單片機課程設(shè)計電子密碼鎖設(shè)計模板

千里之行，始于足下。第2頁/共2頁精品文檔推薦單片機課程設(shè)計電子密碼鎖設(shè)計模板1.2設(shè)計電子密碼鎖的意義及相關(guān)技術(shù)指標(biāo)

當(dāng)前盡管許多智能鎖（如指紋辨不、人聲識不、IC卡識不等）已相繼咨詢世，但這類產(chǎn)品是針對特定指紋、聲音或有效卡，只能用于保密要求高且僅供個人使用的箱、柜、房間等。另外，卡片式的IC卡易丟失和損壞，加上其成本較高，在一定程度上限制了這類產(chǎn)品的普及和推廣。而電子密碼鎖具有安全性能高、成本低、低功耗、操作簡單等優(yōu)點，經(jīng)濟(jì)好用，易于推廣和普及。

本次單片機課程設(shè)計內(nèi)容為設(shè)計一具電子密碼鎖，技術(shù)指標(biāo)如下：輸入正確密碼開鎖指示燈亮，否則開鎖指示燈滅；應(yīng)包含0-9和設(shè)置、輸入，刪除12個鍵的鍵盤；輸入密碼可由數(shù)碼管顯示；延續(xù)3次密碼輸入錯誤，則操縱蜂鳴器發(fā)聲報警。

第2章總體設(shè)計及方案論證

為完成電子密碼鎖的功能設(shè)計，需要經(jīng)過別同的模塊來共同實現(xiàn)。設(shè)計思路及總體設(shè)計如圖

圖2.1主程序流程圖

在電源供電下，單片機經(jīng)過操縱各個模塊共同構(gòu)成一具電子密碼鎖，3×4鍵盤作為人機交互的界面使用，加上復(fù)位電路的作用是在程序運行出錯或陷入死循環(huán)時能從頭開始執(zhí)行程序。

2.3數(shù)碼管顯示模塊

LED顯示器有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種顯示方式。

2.3.1LED靜態(tài)顯示方式

所謂靜態(tài)顯示，算是當(dāng)顯示器顯示某一字符時，相應(yīng)段的發(fā)光二極管恒定地導(dǎo)通或截止，同時顯示器的各位可并且顯示。靜態(tài)顯示時，較小的驅(qū)動電流就能得到較高的顯示亮度。靜態(tài)顯示方式的缺點是N位靜態(tài)顯示器要求有N8根的I/O口線，占用I/O口線資源較多。

2.3.2LED動態(tài)顯示方式

所謂動態(tài)顯示算是一位一位地輪流點亮顯示器的各個位（掃描），關(guān)于顯示器的每一位而言，每隔一段時刻點亮一次。顯示器的亮度既與導(dǎo)通電流有關(guān)，也與點亮?xí)r刻和間隔時刻的比例有關(guān)。相比于靜態(tài)顯示方式而言，8位LED動態(tài)顯示電路只需要兩個8位I/O口，充分利用了I/O口資源。

電子密碼鎖的顯示電路設(shè)計需要用到8位數(shù)碼管來顯示密碼，為節(jié)省I/O口資源，顯示電路應(yīng)采納LED動態(tài)顯示方式。

2.4電源模塊

AT89C51單片機供電電壓為+5V，可采納兩種供電方式。

2.4.1蓄電池供電

采納+6V蓄電池經(jīng)電阻分壓后直截了當(dāng)給單片機供電，電路簡單。

2.4.2雙路電源供電

220V交流市電經(jīng)落壓，整流，集成穩(wěn)壓芯片穩(wěn)壓為+5V后給直截了當(dāng)給單片機供電，當(dāng)停電后，采納蓄電池供電。利用一具單反相器實現(xiàn)兩種供電電路的自動切換。

