1、课 程 设 计 报 告课程名称:单片机原理及应用课程设计设计题目： 电子密码锁设计 系 别： 通信与控制工程系 专 业： 电子信息工程 班 级： 学生姓名: 学 号: 起止日期: 指导教师: 教研室主任： 湖南人文科技学院电子密码锁课程设计报告书指导教师评语：指导教师签名： 年 月 日项 目 权重 成绩1、设计过程中出勤、学习态度等方面 0.22、课程设计质量与答辩 0.53、设计报告书写及图纸规范程度 0.3成绩评定总 成 绩 教研室审核意见：教研室主任签字： 年 月 日教学系审核意见：主任签字： 年 月 日湖南人文科技学院电子密码锁课程设计报告书摘 要电子密码锁是一种通过密码输入来控制电路
2、或是芯片工作，从而控制机械开关的闭合，完成开锁、闭锁任务的电子产品。随着科技的发展和人们生活水平的提高，如何实现保密防盗这一问题变的尤其的突出，传统的机械锁由于其构造的简单，失效的事件屡见不鲜，电子锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，因而广泛使用。本设计围绕电子密码锁系统的设计与开发进行研究和实践，详细介绍了电子密码锁系统的整体结构。基于在系统可编程技术和 STC89C52 编译器配有集成开发的新型电子密码锁的设计方案，阐述其工作原理和软硬件设计，由单片机系统、矩阵键盘、LED 显示和报警系统组成的系统能完成开锁、修改用户密码、报警基本的密码锁的功能。关键字：STC89C52 芯片 ;
3、 8255 芯片;keil 软件 湖南人文科技学院电子密码锁课程设计报告书1目 录1 设计要求与内容 .11.1 设计要求 .11.2 设计内容 .11.3 主要设计条件 .12 方案论证与对比 .22.1 方案一 .22.2 方案二 .22.2.1 单片机系统 .22.2.2 矩阵键盘接口电路 .32.2.3 LED 显示 .32.2.4 比较显示系统 .32.2.5 系统总框图 .32.3 方案论证与选择 .33 硬件电路设计 .43.1 键盘电路设计 .43.1.1 矩阵式键盘电路图 .43.1.2 矩阵键盘的识别方法 .43.2 LED 显示电路设计 .43.3 STC89C52 芯片
4、与 8255 芯片的介绍 .54 软件设计 .74.1 软件总体设计 .74.2 各子程序的设计 .74.2.1 密码的固定定 .74.2.2 键盘的扫描识别判断 .74.2.3 密码显示和比较处理 .85 系统功能的测试与整体指标 .95.1 软件调试步骤 .95.2 程序调试步骤 .9湖南人文科技学院电子密码锁课程设计报告书25.3 测试结果 .96 详细仪器清单 .107 总结及致谢 .11参考文献 .12附录一 仿真图 .13附录二 源程序 .14湖南人文科技学院电子密码锁课程设计报告书1电子密码锁设计电 子 密 码 锁 是 一 种 通 过 密 码 输 入 来 控 制 电 路 或 是
5、芯 片 工 作 ， 从 而 控 制 机械 开 关 的 闭 合 ， 完 成 开 锁 、 闭 锁 任 务 的 电 子 产 品 。 它 的 种 类 很 多 ， 有 简 易 的电 路 产 品 ， 也 有 基 于 芯 片 的 性 价 比 较 高 的 产 品 。 现 在 应 用 较 广 的 电 子 密 码锁 是 以 芯 片 为 核 心 ， 通 过 编 程 来 实 现 。1 设计要求与内容1.1 设计要求利用单片机作为控制核心，完成一个电子密码锁可以修改密码设计具体要求如下：1、密码的设定，此密码是固定在程序存储器 ROM 中，假设预设的密码为“12345 共 6 位密码；2、密码的输入：采用两个按键来完成
6、密码的输入，其中一个按键为功能键，另一个按键为数字键。输入确认功能键之后，才能完成密码的输入过程。进入密码的判断比较处理状态并给出相应的处理过程；3、密码输入正确按确认键，绿灯亮，输入密码错误、红灯亮蜂鸣器响。1.2 设计内容1、设计合理、正确的方案；2、系统硬件设计及焊接制作；3、系统软件设计及调试；4、系统联调。1.3 主要设计条件1、MCS-51 单片机实验操作台 1 台；2、PC 机及单片机调试软件；3、单片机应用系统板 1 套；湖南人文科技学院电子密码锁课程设计报告书24、系统设计所需的元器件。2 方案论证与对比2.1 方案一采用数字电路控制，其原理方框图如 1-1 所示。键盘输入
