密码锁课程设计_实训指导书.doc

密码锁课程设计实训指导书说 明本次实训以单片机为基础，以单片机外围接口电路：矩阵开关和液晶显示器（lcd）、带i2c总线存储器at24c08、时钟芯片pcf8563的使用为重点结合密码锁课程设计，使学生在理解单片机基本原理的基础上，通过本次实训比较熟练地掌握矩阵开关、液晶显示器（lcd）等原理及外部资源的使用；同时了解密码锁控制电路的基本原理和接口的设计与使用。实训过程中，要求学生完成密码锁控制电路硬件图设计、安装接线图、硬件电路的检测、系统整体框图及流程图设计、具体程序设计及联机调试、脱机运行与调试。目 录1、实训目的与要求12、实训内容1（1）、密码锁电路原理图及元件清单1（2）、实现功能介绍2（3）、密码缓冲存区配置3（4）、参考流程图53、实训器材准备84、实习任务及要求：85、考核办法及内容96、附录9（1）、lcd（smc1602a）引脚图：9（2）、时钟芯片pcf8563资料10（3）、at24c08存储器芯片引脚20（4）、74ls00引脚配置及功能21（5）、三极管c945引脚配置21（6）、密码锁电路原理图22 lcd液晶显示密码锁控制1、实训目的与要求本次实训以矩阵开关和液晶显示器（lcd）的使用为重点，使学生在理解单片机基本原理的基础上，比较熟练地掌握矩阵开关、液晶显示器（lcd）等外部资源的使用；同时了解密码锁控制电路的基本原理和接口的设计与使用。实训过程中，要求学生完成密码锁控制电路硬件图设计、安装接线图、硬件电路的检测、系统整体框图及流程图设计、具体程序设计及联机调试、脱机运行与调试。2、实训内容（1）、密码锁电路原理图及元件清单a、原理图其中：a键：设置日历、时间键 b键：开锁键 c键：修改密码键 d键：确定键b、元件清单、24c08、pcf8563、74ls00、三极管（c495）2、蜂鸣器1、101（1/2w）、1002、51k2、10k1、102、20pf2、2、10k电位器1、1k8排阻一个、61、晶振z、晶振32.765kz、发光二极管2、内带hd44780的液晶显示器（lcd）、44矩阵开关及8引脚排插、电路板（万能板）、14脚、40脚集成块插座各一个。（2）、实现功能介绍 a、 接通电源后，在没有键按的情况下，循环实时显示图1、图2所示的日历及时间 图1 图2 b、当按下日历、时间设置键（a键）后，计时停止，进入对日历、时间的设置（如设置日历时间为2007年10月1日、星期一、10：30：30），如下图3、4所示，设置完毕后按d确定键退出时间设置回到原显示状态（即进入图1、图2的实时显示）。 图3 图4c、当按下b键后，进入开锁状态，显示图5要求输入密码，当输入密码正确时，开锁（发光二极管发光0.5秒）；当输入密码不正确时，显示图6并发出报警声，然后返回图1、图2。图5 图6d、当按下c键后，进入密码修改状态，显示图5要求输入权限密码。当输入密码正确时，显示图7要求输入新密码（密码不能超过6位），输入新密码如图8所示、按确定键d后密码修改成功并返回a；当输入密码不正确时，显示图6并发出报警声，然后返回图1、图2。 图7 图8 （3）、密码缓冲存区配置单片机内部数据存储区地址分配参考（注：设计者可根据自己的要求分配地址）：（1）、日历时间暂存区50h 51h 52h 53h 54h 55h 56h秒分钟小时日星期月/世纪年（2）、时间显示及设置缓冲区：30h 31h 32h 33h 34h 35h年十位年个位月十位月个位日十位日个位注：在正常工作时，保存从钟芯片读出并处理为二进制码后的时间值供显示用；在时间设置时，该区间保存从键盘输入的时间值。（3）、日历显示缓从区：36h 37h 38h 39h 3ah 3bh 3ch时十位时个位分十位分个位秒十位秒个位星期注：在正常工作时，保存从钟芯片读出并处理为二进制码后的日历值供显示用；在日历设置时，该区间保存从键盘输入的日历值。（4）、输入密码（6位）暂存区：40h 41h 42h 43h 44h 45h 注：从键盘输入的密码键值保存在此处。46h 47h 48h 49h 4ah 4bh 注：从at24c08读出的密码键值保存在此处，开锁时若输入密码与at24c08保存的密码相同，则开锁；否则显示密码错误。（5）、堆栈缓冲区堆栈缓冲区为60h7fh（4）、参考流程图 密码锁主程序参考流程图 设置时间子程序参考流程图时间显示子程序流程图密码修改子程序流程图 开锁子程序参考流程图 显示“日历”界面子程序参考流程图 键盘扫描子程序参考流程图 3、实训器材准备 韦福e6000单片机仿真系统、编程器、示波器、万用表、电路铁等。4、实习任务及要求：a、电路实现功能：（）、实现液晶显示器（lcd）的显示；（）、能实现密码的输入及设置；（3）、能实现开锁控制及密码输错报警提示；（4）、能实现时间的显示和时间的调整。b、实习任务：（）、参考电路原理图完成实际电路的设计及调试；（）、根据电路的功能要求，完成密码锁程序的设计、调试及装载。