电子密码锁 陈志恒23.doc

学 生 实 训 设 计 报 告 设计题目： 电子密码锁 院 别： 机电学院 专 业： 机械设计制造及其自动化（师范） 班 级： 09机械师 姓 名： 陈志恒 学 号： 2009095144023 指导教师： 姚屏 教务处制 二零一一年七月二日课程名称：微机原理与接口综合设计 课程代码： 09402707 实训周数： 1 学 分： 1 实训单位： 机电学院 实训地点： 机电学院 实训时间： 2011-6-28至2011-7-2 设计说明书目 录摘要- 3关键字- 3第一章 前言- 4第二章 基本功能设计- - - 4n 2.1 实验任务- 4n 2.2基本设计- - 4n 2.3 系统框图- - - -5第三章 硬件设计- - -5 3.1硬件工作接线口-5 3.2 LED显示器结构与原理- -6 3.3复位电路- 7 3.4按键方式- -7 3.5电路原理图- 8 3.6 元器件清单-93.7驱动蜂鸣器电路-103.8驱动继电器电路-10第四章 软件设计- -104.1软件结构-104.2源程序-12第五章 心得体会- 14第六章 参考文献- 15【摘要】采用逻辑门电路设计电子密码锁，阐述了其工作原理，给出了具体的电路原理图。 该密码锁具有密码预置功能，保密性强，误码报警，并且报警时间可以设定，同时用数码管显示出报警时间。密码正确时驱动继电器控制开锁指示灯，误码时报警信号由蜂鸣器发出，声音为间歇式鸣笛。采用自行设计的5V稳压电源供电，具有耗电省等特点。使用时用户必须按下确认按钮后方可知用户输入的密码是否与预置密码一致，当密码正确时密码锁可以被打开，点亮绿色二极管亮代表密码正确，锁可以打开。密码不正确时按下确认按钮，红色二极管被点亮，同时蜂鸣器鸣笛十秒，数码管显示十秒倒计时；倒计时结束时，数码管显示00，对其产生的编码信号经门电路处理后转化为低电平信号，传给秒脉冲电路控制端，使其停止工作，从而脉冲驱动的蜂鸣器也停止报警。关键词： 电子密码锁；数字电路； 预置密码；误码报警【正文】课程设计之电子密码锁一、前言随着人们生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一问题也变的尤其的突出，传统的机械锁由于其构造的简单，被撬的事件屡见不鲜，电子锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的亲呢。一个科技快速发展的时代，人们对自己的生活有了越来越高的要求，生活质量的提高，也是我们对自身财产的安全有了更加浓重的保护欲，而传统的机械锁由于其构造的简单，被撬的事件屡见不鲜，使我们的财产以及人身安全有了很大的隐患，这致使我们寻求更好的安全措施。电子锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的喜爱。而且密码锁的形式多样，有声控密码锁，电子密码锁等，社会上大多使用电子按键密码锁。电子密码锁是一种通过密码输入来控制电路或是芯片工作，从而控制机械开关的闭合，我们采取的是单片机，它具有超大规模集成电路技术，有极强的数据处理能力，I/O口多。以它为核心设计的密码锁，结构小，功能强，现在很多单位甚至家里的各个家用电器，还有保险箱都需要它。它们有很多扩展功能：用户可以根据实际情况随意改变密码值或密码长度，按下“密码修改键”提示用户输入原密码，通过校验后提示输入新密码，一次写入CPU存储器中，另一次写入单片机内部RAM中，以便机器确认密码的正确性。输入完毕后，按修改确认键，两次的密码完全一致时，密码修改完成。我们这可以在输入的密码与程序中设定的密码相比，若失误，会有灯亮提示，但三次后都错误，系统可自动报警。防盗报警功能是利用断线方式报警，当CPU检测不到返回信号时，系统自动报警单元报警，正常开启锁时，系统自动切断报警单元的电源。二、基本功能设计1，设计要求（1） 开机复位，等待输入（2） 输入四位密码，按Enter键结束（3） 若密码输入正确，延时五秒返回重新输入（4） 若密码输入不正确，则数码管第一位显示输入次数，后二位显示“ER”，延时三秒后返回重新输入。（5） 当错误输入次数满三次时，起动蜂鸣器报警。延时五秒返回重新输入。（6） 复位起动。2，基本设计我们将密码程序存在EPROM中，具体操作如下：首先按一下P1.0口上的按键，然后再逐渐输入密码，最后按#号确认即可。设置显示初始符号“”，为了帮助用户确认是否有键按下，并且防止密码外泄，在输入显示时，并不是显示用户按下的数字符号，而是以一个特定的字母符号提醒用户是否有键按下。有键按下，就会显示字符“F”，没有键按下就是初始状态。首先按下P1.0口上的按键，然后输入密码，正确则绿灯亮，输入三次都不正确的则红灯亮。3，系统框图AT89C51CPU显示键盘报警器和电磁锁复位晶振三、硬件设计（1）硬件工作接线口P0口接数码管，用来显示按键是否按下，P1口接键盘，P1.0外接选择密码键，P2口按串行方式传送信号给数码管，P2.7口显示电磁锁开还是闭合状态。把单片机系统区域中的P0口用导线连接“四路静态数码显示”的任一端口上，把单片机系统区域中的P1口上接独立式键盘。（2）LED显示器结构与原理LED显示块是由发光显示二极管显示字段的显示器件。