可修改密码的三位数字号码锁.doc

1、 1 2010 年 6 月1 课程设计目的 2 硬件介绍 3 设计原理 4 设计原理图 5 键盘扫描流程图 6 设计程序 7 心得体会 2 2010 年 6 月一 、 课 程 设 计 目 的1.1 技 术 要 求 电 源 打 开 后 ， 显 示 器 显 示 “000”， “456”为 默 认 内 定 密 码 ； 输 入 号3 2010 年 6 月码 ， 再 按 “确 定 ”开 门 键 。 若 号 码 正 确 ， 则 门 会 打 开 （ 用 蜂 鸣 器 提 示 ） ，否 则 显 示 器 会 清 除 为 “000“； 还 可 增 加 密 码 修 改 功 能 。 当 输 入 默 认 内 定 密码 ，

2、 门 锁 打 开 后 ， 按 下 “修 改 密 码 ”键 ， 再 依 次 按 下 三 位 数 字 ， 再 按 下“确 认 ”键 ， 即 可 修 改 为 新 的 密 码 。（ 1） 3 个 数 字 输 入 键 ， 1 个 确 定 开 锁 键 ， 1 个 密 码 修 改 键 ， 1 个 重 设密 码 键 ；（ 2） 1 个 正 确 输 入 指 示 键 ； 1 个 正 确 输 入 蜂 鸣 器 ；（ 3） 三 位 数 码 管1 2 原 始 数 据 及 主 要 任 务设 计 并 制 作 出 一 个 以 单 片 机 为 核 心 的 电 子 所 系 统确 定 总 体 设 计 方 案 ；设 计 键 盘 输 入

3、 电 路 ；设 计 显 示 电 路 ；合 理 分 配 地 址 ， 编 写 系 统 程 序 ；利 用 protel 设 计 硬 件 电 路 原 理 图 和 pcb 图 ；软 硬 件 联 机 调 试二 、 硬 件 介 绍2.1 图 1-1 是 单 片 机 AT89S51 的 内 部 结 构 总 框 图 。它 可 以 划 分 为 CPU、 存 储 器 、 并 行 口 、 串 行 口 、 定 时 /计 数 器 和 中 断 逻辑 几 个 部 分 。 CPU 由 运 算 器 和 控 制 逻 辑 构 成 。 其 中 包 括 若 干 特 殊 功 能 寄 存 器（ SFR） AT89S51 时 钟 有 两 种

4、方 式 产 生 ， 即 内 部 方 式 和 外 部 方 式 。 （ 如 图1-2 所 示 ）4 2010 年 6 月 AT89S51 在 物 理 上 有 四 个 存 储 空 间 ： 片 内 /片 外 程 序 存 储 大 路 、 片 内/片 外 数 据 存 储 器 。 片 内 有 256B 数 据 存 储 器 RAM 和 4KB 的 程 序 存 储 器ROM。 除 此 之 外 ， 还 可 以 在 片 外 扩 展 RAM 和 ROM， 并 且 和 有 64KB 的寻 址 范 围 。 AT89S51 内 部 有 一 个 可 编 程 的 、 全 双 工 的 串 行 接 口 。 它 串 行 收 发 存储

5、 在 特 殊 功 能 寄 存 器 SFR 的 串 行 数 据 缓 冲 器 SBUF 中 的 数 据 。 AT89S51 共 有 4 个 （ P0、 P1、 P2、 P3 口 ） 8 位 并 行 I/O 端 口 ，共 32 个 引 脚 。 P0 口 双 向 I/O 口 ， 用 于 分 时 传 送 低 8 位 地 址 和 8 位 数 据信 号 ； P1、 P2、 P3 口 均 为 准 双 向 I/O 口 ； 其 中 P2 口 还 用 于 传 送 高 8 位地 址 信 号 ； P3 口 每 一 引 脚 还 具 有 特 殊 功 能 （ 图 1-3） ， 用 于 特 殊 信 号 的 输入 输 出 和 控

6、 制 信 。 AT89S51 内 部 有 两 个 16 位 可 编 程 定 时 器 /计 数 器 T0、 T1。 最 大 计数 值 为 216-1。 工 作 方 式 和 定 时 器 或 计 数 器 的 选 择 由 指 令 来 确 定5 2010 年 6 月6 2010 年 6 月图 1-1 AT89S51 内 部 结 构 框 图AT89S51 的 内 部 结 构 总 框 图7 2010 年 6 月图 1-2 AT89S51 的 时 钟 电 路图 1-3 P3 口 引 脚 的 特 殊 功 能2.2 外 部 特 性 （ 引 脚 功 能 ）8 2010 年 6 月AT89S51 芯 片 有 40 条