c、实验报告要求：（）、设计题目；（）、主要实现功能说明；（）、硬件电路图；（）、程序流程图；（）、程序详细清单。（ 6）、实训总结5、考核办法及内容课程设计的考核成绩主要由四部分组成： （1）、实训期间的纪律、到课率占：20% （2）、硬件焊接工艺占：30% （3）、程序设计占：30% （4）、实训报告占：20%注：课程设计完成后，一定要形成实训报告，否则不给与考核成绩。6、附录（1）、lcd（smc1602a）引脚图：（2）、时钟芯片pcf8563资料pcf8563 是低功耗的cmos 实时时钟日历芯片，它提供一个可编程时钟输出，一个中断输出和掉电检测器，所有的地址和数据通过i2c总线接口串行传递。最大总线速度为400kbit/s，每次读写数据后，内嵌的字地址寄存器会自动产生增量。（1）、特性* 低工作电流：典型值为0.25a（vdd=3.0v，tamb=25时）。* 世纪标志* 大工作电压范围：1.05.5* 低休眠电流；典型值为0.25a(vdd=3.0v,tamb=25)* 400khz 的i2c 总线接口（vdd=1.85.5v 时）。* 可编程时钟输出频率为：32.768khz，1024hz，32hz，1hz。* 报警和定时器。* 掉电检测器。* 内部集成的振荡器电容。* 片内电源复位功能。* i2c总线从地址：读，0a3h；写，0a2h。* 开漏中断引脚。（2）、应用 移动电话 便携仪器 传真机 电池电源产品（3）、简明参考数据（4）、方框图（5）、管脚配置1）、管脚2）、管脚描述（6）、 功能描述pcf8563 有16 个位寄存器：一个可自动增量的地址寄存器，一个内置32.768khz 的振荡器（带有一个内部集成的电容），一个分频器（用于给实时时钟rtc 提供源时钟），一个可编程时钟输出，一个定时器，一个报警器，一个掉电检测器和一个400khz i2c总线接口。所有16 个寄存器设计成可寻址的8 位并行寄存器，但不是所有位都有用。前两个寄存器（内存地址00h，01h）用于控制寄存器和状态寄存器，内存地址02h08h 用于时钟计数器（秒年计数器），地址09h0ch 用于报警寄存器（定义报警条件），地址0dh 控制clkout 管脚的输出频率，地址0eh 和0fh 分别用于定时器控制寄存器和定时器寄存器。秒、分钟、小时、日、月、年、分钟报警、小时报警、日报警寄存器，编码格式为bcd，星期和星期报警寄存器不以bcd 格式编码。当一个rtc 寄存器被读时，所有计数器的内容被锁存，因此，在传送条件下， 可以禁止对时钟日历芯片的错读。1）、报警功能模式一个或多个报警寄存器msb（ae=alarm enable 报警使能位）清时，相应的报警条件有效，这样，一个报警将在每分钟至每星期范围内产生一次。设置报警标志位af（控制状态寄存器的位）用于产生中断，af 只可以用软件清除。2）、定时器位的倒计数器（地址0fh）由定时器控制寄存器（地址0eh，参见表25）控制，定时器控制寄存器用于设定定时器的频率（4096，64，1，或1/60hz），以及设定定时器有效或无效。定时器从软件设置的8 位二进制数倒计数，每次倒计数结束，定时器设置标志位tf（参见下表），定时器标志位tf 只可以用软件清除，tf 用于产生一个中断（/int），每个倒计数周期产生一个脉冲作为中断信号。ti/tp（参见表7）控制中断产生的条件。当读定时器时，返回当前倒计数的数值。3）、clkout 输出管脚clkout 可以输出可编程的方波。clkout 频率寄存器（地址0dh；参见表23）决定方波的频率，clkout 可以输出32.768khz( 缺省值)，1024，32，1hz 的方波。clkout为开漏输出管脚，通电时有效，无效时为高阻抗。4）、复位pcf8563 包含一个片内复位电路，当振荡器停止工作时，复位电路开始工作。在复位状态下，i2c 总线初始化，寄存器tf、vl、td1、td0、testc、ae 被置逻辑，其它的寄存器和地址指针被清。5）、掉电检测器和时钟监控pcf8563 内嵌掉电检测器，当 vdd 低于 vlow 时,位 vl（voltage low,秒寄存器的位7）被置，用于指明可能产生不准确的时钟日历信息，vl 标志位只可以用软件清除当vdd 慢速降低（例如以电池供电）达到vlow 时，标志位vl 被设置,这时可能会产生中断。6）、寄存器结构a、 控制状态寄存器b、控制状态寄存器c、 秒、分钟和小时寄存器d、 日、星期、月世纪和年寄存器e、报警寄存器当一个或多个报警寄存器写入合法的分钟、小时、日或星期数值并且它们相应的ae（alarm enable）位为逻辑，以及这些数值与当前的分钟、小时、日或星期数值相等，标志位af（alarm flag）被设置，af 保存设置值直到被软件清除为止，af 被清除后，只有在时间增量与报警条件再次相匹配时才可再被设置。报警寄存器在它们相应位ae 置为逻辑时将被忽略。f、