Pin13：

两路AD输入做普通输入时的电压参考端，AD输入电压不能低于此引脚电压。

7.Pin14：

片内DAC输出。

8.Pin15：

复位引脚。

9.Pin16、17：

单片机RS232接口的RXD（P3.0）TXD（P3.1）。

10.Pin18：

（P3.2）外部中断0，用于红外接收和PS/2接口。

11.Pin19：

（P3.3）LCD1602，LCD12864A的EN引脚，控制第一位数码管。

12.Pin20、21：

DVDD、DGND数字电源输入。

13.Pin22：

（P3.4）PS/2接口的data信号。

14.Pin23：

（P3.5）LCD1602和LCD12864A的RW。

15.Pin24：

（P3.6）LCD1602和LCD12864A的RS。

16.Pin25：

LCD12864A的CS1。

17.Pin26：

IIC接口时钟信号。

18.Pin27：

IIC接口data信号。

19.Pin28：

（P2.0）SPI接口时钟信号。

20.Pin29：

（P2.1）SPI接口MOSI信号、控制第6位数码管的位码。

21.Pin30：

（P2.2）SPI接口MISO信号、控制第7位数码管的位码。

22.Pin31：

（P2.3）SPI接口SS信号、控制第8位数码管的位码；P2.0～3也作为4X4矩阵式键盘的扫描输出信号、步进电机的控制信号、数码管第数码管第6、7、8位位码。

但是SPI、4X4矩阵式键盘、步进电机、数码管第6、7、8位功能不能同时实现。

23.Pin32、Pin33：

接外部32.768KHz晶振。

24.Pin34、Pin35：

DVDD、DGND。

25.Pin36：

（P2.4）LCD12864A的CS2。

26.Pin37：

（P2.5）内部PWM模块输出，控制红外LED。

27.Pin38：

（P2.6）内部PWM模块输出，控制蜂鸣器。

28.Pin39：

（P2.7）内部PWM模块的外部时钟输入（也可以用内部时钟）。

29.Pin40：

EA，低电平有效，正常使用时拉低。

30.Pin41：

PSEN，在此引脚电平为低时按复位键进入debug模式，可以下载和调试程序。

31.Pin42：

ALE。

32.Pin47、Pin48：

DGND、DVDD。

33.Pin43、44、45、46、49、50、51、52：

P0口、LCD1602和LCD12864的数据总线，数码管的段码。

（三）电源模块

本学习板共有如下3种供电方式：

1.5V电源适配器供电（开关往上拨、插针1下面两脚接跳线帽）。

将开关sw4第2、3脚接通（开关往上拨），电源网络DVDD连接到插针1第2脚的输出，将插针1的第1、2脚（插针1下面两脚）接跳线帽，DVDD直接连接到电源适配器输入端，即为5V电源适配器供电模式。

2.7~12V电源适配器供电（开关往上拨、插针1上面两脚接跳线帽）

将开关sw4第2、3脚接通（开关往上拨），电源网络DVDD连接到插针1第2脚的输出，将插针1的第2、3脚（插针1上面两脚）接跳线帽，DVDD连接到稳压芯片7805的输出，而7805的输入端连接到电源适配器输入端，即为7~12V的电源适配器经7805给学习板供电的模式。

3.USB供电（开关往下拨）。

将开关sw4第1、2脚接通（开关往下拨），电源网络DVDD连接到USB电源输入端。

对DVDD网络和AVDD网络设了测试点，方便调试。

（四）数码管硬件连接

关键网络名解释：

1.DS0～7：

数码管段码。

2.BIT0～7：

数码管位码。

3.MOTORA～D：

步进电机驱动信号。

4.DISCTRL0～4：

显示控制信号，控制数码管低5位。

5.D0～8：

单片机P0口。

本设计采用共阴极数码管，段码由PNP三极管驱动，位码由NPN型三极管驱动。

引脚复用：

数码管低5位（板上为右边5位）的位码由DISCTRL0～4控制，可单独使用，高3位的位码控制信号与SPI信号，电机驱动信号，4X4矩阵式键盘复用，使用数码管高3位时参与复用的其他功能则不能使用。

