单片机电子密码锁的设计.docx

1、单片机电子密码锁的设计单片机电子密码锁的设计1. 系统功能要求通过学习的数电、模电、单片机原理的相关知识，利用所学的综合理论知识，设计单片机电子密码锁。本系统由单片机系统、LCD显示器和报警系统等组成。要求具有有键盘输入、LED数码管显示、开锁、超时报警基本的密码锁的功能，主要通过密码按键预设输入密码，解锁后能通过按键手动复位，误输入密码三次后自动报警，鸣叫并退出，简单易懂、使用方便、安全性能高等。2. 设计方案描述该方案采用一种是用以AT89C52为核心的单片机控制方案。这样单片机可具有足够的空余硬件资源实现其它的扩充功能,利用单片机灵活的编程设计和丰富的IO端口，及其控制的准确性，实现最基

2、本的密码锁功能。其原理如图21所示。AT89C52单片机密码输入错误退出延时报警控制电路键盘输入LCD显示模块图21单片机控制方案3. 系统硬件的设计单片机电子密码锁的总电路图如图3.1 。该设计是用以AT89C52单片机为中心。在这个设计中有8位LCD数码管的数字显示，采用的是行列键盘，比较简单易操作。图3-13.1.行列键盘的设计各按键功能为P1.0-P1.7为0-7数字键,P3.0为8键,P3.4为9键,P3.1为开锁开始键,P3.2为重输键,P3.3确认键。p3.6时间设定,长按住为分调整-时调整-退出,短按为省电-分加1-时加1,P3.5为分或时减1，P3.7为小喇叭口。本设计采用行

3、列设计如图311。图3113.2单片机系统 设计采用的是AT89C52单片机如图322。该单片机性能稳定性高，成本低。单片机引脚接口P1.0到P1.7分别接到LCD显示数码管， P2.0到P2.7通过放大器分别接到LCD数码管的另一端。都是作为数码管显示电路输入端口，使得数码管显示各功能的结果。图322 单片机系统3.3.报警电路的设计 报警电路图如图333所示。密码输入值的比较主要有两个部分，密码位数与内容，任何一个条件不满足，都会产生出错信息。利用设定的行列键盘输入密码并确认，如果连续三次出错，就会出现报警信息，LCD显示出错信息，蜂鸣器鸣叫，P3.7口红灯亮并退出开锁程序。图333 报警

4、系统电路图4. 系统软件的设计4.1主程序主程序流程图如图4-1图4-14.2.键盘扫描的设计 键盘采用查询的方式，放在主程序中，当没有按键按下的时候，单片机循环主程序，一旦有按键按下，便转向相应的子程序处理，处理结束再返回。4.3.开锁报警程序的设计 报警功能程序的设计方法：设置40H-45H为原始密码存放单元(预设为123456)，06H为开锁状态标志,=1为开锁状态,=0为时钟状态。按下P3.1，确定开锁键，等待开锁开始，利用P1.0到P1.7，P3.0，P3.4数字键输入6位密码，密码输入完毕，然后按P3.3确定键。输入正确则开锁。当连续三次输入密码出错时，则会出现报警信息并退出开锁程

5、序。其程序流程如图 所示43. 图435.系统调试5.1.硬件调试硬件调试时可先检查印制板及焊接的质量情况，在检查无误后可通电检查LCD显示器的点亮状况，若亮度不理想可以调整P0口的电阻大小，一般情况下取200电阻即可获得满意的亮度效果。实验室制作时可结合示波器测试晶振及P0、P2端口的波形情况进行综合硬件测试分析。5.2.软件调试软件调试在Wave 或Keil C51编译器下进行，源程序编译及仿真调试应分段或以子程序为单位一个一个进行，最后可结合硬件实时调试。5.3.性能分析由于计时中断程序中加了中断延时误差处理，所以实际计时的走时精度非常高，可满足多种场合的应用需要,另外上电时具有一个滚动

6、显示子程序，可以方便显示制作日期等信息。6.结论该电子密码锁充分利用了51单片机软，硬件资源，具有开锁，三次密码错误自动退出的功能。如果能引入了智能化分析功能，提高了系统的可靠性和安全性，应用于生活中，那将会给人们省去了用传统锁的麻烦与不安全性。另外通过学习并设计单片机电子密码锁，使自己对课本上的知识可以应用于实际，使得理论与实际相结合，加深了自己对课本知识的更好理解。对我们学生来说，理论与实践同样重要，这是我们以后在工作中说明自己能力的一个重要标准。7.参考文献1楼然苗,李光飞.51系列单片机设计实例（第2版）M.北京：北就航空航天大学出版社，2006.02.2李光飞等.单片机课程设计实例指