在单片机中我们通常用七段LED，这种显示共有共阴极和共阳极两种，本设计是用共阳极，是LED显示块的发光二极管与阳极并接，如图所示通常的七段显示块中共有8个发光二极管，其中7个发光二极管构成七笔字形“8”，一个发光二极管构成小数点。七段显示块与单片机接口非常容易。只要将一个8位并行输出与显示块的发光二极管引脚相连即可。8位并行输出口输出不同的字节数据即可获得不同的数字或字符，通常将控制发光二极管的8位字节数据称为段选码。显示字符共阳极段选码显示字符共阳极段选码0C0HA88H1F9HB7CH2A4HCC6H3B0HDA1H499HE86H592HF8EH682H7F8H880H990H(3)复位电路如图所示为80C51型单片机上电复位电路。RC构成微分电路，在接电瞬间，产生一个微分脉冲，其宽度若大于2个机器周期，80C51型单片机将复位，为保证微分脉冲宽度足够大，一般取10F电容、8.2K电阻。(4)按键方式按键方式有独立式和行列式两种，本设计是采用独立式，共设置5个按键。独立式按键是指直接用I/O口线构成的单个按键电路。每个独立按键单独占有一根I/O口线，每根I/O口线上的按键工作状态不会影响其他I/O口线的工作状态。若按键AN1AN5分别代表数码15，AN0代表#号。在没有键按下时，P1.0P1.7都是高电平1，若某个键被按下，相应的接口线就变为低电平0。开锁时必须先按AN1，使从P1口读入的第一个值与存储单元的设定值相同，再顺序按按钮将密码输入，才能开锁。（5）电路原理图（6）元器件清单元件名称参数元件名称参数插座DIP40电源5V单片机89C51电阻晶体振荡器12MHZ电解电容瓷片电容按钮开关LED数码管HS-5101BS2（7）驱动蜂鸣器电路用NPN型三极管9013对555脉冲信号放大，从而驱动蜂鸣器报警。图3-1-4 驱动蜂鸣器电路（8）驱动继电器电路用NPN型三极管9013对门电路信号放大，从而驱动继电器工作。图3-1-5驱动继电器电路四、软件设计1，软件结构密码锁主程序设置初始密码初始显示/关闭锁读端口P1，取按键状态有按键按下么？有按键按下么？再次读端口P1送列扫描字读行线状态第1行按下？第2行按下？第3行按下？4列扫描完第0行按下？保护现场A=00A=12A=08A=04相加计算键号调用按键查询子程序按键释放么？A=设定密码么？键号给A显示“F”显示“E”NYNYYYYYNNNNNYNYYN11222,源程序PSD EQU 21HORG 0000HAJMP MAINORG 0100HAJMP MAINORG 0100HMAIN: MOV SP,#3FH MOV P0,#0FFH MOV PSD,#02MAIN1:SETB P3.0 MOV P1,#OBFHKEY: ACALL KS JNZ K1 AJMP KEYK1: ACALL DELAY100MS ACALL KS JNZ K2 AJMP KEYK2: MOV R3,#0FEH MOV R4,#00K3: MOV A, R3 MOV P2, A MOV A, P0 ANL A, #OFHL0: JB ACC.0,L1 MOV A,#00H AJMP LKL1: JB ACC.1,L2 MOV A, #04H AJMP LKL2: JB ACC.2,L3 MOV A, #08H AJMP LKL3: JB ACC.3,NEXT MOV A, #OCHLK: ADD A,R4 PUSH ACCK4: ACALL KS JNZ K4ACALL KSJNZ K4POP ACCAJMP PRNEXT: INC R4 MOV A, R3 JNB ACC.3,KEY RL A MOV R3, A AJMP K3PR: CJNE A,PSD,ERRPASS:CLR P3.0 MOV P1,#8CH LCALL DELAY1S LCALL DELAY1S LCALL DELAY1S LJMP MAIN1ERR: MOV P1,#86H LCALL DELAY1S LCALL DELAY1S LCALL DELAY1S LJMP MAIN1KS: MOV A, #00H MOV P2,A NOPMOV A,P0CPL AANL A,#OFHRET五、心得体会我通过这次课程设计，重新将微型计算机原理及接口技术，本来很多原理还是懵懂的。这次设计运用到的知识很多方面，由于在学习微机原理时没有把接口方面的知识学透，实验的结果也没有做出实体，所以这个设计可能存在很多问题。以后有机会就一定要自己动一下手把实物做出来，这不仅能锻炼我的动手能力，而且能更直观的发现在设计过程中出现的错误。总的来说，在本次课程设计中,缺陷就是设计的数码锁在密码输入错误的情况下却仍能修改密码,这是不符合常理的。虽然最终的结果不是非常的理想,但还是在这次的设计的过程当中学到了很多,对很多相关的知识有了更深一层的理解，对汇编程序语言也有了更深一步的了解。虽然在调试过程中也遇到了很多问题，但通过查找相应资料，找老师，问同学，很多问题多得以解决。这个过程中自我独立思考能力得到了很好的锻炼。在对汇编程序进行编译连接时，经常会出现错误和警告，对程序反复的修改和认证，最终得到正确而且可行的程序。在对程序的反复的修改过程中，我了解到汇编语言是一个比较严谨而且较复杂的一门语言，要学好汇编语言必须得认真学好每一条语法指令，了解各种寄存器的用法，这样设计出来的程序才不容易