插针配置：

若要使用数码管第4~0位（板上为右边5位），可以接通插针8，为减少功耗，不用请断开。

若要使用数码管第7~5位（板上为左边3位），可以分别接通插针5~7和9，为减少功耗，不用请断开。

（五）蜂鸣器和红外发送

本设计中采用无源电磁式蜂鸣器，蜂鸣器由PWM1（P2.6）控制，红外二极管由PWM0（P2.5）控制。

PWM1和PWM0均为片内PWM模块的输出。

蜂鸣器和红外LED的驱动均采用普通NPN三极管。

为方便调试，对该模块中的信号设了测试点，具体位置参见附图1。

插针配置：

若要使用蜂鸣器，可以接通插针3，为减少功耗，不用请断开。

若要使用红外二极管，可以接通插针4，为减少功耗，不用请断开。

（六）复位与下载

进入下载或调试模式的步骤为：

1.按住BTN1（downordebug按键）不要放开；

2.按下BTN2（reset按键），然后放开BTN2（reset按键）；

3.放开BTN1（downordebug按键）。

这样单片机就进入了调试模式，可以下载或调试程序。

（七）按键输入

由于P1口（用于行扫描）内部无上拉电阻，为使无键按下时行信号为高电平，故将行信号接上拉电阻，电阻大小10K即可。

引脚复用：

P2.0~P2.3为4X4矩阵式键盘列扫描信号，又复用作步进电机控制信号，SPI信号、P2.1~P2.3还复用为数码管第5、6、7位位码控制信号。

参与复用的一项功能使用时，其他参与复用的功能则不能使用。

插针配置：

插针10上面两脚接跳线帽，4X4矩阵式键盘输入，行扫描信号为P1.0～P1.3，列扫描信号为P2.0～2.3。

插针10下面两脚接跳线帽，独立按键输入，该模式有4个独立按键可用，按键扫描所用端口为P1.0～P1.3。

这4个按键为4X4矩阵键盘的左边4个按键。

（八）振荡电路

AduC848片内有I2C模块，并有独立的引脚SCLOCK和SDATA。

板上的RTC时钟芯片DS1307和EEPROM芯片AT24C08均使用了I2C总线。

板上设置了I2C接口，方便MCU与板外的I2C设备进行通信。

对SCLOCK和SDATA设置了测试点。

四、程序

（一）主程序

（二）密码修改流程图

（三）计时主程序流程图

（四）计时中断子程序流程图：

（五）蜂鸣器中断子程序流程图

（六）蜂鸣器控制程序

（七）键盘扫描程序流程图

（八）程序清单

BUFEQU75H

BUF1EQU73H

SBFEQU72H;存放秒

MBFEQU71H;存放分

HBFEQU70H;存放时

ORG0000H

LJMPSTART

ORG0BH;定时器0中断入口

LJMPCLOCK

ORG1BH;定时器1中断入口

LJMPINT_0

ORG200H

START:

MOVR5,#00H

MOVA,#00H

MOV60H,A;清楚计时模式所有显示单元

MOV61H,A

MOV62H,A

MOV63H,A

MOV64H,A

MOV65H,A

MOV66H,A

MOV67H,A

MOV68H,A

MOV69H,A

ANLTMOD,#0F0H;设置TMOD

ORLTMOD,#01H

MOVTL0,#00H;TI装初值

MOVTH0,#40H

MOVBUF1,#00H;清零

MOVSBF,#00H

MOVMBF,#00H

MOVHBF,#00H

MOV58H,#01H;置闹钟小时初值

MOV59H,#00H;置闹钟分初值

SETBET0;开定时器0

SETBEA;开总中断

SETBTR0;启动T0

MOV74H,#00H;判断模式

MOV39H,#00H;密码输入是否正确

MOV38H,#00H;是否按下reset键

MOV29H,#00H;是否显示闹钟时间

START1:

MOVA,#06H;初始化密码

MOV35H,A

MOVA,#05H

MOV34H,A

MOVA,#04H

MOV33H,A

MOVA,#03H

MOV32H,A

MOVA,#02H

MOV31H,A

MOVA,#01H

MOV30H,A

MAIN:

MOVBUF,#10H;密码输入缓存

MOV76H,#00H;音乐播放次数

MOV37H,#00H;记录输入数字的个数

MOV36H,#06H

MOVR0,#40H;清输入密码存储单元

CLEAR:

MOV@R0,#00H

INCR0

DJNZ36H,CLEAR

LCALLDS1;调用显示子程序

MAIN1:

LCALLKEY;调用键盘扫描程序

JMPMAIN1

KEY:

MOVP2,#0E0H;全扫描,各列线都送低电平

MOVP1,#00H

MOVA,P1;读回各行线电平值

ORLA,#0F0H;只读低四位

CPLA;所读值置反

JNZIN;不是全0说明有键按下

RET;无键按下返回

IN:

ACALLDELAY1;调延时,等待按合抖动过去

MOVR2,#04H;R2做计数器,存待扫描行数

MOVR4,#7FH;R4做指针,指示待扫描行数

MOVR7,#00H;R7用于决定键号,初值置以0

SCAN:

MOVA,R4

RLA

MOVR4,A;以上三条调整待扫描行

MOVP2,A;逐行扫描,被扫描行送低电平

MOVP1,#00H

MOVA,P1;读回各列线电平值

MOVR3,#04H;R3做记数器,存被扫描行的待查列数

NEXT:

RRCA;调整待查列

JNCFIND;被查列为低电平,被按键找到,转FIND

INCR7;未找到,键号加一

DJNZR3,NEXT;被扫描行的待查列数不为0,转回NEXT

DJNZR2,SCAN;未找到所按键,返回

RET

FIND:

MOVBUF,R7

MOVP2,#0E0H

LOOSEN:

MOVA,P1

ORLA,#0F0H

CPLA

JNZLOOSEN;以上几条重复全扫描,等待所按键松按

MOVA,R7;松按后才考虑键处理,保证每按键一次,只处理一次,本条为取所按键号

ADDA,#0F6H

JCORDER

NUM:

MOVA,#01H;键号小于等于9,是数字键,转NUM,执行数字键处理程序

XRLA,74H;判断模式

JZX0;计时模式则不处理数字按键

CLRC

INC37H

MOVA,#0F9H

ADDA,37H

JCMAIN1;输入够6个数字则等待命令键

LCALLDS1;调用显示子程序

MOVA,R7

XCHA,45H;存输入的密码

XCHA,44H

XCHA,43H

XCHA,42H

XCHA,41H

XCHA,40H

RET

ORDER:

MOVA,#01H;键号大于9,是命令键,转ORDER,执行命令键处理程序

XRLA,74H

JZORDER1;判断模式

MOVA,R7

XRLA,#0AH

JZX15;重置

MOVA,R7

XRLA,#0BH

JZX16;重置确认

MOVA,R7

XRLA,#0CH

JZX9;输入密码确认，判断正误

MOVA,R7

XRLA,#0DH

JZX2;清零

MOVA,R7

XRLA,#0EH

JZX1;初始化密码

MOVA,R7

XRLA,#0FH

JZX5;显示时间

X1:

LJMPSTART1

X2:

LJMPMAIN

X3:

LJMPMAIN2

X5:

MOV74H,#01H;进入计时模式

MOV29H,#00H

LJMPMAIN3

X9:

LJMPCOMP

X15:

LJMPRESET

X16:

LJMPSET0

X0:

LJMPKEY

ORDER1:

MOVA,R7

XRLA,#0AH

JZX6;分钟加一

MOVA,R7

XRLA,#0BH

JZX7;小时加一

MOVA,R7

XRLA,#0CH

JZX11;闹钟分加一

MOVA,R7

XRLA,#0DH

JZX12;闹钟小时加一

MOVA,R7

XRLA,#0EH

JZX13;显示闹钟时间

MOVA,R7

XRLA,#0FH

JZX8;回到等待密码输入

JMPX0

X6:

MOVA,MBF

ADDA,#01H

DAA

MOVMBF,A

CJNEA,#60H,X10

MOVMBF,#00H

MOVA,HBF

ADDA,#01H

DAA

MOVHBF,A

CJNEA,#24H,X10

MOVHBF,#00H

RET

X7:

MOVA,HBF

ADDA,#01H

DAA

MOVHBF,A

CJNEA,#24H,X10

MOVHBF,#00H

RET

X11:

MOVA,59H

ADDA,#01H

DAA

MOV59H,A

RET

X12:

MOVA,58H

ADDA,#01H

DAA

MOV58H,A

RET

X13:

MOV29H,#01H

LJMPMAIN3

X8:

MOV74H,#00H;进入输密码模式

MOV29H,#00H

LJMPMAIN

X10:

RET

X4:

LJMPMAIN

RESET:

MOV37H,#00H

MOVA,39H

CLRC

RRCA

JNCX4

MOV38H,#01H;按下重置键置一

JMPX4

SET0:

MOV37H,#00H;设置密码

MOVA,38H;是否按下RESET

CLRC

RRCA

JNCX4

MOVR2,#06H

MOVR0,#40H

MOVR1,#30H

E1:

MOVA,@R0;把40H-45H的内容给30H-35H

XCHA,@R1

INCR0

INCR1

DJNZR2,E1

CALLDELAY

E2:

JMPX4

COMP:

MOV37H,#00H

MOVR1,#45H;判断密码正误

MOVR0,#35H

MOVR2,#06H

C1:

MOVA,@R1

XRLA,@R0

JNZC2

DECR1

DECR0

DJNZR2,C1

MOVR5,#00H

MOV39H,#01H;正确置一

LCALLDS2

JMPC3

C2:

MOV39H,#00H;错误清零

LCALLDS3

INCR5

MOVA,R5

MOVR5,A

CJNER5,#03H,C3

LCALLDS4

JMPX3;报警

C3:

JMPX4

DS1:

;显示程序

MOVP3,#80H

MOVA,37H

LCALLTABLE

MOVP0,A

LCALLDELAY;延时

RET

DS2:

MOVP3,#08H;正确显示

JMPDS5

DS3:

MOVP3,#20H;错误显示

JMPDS5

DS4:

MOVP3,#40H;报警显示

DS5:

MOVA,#03H

MOVP0,A

LCALLDELAY;延时

RET

TABLE:

INCA

MOVCA,@A+PC

RET

DB03H,9FH,25H,0DH,99H,49H,41H,1FH,01H,19H,11H,0C1H,63H,85H,61H,71H,0FFH

DELAY:

MOVR6,#00H;延时程序

DEL11:

DJNZR6,DEL11

RET

MAIN3:

DS9:

MOVA,29H

JZBEIJ

NAOZ:

MOVR0,#69H;显示闹钟时间

JMPWEI

BEIJ:

MOVR0,#63H;显示北京时间

WEI:

MOVR2,#08H

DS8:

MOVP3,R2

MOVA,@R0

LCALLTABLE;BCD码转换成段码

MOVP0,A

LCALLDELAY1;延时

DECR0

CLRC

MOVA,R2

RLCA

MOVR2,A

CJNER2,#10H,LL

RLCA

MOVR2,A

LL:

CJNER2,#00H,DS8;四位显示完了吗？

没完则继续扫描显示

MOVA,29H

JZSHIJ

MOVR0,#69H

MOVA,59H

LCALLGET

MOVR0,#67H

MOVA,58H

LCALLGET

JMPBIJIAO

SHIJ:

MOVR0,#65H

MOVA,SBF;存入秒

LCALLGET

MOVA,MBF;存入分

LCALLGET

MOVA,HBF;存入时

LCALLGET

BIJIAO:

LCALLKEY;调用键盘扫描程序

MOVA,58H;比较闹钟时间和实际时间

MOVR6,HBF

XRLA,R6

JNZDS9

MOVA,59H

MOVR6,MBF

XRLA,R6

JNZDS9

LJMPMAIN2

SJMPDS9

GET:

MOV53H,A;压缩型BCD码转换成非压缩型BCD码

ANLA,#0FH;取低4位

MOV@R0,A

DECR0

MOVA,53H

SWAPA;取高4位

ANLA,#0FH

MOV@R0,A

DECR0

RET

CLOCK:

MOVTL0,#00H;定时器0中断子程序

MOVTH0,#40H

PUSHPSW;保护现场

PUSHACC

INCBUF1

MOVA,BUF1

CJNEA,#20H,QUIT;20次为一秒

MOVBUF1,#00H

MOVA,SBF

ADDA,#01H

DAA

MOVSBF,A

CJNEA,#60H,QUIT;60秒为1分

MOVSBF,#00H

MOVA,MBF

ADDA,#01H

DAA

MOVMBF,A

CJNEA,#60H,QUIT;60分为1小时

MOVMBF,#00H

MOVA,HBF

ADDA,#01H

DAA

M