7、导M. 北京：北就航空航天大学出版社，2004.09.3 何立民.MCS-51单片机应用系统设计M.北航出版社，1990年4 霍孟友，王爱群.单片机原理与应用学习概要及题解M.机械工业出版社,2005年李群芳等单片微型计算机及接口技术，电子工业出版社5 李广弟编,单片机基础. 北京航天航天大学出版社,2001程序;*; STC89C52RC 时钟密码锁演示程序 ; 使用新时钟电路实验板式 ;*;*; p3.6时间设定,长按住为分调整-时调整-退出,短按为省电-分加1-时加1,P3.5为分或时减1 ; P3.7为小喇叭口，采用共阳显示管,50H-55H为密码输入存放单元，60H-65H为开锁时倒

8、计时单元 ; 40H-45H为原始密码存放单元(预设为123456)，70H-75H为显示时间单元，76H-79H为分时计时单元 ; 06H为开锁状态标志,=1为开锁状态,=0为时钟状态 ; P1.0-P1.7为0-7数字键,P3.0为8键,P3.4为9键,P3.1为开锁开始键,P3.2为重输键,P3.3确认键 ;*; DISPFIRST EQU 30H ;显示首址存放单元 BELL EQU P3.7 ;小喇叭或蜂呜器 KSCON EQU 2EH ;存放开锁次数 SONGCON EQU 31H ;唱歌程序计数器 CONR2 EQU 32H ;以下唱歌程序用寄存器 CONR3 EQU 33H C

9、ONR4 EQU 34H CONR6 EQU 36H CONR7 EQU 37H CONR5 EQU 35H ;以上唱歌程序寄存器 DELAYR3 EQU 38H ;以下延时程序用寄存器 DELAYR5 EQU 39H ; DELAYR6 EQU 3AH ; DELAYR7 EQU 3BH ;*; 中断入口程序 ;*; ORG 0000H ;程序执行开始地址 LJMP START ;跳到标号START执行 ORG 0003H ;外中断0中断程序入口 RETI ;外中断0中断返回 ORG 000BH ;定时器T0中断程序入口 LJMP INTT0 ;跳至INTTO执行 ORG 0013H ;外中

10、断1中断程序入口 RETI ;外中断1中断返回 ORG 001BH ;定时器T1中断程序入口 LJMP INTT1 ;跳至INTT1执行 ORG 0023H ;串行中断程序入口地址 RETI ;串行中断程序返回;*; 以下程序开始 ;*;开锁程序进入DJS: LCALL DS20MS JB P3.1,START1 ; WAITH111: LCALL DISPLAY JNB P3.1,WAITH111 ;等待键释放 MOV KSCON,#3 ;允许三次开锁 LJMP DJSST;*; 主程序开始 ;*; START: MOV SP,#80H ;堆栈在80H以上 LCALL STMEN ;时钟程序

11、初始化子程序 SETB EA ;总中断开放 SETB ET0 ;允许T0中断 SETB TR0 ;开启T0定时器 MOV R4,#14H ;1秒定时用计数值（50MS20） MOV DISPFIRST,#70H ;显示单元为70-75H; LCALL MUSIC0 ;唱歌测试程序;以下主程序循环 START1: LCALL DISPLAY ;调用显示子程序 JNB P3.6,SETMM1 ;P3.6口为0时转时间调整程序 JNB P3.1,DJS ;启动开锁 AJMP START1 ;P3.6口为1时跳回START1; SETMM1: LJMP SETMM ;转到时间调整程序SETMM; 1秒

12、计时程序 ;T0中断服务程序 INTT0: PUSH ACC ;累加器入栈保护 PUSH PSW ;状态字入栈保护 CLR ET0 ;关T0中断允许 CLR TR0 ;关闭定时器T0 MOV A,#0B7H ;中断响应时间同步修正 ADD A,TL0 ;低8位初值修正 MOV TL0,A ;重装初值（低8位修正值） MOV A,#3CH ;高8位初值修正 ADDC A,TH0 ; MOV TH0,A ;重装初值（高8位修正值） SETB TR0 ;开启定时器T0 SETB P3.6 SETB P3.5 DJNZ R4, OUTT0 ;20次中断未到中断退出 ADDSS: MOV R4,#14H

13、 ;20次中断到（1秒）重赋初值 CPL 07H ;闹铃时间隔呜叫用 MOV R0,#71H ;指向秒计时单元（71H-72H） ACALL ADD1 ;调用加1程序（加1秒操作） MOV A,R3 ;秒数据放入A（R3为2位十进制数组合） CLR C ;清进位标志 CJNE A,#60H,ADDMM ; ADDMM: JC OUTT0 ;小于60秒时中断退出 ACALL CLR0 ;大于或等于60秒时对秒计时单元清0 MOV R0,#77H ;指向分计时单元（76H-77H） ACALL ADD1 ;分计时单元加1分钟 MOV A,R3 ;分数据放入A CLR C ;清进位标志 CJNE A