7、 引 脚 ， 双 列 直 插封 装 引 脚 图 如 下 所 示 ： Vcc(40)： 电 源 +5V Vss(20): 接 地 XTAL1（ 19） 和 XTAL2（ 18） ： 使 用内 部 振 荡 电 路 时 ， 用 来 接石 英 晶 体 和 电 容 ； 使 用 外 部 时 钟 时 ，用 来 输 入 时 钟 脉 冲 P0 口 （ 3932） ： 双 向 I/O 口 ， 既 可 作 地 址 /数 据 总 线 口 用 ， 也 可作 普 通 I/O 口 用 。 P1 口 （ 18） ： 准 双 向 通 用 I/O 口 。 P2 口 （ 2128） ： 准 双 向 口 ， 既 可 作 地 址 总

8、线 口 输 出 地 址 高 8 位 ，也 可 作 普 通 I/O 口 用 。9 2010 年 6 月 P3 口 （ 1017） ： 多 用 途 口 ， 既 图 3-4 AT89S51 引 脚 图 可作 普 通 I/O 口 ， 也 可 按 每 位 定 义 的 第 二 功 能 操 作 。 ALE/PROG（ 30） ： 地 址 锁 存 信 号 输 出 端 。 在 访 问 片 外 丰 储 器 时 ，若 ALE 为 有 效 高 电 平 ， 则 P0 口 输 出 地 址 低 8 位 ， 可 以 用 ALE 信 号 作 外 部地 址 锁 存 信 号 。 公 式 （ 21） fALE=1/6fOSC ,也

9、可 作 系 统 中 其 它 芯 片 的时 钟 源 。 第 二 功 能 PROG 是 对 EPROM 编 程 时 的 编 程 脉 冲 输 入 端 。 RST/VPD（ 9） ： 复 位 信 号 输 入 端 。 AT89S51 接 能 电 源 后 ， 在 时 钟电 路 作 用 下 ， 该 脚 上 出 现 两 个 机 器 周 期 以 上 的 高 电 平 ， 使 内 部 复 位 。 第 二 功能 是 VPD， 即 备 用 电 源 输 入 端 。 当 主 电 源 Vcc 发 生 故 障 ， 降 低 到 低 电 平 规定 值 时 ， VPD 将 为 RAM 提 供 备 用 电 源 ， 发 保 证 存 储

10、在 RAM 中 的 信 号 不 丢失 。 EA/Vpp(31):内 部 和 外 部 程 序 存 储 器 选 择 线 。 EA=0 时 访 问 外 部ROM 0000HFFFFH； EA=1 时 ， 地 址 0000H0FFFH 空 间 访 问 内 部ROM， 地 址 1000HFFFFH 空 间 访 问 外 部 ROM。 PSEN（ 29） ： 片 外 程 序 存 储 器 选 通 信 号 ， 低 电 平 有 效 。2.3 晶 体 震 荡 器晶 体 振 荡 器 ， 简 称 晶 振 ， 其 作 用 在 于 产 生 原 始 的 时 钟 频 率 ， 这 个 频 率 经过 频 率 发 生 器 的 放 大

11、 或 缩 小 后 就 成 了 电 脑 中 各 种 不 同 的 总 线 频 率 。 以 声 卡为 例 ， 要 实 现 对 模 拟 信 号 44.1kHz 或 48kHz 的 采 样 ， 频 率 发 生 器 就 必 须提 供 一 个 44.1kHz 或 48kHz 的 时 钟 频 率 。 如 果 需 要 对 这 两 种 音 频 同 时 支持 的 话 ， 声 卡 就 需 要 有 两 颗 晶 振 。 但 是 现 在 的 娱 乐 级 声 卡 为 了 降 低 成 本 ， 通常 都 采 用 SCR 将 输 出 的 采 样 频 率 固 定 在 48kHz， 但 是 SRC 会 对 音 质 带 来损 害 ， 而

12、 且 现 在 的 娱 乐 级 声 卡 都 没 有 很 好 地 解 决 这 个 问 题 。 现 在 应 用 最 广泛 的 是 石 英 晶 体 振 荡 器 。石 英 晶 体 振 荡 器 是 一 种 高 精 度 和 高 稳 定 度 的 振 荡 器 ， 石 英 晶 体 振 荡 器 也称 石 英 晶 体 谐 振 器 ， 它 用 来 稳 定 频 率 和 选 择 频 率 ， 是 一 种 可 以 取 代 LC 谐振 回 路 的 晶 体 谐 振 元 件 。 石 英 晶 体 振 荡 器 广 泛 地 应 用 在 电 视 机 、 影 碟 机 、 录10 2010 年 6 月像 机 、 无 线 通 讯 设 备 、 电