本設(shè)計為電子密碼鎖的設(shè)計，需要用到UPS（別間斷電源），故采納雙路電源供電為宜。

2.5開鎖電路模塊

輸入密碼正確時，單片機輸出信號作為開關(guān)信號，操縱電磁鐵動作，來完成開鎖功能。輸入密碼錯誤時，則別響應(yīng)。

2.7最優(yōu)方案

綜上，最優(yōu)方案為選用AT89C51單片機作為主控元件，采納雙路電源自動切換供電方案，數(shù)碼管顯示采納動態(tài)顯示方式，以矩陣式鍵盤作為人機交互的界面，加上開鎖和報警電路及相應(yīng)的軟件，構(gòu)成一具安全可靠的電子密碼鎖。

不按鍵，得到按鍵的編碼，然后依照編碼值舉行相應(yīng)的處理，處理完后再回到主程序執(zhí)行。

3.2顯示數(shù)碼管

硬件連接電路如圖所示：

2345

Title

Number

Size

B

Date:3-Jul-2010SheeFile:C:\DocumentsandSettings\Administrator\桌面\小

Draw470

470470470470470470470VCC

1k

LED0LED1LED2LED3LED4LED5LED6LED7

LED0

LED1LED2LED3LED4LED5LED6LED7abfcgd

e

DPY1

234567abcdefg8

dp

dp

abfcgd

e

DPY1234567abcdefg8

dp

dp

abfc

gd

e

DPY1234567abcdefg8

dp

dp

abfc

gd

e

DPY1234567abcdefg8

dp

dp

abfc

gd

e

DPY1234567abcdefg8

dp

dp

abfcgd

e

DPY1234567abcdefg8

dp

dp

abfcgd

e

DPY1234567abcdefg8

dp

dp

abfcgd

e

DPY1234567abcdefg8

dp

dp

P1.01

P1.12P1.23

P1.34P1.45P1.56P1.67P1.7

8

RESET9

P3.010P3.111P3.212P3.3

13P3.4

14P3.515P3.6

16

P3.717XTAL218XTAL119P2.021P2.122P2.223P2.324P2.425P2.526P2.627P2.728PSEN

29

ALE/PROG

30EA/VPP31P0.732P0.633P0.534P0.435P0.336P0.237P0.1

38P0.0

39VCC40GND20AT89C51

圖3.2顯示電路

如圖3.1

所示為數(shù)碼管的操縱及顯示電路，數(shù)碼管為共陽極數(shù)碼管，經(jīng)過段

選和位選實現(xiàn)動態(tài)顯示方式，即經(jīng)過軟件用分時的辦XXX流操縱各個顯示器的COM端，使各個顯示器輪流點亮。在輪流點亮掃描過程中，每位顯示器的點亮?xí)r刻極為短暫，但由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余暉效應(yīng)，給人的印象算是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)。3.3開鎖電路

2k

048

4704704704704704704704701k5.1k5.1k

VCC

A0

1

A12A3

3SDA5SCL

6

WP

7AT24C01

UNLOCK

1kL1

電磁鐵

VCC

LED

LED0LED1

LED2LED3

LED4LED5

LED6LED7

LED0

LED1

LED2

LED3

8dp8

dp8

dp

8dp

P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78RESET9P3.0

10P3.1

11

P3.2

12

P3.3

13P3.414P3.515P3.616

P3.7

17XTAL218XTAL119P2.0

21P2.1

22P2.2

23P2.3

24P2.425P2.526P2.6

27P2.7

28PSEN

29

ALE/PROG

30EA/VPP31P0.732

P0.633P0.534P0.435P0.336P0.237P0.138P0.0

39

VCC40GND

20AT89C51

3.5電源電路

1

236VBATTERY

1

2

3

4D1

1N4002

D2

1N4002

NPN1TRANS1

AC220V

100uF

Vin1

Vout

3

GND

2

LM7805100uF

R11kR2

10k

D3

1N4002

+5V

圖3.5電源電路

采納雙路電源自動切換工作方式，正常事情下，交流市電220V經(jīng)落壓變壓器落壓，整流電橋整流，穩(wěn)壓芯片LM7805穩(wěn)壓后變?yōu)?5V直流電源給單片機供電。當(dāng)浮現(xiàn)停電的事情時，3點處的電勢變?yōu)榈碗妱?，?jīng)單反相器后操縱NPN1三極管導(dǎo)通，啟動蓄電池或干電池電源并經(jīng)分壓后供電，從而保證單片機的別間斷供電。3.6復(fù)位電路