14、,#60H,ADDHH ; ADDHH: JC OUTT0 ;小于60分时中断退出 ACALL CLR0 ;大于或等于60分时分计时单元清0 LCALL DS20MS ;正点报时 SETB 08H MOV R0,#79H ;指向小时计时单元（78H-79H） ACALL ADD1 ;小时计时单元加1小时 MOV A,R3 ;时数据放入A CLR C ;清进位标志 CJNE A,#24H,HOUR ; HOUR: JC OUTT0 ;小于24小时中断退出 ACALL CLR0 ;大于或等于24小时小时计时单元清0 OUTT0: MOV 72H,76H ;中断退出时将分、时计时单元数据移 MOV

15、73H,77H ;入对应显示单元 MOV 74H,78H ; MOV 75H,79H ; POP PSW ;恢复状态字（出栈） POP ACC ;恢复累加器 SETB ET0 ;开放T0中断 RETI ;中断返回;*; 闪动调时程序秒表功能程序 ;*;T1中断服务程序，用作时间调整时调整单元闪烁指示或秒表计时INTT1: PUSH ACC ;中断现场保护 PUSH PSW ; JB 09H,SPCC JB 06H,DJSFUN JB 03H, MMFUN ;=1时秒表 MOV TL1, #0B0H ;装定时器T1定时初值 MOV TH1, #3CH ; DJNZ R2,INTT1OUT ;0.

16、3秒未到退出中断（50MS中断6次） MOV R2,#06H ;重装0.3秒定时用初值 CPL 02H ;0.3秒定时到对闪烁标志取反 JB 02H,FLASH1 ;02H位为1时显示单元熄灭 MOV 72H,76H ;02H位为0时正常显示 MOV 73H,77H ; MOV 74H,78H ; MOV 75H,79H ;INTT1OUT: POP PSW ;恢复现场 POP ACC ; RETI ;中断退出FLASH1: JB 01H,FLASH2 ;01H位为1时，转小时熄灭控制 MOV 72H,7AH ;01H位为0时，熄灭符数据放入分 MOV 73H,7AH ;显示单元（72H-73

17、H），将不显示分数据 MOV 74H,78H ; MOV 75H,79H ; AJMP INTT1OUT ;转中断退出FLASH2: MOV 72H,76H ;01H位为1时，熄灭符数据放入小时 MOV 73H,77H ;显示单元（74H-75H），小时数据将不显示 MOV 74H,7AH ; MOV 75H,7AH ; AJMP INTT1OUT ;转中断退出;SPCC: INC SONGCON ;中断服务,中断计数器加1 MOV TH1,#0D8H MOV TL1,#0EFH ;12M晶振，形成10毫秒中? AJMP INTT1OUT;DJSFUN: LJMP DJSSMMFUN : CL

18、R TR1 MOV A,#0F7H ;中断响应时间同步修正,重装初值（10ms） ADD A,TL1 ;低8位初值修正 MOV TL1,A ;重装初值（低8位修正值） MOV A,#0D8H ;高8位初值修正 ADDC A,TH1 ; MOV TH1,A ;重装初值（高8位修正值） SETB TR1 ;开启定时器T0 MOV R0,#61H ;指向秒计时单元（71H-72H） ACALL ADD1 ;调用加1程序（加1秒操作） CLR C ; MOV A,R3 ; JZ FSS1 ;加1后为00，C=0 AJMP OUTT01 ;加1后不为00，C=1 FSS1: ACALL CLR0 ;大于

19、或等于60秒时对秒计时单元清0 MOV R0,#63H ;指向分计时单元（76H-77H） ACALL ADD1 ;分计时单元加1分钟 MOV A,R3 ;分数据放入A CLR C ;清进位标志 CJNE A,#60H,ADDHH1 ; ADDHH1: JC OUTT01 ;小于60分时中断退出 LCALL CLR0 ;大于或等于60分时分计时单元清0 MOV R0,#65H ;指向小时计时单元（78H-79H） ACALL ADD1 ;小时计时单元加1小时 OUTT01: POP PSW ;恢复状态字（出栈） POP ACC ;恢复累加器 RETI ;中断返回 ;*; 加1子 程 序 ;*;