13、子 钟 表 、 单 片 机 、 数 字 仪 器 仪 表 等 电 子 设 备 中 。为 数 据 处 理 设 备 产 生 时 钟 信 号 和 为 特 定 系 统 提 供 基 准 信 号 。 在 单 片 机 中 为其 提 供 时 钟 频 率 。石 英 晶 体 振 荡 器 是 利 用 石 英 晶 体 （ 二 氧 化 硅 的 结 晶 体 ） 的 压 电 效 应 制 成的 一 种 谐 振 器 件 ， 它 的 基 本 构 成 大 致 是 ： 从 一 块 石 英 晶 体 上 按 一 定 方 位 角 切下 薄 片 （ 简 称 为 晶 片 ， 它 可 以 是 正 方 形 、 矩 形 或 圆 形 等 ） ， 在 它

14、 的 两 个 对 应面 上 涂 敷 银 层 作 为 电 极 ， 在 每 个 电 极 上 各 焊 一 根 引 线 接 到 管 脚 上 ， 再 加 上 封装 外 壳 就 构 成 了 石 英 晶 体 谐 振 器 ， 简 称 为 石 英 晶 体 或 晶 体 、 晶 振 。 其 产 品 一般 用 金 属 外 壳 封 装 ， 也 有 用 玻 璃 壳 、 陶 瓷 或 塑 料 封 装 的 。 只 要 在 晶 体 振 子 板极 上 施 加 交 变 电 压 ， 就 会 使 晶 片 产 生 机 械 变 形 振 动 ， 此 现 象 即 所 谓 逆 压 电 效应 。 当 外 加 电 压 频 率 等 于 晶 体 谐 振

15、器 的 固 有 频 率 时 ， 就 会 发 生 压 电 谐 振 ， 从而 导 致 机 械 变 形 的 振 幅 突 然 增 大 。2.4 复 位 电 路时 钟 电 路 工 作 后 ， 在 REST 管 脚 上 加 两 个 机 器 周 期 的 高 电 平 ， 芯 片 内 部开 始 进 行 初 始 复 位2.5 震 荡 电 路11 2010 年 6 月本 设 计 晶 振 选 择 频 率 为 12MHZ， 电 容 选 择 30pF 如 图 （ 3 4） 。 经 计算 得 单 片 机 工 作 胡 机 器 周 期 为 ：12（ 112M） =1us2.6 发 光 二 极 管 LED由于 LED 使用 P0

16、 口驱动要加上上拉电阻如上图2.7 蜂 鸣 器12 2010 年 6 月由于蜂鸣器使用 P0 口驱动要加上上拉电阻如上图三 、 设 计 原 理本 设 计 主 要 由 单 片 机 、 矩 阵 键 盘 、 液 晶 显 示 器 和 密 码 存 储 等 部 分 组 成 。其 中 矩 阵 键 盘 用 于 输 入 数 字 密 码 和 进 行 各 种 功 能 的 实 现 。 由 用 户 通 过 连 接 单片 机 的 矩 阵 键 盘 输 入 密 码 ， 后 经 过 单 片 机 对 用 户 输 入 的 密 码 与 自 己 保 存 的 密码 进 行 对 比 ， 从 而 判 断 密 码 是 否 正 确 ， 然 后

17、控 制 引 脚 的 高 低 电 平 传 到 开 锁 电路 或 者 报 警 电 路 控 制 开 锁 还 是 报 警 ， 实 际 使 用 时 只 要 将 单 片 机 的 负 载 由 继 电器 换 成 电 子 密 码 锁 的 电 磁 铁 吸 合 线 圈 即 可 ， 当 然 也 可 以 用 继 电 器 的 常 开 触 点去 控 制 电 磁 铁 吸 合 线 圈 。13 2010 年 6 月本 系 统 共 有 两 部 分 构 成 ， 即 硬 件 部 分 与 软 件 部 分 。 其 中 硬 件 部 分 由 电 源输 入 部 分 、 键 盘 输 入 部 分 、 密 码 存 储 部 分 、 复 位 部 分 、

18、晶 振 部 分 、 显 示 部 分 、报 警 部 分 、 开 锁 部 分 组 成 ， 软 件 部 分 对 应 的 由 主 程 序 、 初 始 化 程 序 、 LCD显 示 程 序 、 键 盘 扫 描 程 序 、 启 动 程 序 、 关 闭 程 序 、 建功能程序、密码设置程 序 、EEPROM 读 写 程 序 和 延 时 程 序 等 组 成 。 其 原 理 框 图 如 下 图AT89C51键盘输入复位电路密码存储电路晶振电路电源输入显示电路报警电路开锁电路四 、 设 计 原 理 图14 2010 年 6 月1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBA TitleNumber Revisi