2k

2k2k2k0

1234

5678

9unlock

modify4704704704704

VCC

1k

UN

1kLELELELELELELELE

LE

LED2

LED3LED4LED5

LED612345678

abfcgd

e

DPY1234567abcdefg8

dp

dp

abfcgd

e

DPY1234567abcdefg8

dp

dp

ab

fc

g

de

DPY1234567abcdefg8

dp

dp

abfcgd

e

DPY1234567abcdefg8

dp

dp

abfcgd

eDPY1234567abcde

f

g8

dp

dp

D21N4002NPN1

Vout

3

5

100uFR2

10k

Q1

ALARM

+5V

D3

1N4002

S120022uF1kC4

1

R5R6R7R8R9R10R11R12R1

R17

R18

R19

R20

R21

R22

R23

R24

R25R26

U1

NPN3

P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78RESET9P3.0

10P3.111P3.2

12P3.313P3.414P3.515P3.6

16P3.7

17

XTAL218XTAL119P2.0

21P2.1

22P2.2

23P2.324P2.4

25

P2.5

26P2.6

27

P2.7

28

PSEN29

ALE/PROG

30EA/VPP31P0.7

32P0.6

33P0.5

34P0.4

35P0.336P0.2

37P0.1

38

P0.039VCC40GND20

+5V

采納按鍵電冷靜位，按下鍵后，經(jīng)過R3和R4形成回路，使RESET端產(chǎn)生高電平。按鍵的時刻決定了復(fù)位時刻。

3.7振蕩電路

12MHZ

30pF

30pF6VBATTERY

1k

XTAL1

XTAL2

19

18C1

C2

R1

第4章軟件設(shè)計4.1主程序流程圖及程序

圖4.1主程序流程圖主程序如下：

ORG0000H

SJMPSTART

ORG000BH

SJMPINT

START:

MOVSP,#70H

CLRP3.0

CLRP3.1

CLRP3.2

CLRP3.3

MOVTMOD,#01H

MOVTL0,#00H

MOVTH0,#00H

SETBTR0

SETBET0

SETBEA

MOVR2,#0FFH

MOV3AH,#03H

MOVR3,#06HPASSWORD:MOVR4,#08H

MOVR0,#40H

MOVA,#07H

MOV@R0,A

INCR0

INCA

DJNZR4,PASSWORD

MOVR0,#30HDETPW:MOVR4,#08H

AGAIN:ACALLINPUT

MOVA,R7

CJNER7,#0BH,IN

ACALLCHPSW

AJMPGETPW

IN:MOV@R0,A

CLRP3.3

ACALLDELAY

SETBP3.3

COMP:MOVR4,#08H

MOVR0,#30H

AGAI:MOV50H,@R0

ADDR0,#010H

MOVA,@R0

SUBBR0,#010H

CJNEA,50H,ONCEMORE

INCR0

DJNZR4,AGAI

CLPP3.0

HERE:AJMPHERE

ONCEMORE:CLRP3.4

ACALLDELAY

SETBP3.4

DJNZR3,GETPW

CPLP3.1

THERE:AJMPTHERE

END

4.2延時子程序

DELAY:MOVR5,#30H

DELAY1:MOVA,#0FFH

LOOP:DECA

JNZLOOP

DJNZR5,DELAY1

RET

4.3修改密碼子程序

CHPSW:MOVR0,#40H

ANOTHER:ACALLINPUT

MOVA,R7

MOV@R0,A

INCR0

CLRP3.3

ACALLDELAY

SETBP3.3

DJNZR4,ANOTHER

RET

4.4掃描鍵盤輸入子程序

INPUT:MOVR6,#02H

MOVR1,#40H

LOP:ACALLDELAY

MOVP1,#0FFH

CPLP1.6

MOVA,P1

ANLA,#0FH

CJNEA,#0FH,INKEY

MOVP1,#0FH

CPLP1.5

MOVA,P1

ANLA,#0FH

CJNEA,#0FH,INKEY

MOVP1,#0FFH

CLRP1.4

MOVA,P1