20、 ADD1: MOV A,R0 ;取当前计时单元数据到A DEC R0 ;指向前一地址 SWAP A ;A中数据高四位与低四位交换 ORL A,R0 ;前一地址中数据放入A中低四位 ADD A,#01H ;A加1操作 DA A ;十进制调整 MOV R3,A ;移入R3寄存器 ANL A,#0FH ;高四位变0 MOV R0,A ;放回前一地址单元 MOV A,R3 ;取回R3中暂存数据 INC R0 ;指向当前地址单元 SWAP A ;A中数据高四位与低四位交换 ANL A,#0FH ;高四位变0 MOV R0,A ;数据放入当削地址单元中 RET ;子程序返回;*; 分减1子 程 序 ;*

21、; SUB1: MOV A,R0 ;取当前计时单元数据到A DEC R0 ;指向前一地址 SWAP A ;A中数据高四位与低四位交换 ORL A,R0 ;前一地址中数据放入A中低四位 JZ SUB11 DEC A ;A减1操作 SUB111: MOV R3,A ;移入R3寄存器 ANL A,#0FH ;高四位变0 CLR C ;清进位标志 SUBB A,#0AH SUB1111: JC SUB1110 MOV R0,#09H ;大于等于0AH，为9 SUB110: MOV A,R3 ;取回R3中暂存数据 INC R0 ;指向当前地址单元 SWAP A ;A中数据高四位与低四位交换 ANL A,

22、#0FH ;高四位变0 MOV R0,A ;数据放入当削地址单元中 RET ;子程序返回 ; SUB11: MOV A,#59H AJMP SUB111 SUB1110:MOV A,R3 ;移入R3寄存器 ANL A,#0FH ;高四位变0 MOV R0,A AJMP SUB110;*; 时减1子 程 序 ;*; SUBB1:MOV A,R0 ;取当前计时单元数据到A DEC R0 ;指向前一地址 SWAP A ;A中数据高四位与低四位交换 ORL A,R0 ;前一地址中数据放入A中低四位 JZ SUBB11 ;00减1为23（小时） DEC A ;A减1操作 SUBB111:MOV R3,A

23、 ;移入R3寄存器 ANL A,#0FH ;高四位变0 CLR C ;清进位标志 SUBB A,#0AH ;时个位大于9为9 SUBB1111: JC SUBB1110 ; MOV R0,#09H ;大于等于0AH，为9 SUBB110: MOV A,R3 ;取回R3中暂存数据 INC R0 ;指向当前地址单元 SWAP A ;A中数据高四位与低四位交换 ANL A,#0FH ;高四位变0 MOV R0,A ;时十位数数据放入 RET ;子程序返回 ; SUBB11: MOV A,#23H AJMP SUBB111 SUBB1110:MOV A,R3 ;时个位小于0A不处理 ANL A,#0F

24、H ;高四位变0 MOV R0,A ;个位移入 AJMP SUBB110;*; 清零程序 ;*;对计时单元复零用 CLR0: CLR A ;清累加器 MOV R0,A ;清当前地址单元 DEC R0 ;指向前一地址 MOV R0,A ;前一地址单元清0 RET ;子程序返回;*; 时钟时间调整程序 ;*;当调时按键按下时进入此程序 SETMM: cLR ET0 ;关定时器T0中断 CLR TR0 ;关闭定时器T0 LCALL DL1S ;调用1秒延时程序 LCALL DS20MS ;消抖 JB P3.6,CLOSEDIS ;键按下时间小于1秒，关闭显示（省电） MOV R2,#06H ;进入调

25、时状态，赋闪烁定时初值 MOV 70H,#00H ;调时时秒单元为00 秒 MOV 71H,#00H SETB ET1 ;允许T1中断 SETB TR1 ;开启定时器T1 SET2: JNB P3.6,SET1 ;P3.6口为0（键未释放），等待 SETB 00H ;键释放，分调整闪烁标志置1 SET4: JB P3.6,SET3 ;等待键按下 LCALL DL05S ;有键按下，延时0.5秒 LCALL DS20MS ;消抖 JNB P3.6,SETHH ;按下时间大于0.5秒转调小时状态 MOV R0,#77H ;按下时间小于0.5秒加1分钟操作 LCALL ADD1 ;调用加1子程序 M

26、OV A,R3 ;取调整单元数据 CLR C ;清进位标志 CJNE A,#60H,HHH ;调整单元数据与60比较 HHH: JC SET4 ;调整单元数据小于60转SET4循环 LCALL CLR0 ;调整单元数据大于或等于60时清0 CLR C ;清进位标志 AJMP SET4 ;跳转到SET4循环 CLOSEDIS: SETB ET0 ;省电（LED不显示）状态。开T0中断 SETB TR0 ;开启T0定时器（开时钟） CLOSE: JB P3.6,CLOSE ;无按键按下，等待。 LCALL DS20MS ;消抖 JB P3.6,CLOSE ;是干扰返回CLOSE等待 WAITH: JNB P3.6,WAITH ;等待键释放 LJMP START1 ;返回主程序（