19、onSizeBDate: 24-Jun-2010 Shet of File: C:PROGRAM FILESDESIGN EXPLORER 9 SEEXAMPLESBACKUP2.DBDrawnBy:abfcgdeDPYLEDgn1234567abcdefgDS?DPY_7-SEGabfcgdeDPYLEDgn1234567abcdefgDS?DPY_7-SEGabfcgdeDPYLEDgn1234567abcdefgDS?DPY_7-SEGS?SW-PB S?SW-PB S?SW-PBS?SW-PB S? S?SW-PBS?SW-PB S?SW-PB S?SW-PBR?RES2?RES2?R

20、ES2?RES2?RES2 R?RES2?RES2S?SW-PB S?SW-PB S?SW-PBC?CAPC?CAPLS?SPEAKERY?CRYSTALQ?PNPVC10RES2D?LEDR?RES2VCR?RES2VCR?RES2R?RES2R?RES2R?RES2VCQ?NPN Q?NPN Q?NPNVC+C?CAPACITOR POLR?RES2?RES2?RES2P2.0 21P2.1 2P2.2 23P2.3 24P2.4 25P2.5 26P2.6 27P1.5 6P1.6 7P1.7 8P0.6 3P0.5 34P0.4 35P0.336P0.2 37P0.1 38P0.0 3

21、9P1.01RESET9XTAL119 XTAL218EA31J?AT89C51 R?RES2R?RES2R?RES2 R?RES2R?RES2R?RES2R?RES2五 、 键 盘 扫 描 流 程 图设置初值设 C=1 右移扫描列调消抖动子程序读 P1 值A0？调用显示子程序结束开始送入行扫描初值C=0?R5=0?设 C=1 左移测列C=0?15 2010 年 6 月NN YNY 16 2010 年 6 月六 、 设 计 程 序P1.7 EQU 40HP1.6 EQU 41HP1.5 EQU 42HORG 00HMOV R7,#00HDJNZ R7,$MOV R7,#10HMOV R6,#0

22、3MOV R1,#32HL1: MOV A,R7MOV DPTR,#TABLEMOVC A,A+DPTRMOV R1,ADEC R1INC R7DJNZ R6,L1START:ORL P1,#0FFHMOV R4,#03MOV R0,#40HCLEAR:MOV R0,#00H17 2010 年 6 月INC R0DJNZ R4,CLEARL2: MOV R3,#0F7HMOV R1,#00HL3: MOV A,R3MOV P0,AMOV A,P0MOV R4,ASETB CMOV R5,#03HL4: RLC AJNC KEYININC R1DJNZ R5,L4CALL DISPMOV A,R

23、3 SETB CRRC AMOV R3,AJC l3JMP l2KEYIN:MOV A,R118 2010 年 6 月XRL A,#0BHJZ X3MOV A,R1XRL A,#0FHJZ X4MOV R7,#10D1: MOV R6,#248DJNZ R6,$DJNZ R7,D1D2 : MOV A,P1XRL A,R4JZ D2MOV A,R1MOV DPTR,#TABLEMOVC A,A+DPTRMOV R7,AXRL A,#0AHJZ SETOMOV A,R7XRL A,#0BHJZ STARTMOV A,R719 2010 年 6 月XCH A,#40HXCH A,#41HXCH A

24、,#42HCALL DISPJMP L2X3: JMP DISP2X4: JMP COMPDISP: MOV R0,#43HDISP1:MOV A,R0ADD A,#50HMOV P2,ACALL DELAYDEC R0MOV A,R0ADD A,#40HMOV P2,ACALL DELAYDEC R0MOV A,R0ADD A,#30HMOV P2,ACALL DELAY20 2010 年 6 月RETSETO: MOV R2,03HMOV R0,#40HMOV R1,#30HE1: MOV A,R0XCH A,R1INC R0INC R1DJNZ R2,E2CALL DELAYE2: JM

25、P STARTCOMP: MOV R1,#45HMOV R0,#35HMOV R2,#03HC1: MOV A,R1XRL A,R0JNZ C3DEC R1DEC R0DJNZ R2,C1CLR P1.1CLR P1.221 2010 年 6 月MOV R2,#200C2: MOV R6,#248DJNZ R6,$DJNZ R2,C2C3: INC R5MOV A,R5MOV R5,ACJNE R5,#03HCLR P2.1MOV R5,#00HC4: JMP STARTDISP2:MOV R5,#35HCALL DISPMOV A,P1XRL A,R4JZ DISP2CALL DELAYJMP STARTDELAY:MOV R7,#C3HD3: MOV R6,#248DJNZ R6,$DJNZ R7,D322 2010 年 6 月RETORG 300HTABLE:DB 06H,5BH,4FHDB 66H,6DH,7DHDB 07H,7FH,6FHDB 77FH,7CH,39HDB 4FH,66H,6DHEND