7、开锁电路密码校验电路执行电路限时报警消除报警信号正确开锁市电供电电路 电子切换开关充电电路蓄电池断电检测2 2 0 V6 V电源 V c c图 1-1 数字电路控制图采用数字密码锁电路的好处就是设计简单。用 74LS112 双 JK 触发器构成的数字逻辑电路做为密码锁的核心控制，共设了 9 用户输入键，其中只有 5 个是有效的密码按键，其它的都是干扰按键，如果按下干扰按键，键盘输入电路自动清零，原先输入的密码无效，需要重新输入， 。电路有两大部分组成：密码锁电路和备用电源，其中备用电源是防止停电造成的密码锁电路失效，是用户免遭麻烦。密码锁电路包含：键盘输入，密码检测，开锁电路，执行电路，报警电
8、路。湖南人文科技学院电子密码锁课程设计报告书32.2 方案二2.2.1 单片机系统是用以 STC98C52 为核心的单片机控制方案。利用单片机灵活编程设计和丰富的 I/O 端口，及其控制的准确性，进行电子密码锁的设计。此次课题用8255 课编程芯片的 PC 口与键盘相连，做输入口，PA,PB 口与数码管相连，做显示。2.2.2 矩阵键盘接口电路此次课程设计采用 4*4 矩阵键盘，与 PC 相连，采用扫描法。设有 0十个数字密码，和功能键。输入密码，按确认键后，密码比较。2.2.3 LED 显示此次课程设计用数码管动态显示。根据按键次数，第一位显示器显示第一次按的密码，第二位显示器显示第二次按的
9、密码，第三位显示器显示第三次按的密码，依此第六位显示器显示第六次按的密码，按键完成后按确认键后，密码对则执行相关动作。2.2.4 比较显示系统此次课程设计，当输入密码正确时，LED 灯亮（绿灯亮） ；当输入密码错误时，LED 灯亮（红灯亮）且蜂鸣器响。2.2.5 系统总框图系统包括：单片机系统、矩阵键盘接口电路、LED 显示、比较显示器、系统总框图如下：湖南人文科技学院电子密码锁课程设计报告书4STC89C52单片机LCD 显示电路开锁控制电路指示电路矩阵键盘控制图 2-5 系统总框图2.3 方案论证与选择通过比较以上两种方案，单片机方案有较大的活动空间，不但能实现所要求的功能，而且能在很大程
10、度上扩张功能，而且还可以方便的对系统进行升级，以及对设计条件的综合考虑，我们选择方案二。3 硬件电路设计3.1 键盘电路设计3.1.1 矩阵式键盘电路图湖南人文科技学院电子密码锁课程设计报告书5图 3-1 键盘电路图 图 3-2 键盘图在键盘中按键数量较多时，为了减少 I/O 口的占用，通常将按键排列成矩阵形式，如图 1 所示。在矩阵式键盘中，每条水平线和垂直线在交叉处不直接连通，而是通过一个按键加以连接。这样，一个端口就可以构成 4*4=16 个按键，比之直接将端口线用于键盘多出了一倍，而且线数越多，区别越明显，在需要的键数比较多时，采用矩阵法来做键盘是合理的。本次因需要使矩阵键盘当独立键盘
11、使用。3.1.2 矩阵键盘的识别方法矩阵键盘的识别方法有很多种，比如行反转法，扫描法等。最常用的方法是扫描法，本次采用扫描法。3.2 LED 显示电路设计LED 就是 light emitting diode ，发光二极管的英文缩写，简称 LED。它是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式，用来显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。显示器显示接口按驱动方式可分为静态显示和动态显示，静态显示时，除变更显示数据期间外，各显示器均处于通电状态，每个显示器的通电占空比为 100%，静态显示的优点是显示稳定，亮度高，缺点是占用硬件电路多；动态显示的优点是节省硬件电路，缺点是占用软件扫描时占用 CPU 时间多。对于多位 LED 显示器，通常都是采用动态扫描的方法进行显示，即逐个地循环点亮各位显示器，这样虽然在任一时刻只有一显示器被点亮，但是由于人眼具有视觉残留效应，看起来与全部显示器持续点亮效果完全一样。
