基于单片机的电子密码锁课程毕业设计LCD1602.doc

基于单片机的电子密码锁设计 一、设计要求和条件 1.1 设计要求 根据单片机开发板所提供的元件特性和硬件电路，编写相关的程序，通过实验开发板实现电子密码锁在LCD1602上显示的功能。 1.搭建proteus仿真电路图平台，模拟单片机要实现的功能； 2.焊接单片机系统开发板； 3.编写程序，实现密码锁相关功能； 4.下载并调试程序，实现密码锁的具体功能。 1.2 设计目的 1.熟练掌握KEIL软件的使用方法； 2.熟练掌握PROTEUS软件的使用方法； 3.掌握单片机I/O接口的工作原理； 4.掌握中断系统的工作原理； 5.掌握液晶LCD1602的工作原理及编程方法； 6.掌握蜂鸣器的编程使用； 7.掌握行列式键盘的工作原理及编程使用方法； 8.掌握单片机的ISP下载使用方法。 1.3 功能概述 本设计是基于单片机的密码锁设计方案，根据要求，给出了该单片机密码锁的硬件电路和软件程序，同时给出了硬件设计方案、软件流程图、C语言源程序及详细注释等内容，由于单片机实验板上的矩阵键盘为3*3的，则规定0-5号键为数字键，6-8号键为功能键，其中该密码锁的具体功能介绍如下： 按“8”号键则输入密码，初始密码为012345，在LCD1602上显示密码值为“******”（密码是必威体育官网网址的），输完后，密码输入正确后，3)密码输入错误时三次密码错误时发出报警，报警指示灯Modify error!!!”，然后返回主菜单。 硬件设计方案的论证 本系统整体主要划分为五大模块，分别是由单片机最小系统、矩阵键盘、LCD显示、报警系统、指示灯电路等组成。单片机系统主要功能是对外部输入的数据进行处理，显示电路将所要操作的步骤显示出来，指导用户使用，报警电路是对输入错误密码时的警告报警。系统能完成开锁、密码输入错误报警、密码删除、修改用户密码基本的密码锁的功能。若依据实际的实验板情况还可以添加遥控和掉电保护功能。 2.1 总体方案设计 本设计的具体总模块设计方案如下图（1）所示 图（1） 硬件总方案模块框图 2.2 具体模块方案的设计 主控芯片的方案选择 方案一：采用硬件电路进行电子密码锁设计，比如使用 74LS112 双 JK 触发器构成的数字逻辑电路控制方案，该种方案可以实现基本功能，而且优点是不需要软件编程，但电路连接比较复杂，关键在于不易实现自行设置密码的要求。 方案二：单片机中的STC89C51是具有高性能和低功耗优点的8位可编程控制器，内核具有丰富的指令集和32个通用工作寄存器，可以通过软件编程来实现电子密码锁设计中的各项要求和功能，而且单片机的 I/O 口也足够使用，硬件电路连接比较简单。 综上所述方案论证，本次电子密码锁系统设计的主控芯片选择 STC单片机的 STC89C51来完成，采集输入数据对其处理并发出相应的指令。 2.键盘模块方案选择 方案一：可以选择独立连接式键盘。对于独立连接式键盘，其每个键都独立的接入一根数据线，平时所有的数据线都被连接成高电平，当任何一个键按下时，与之相连的数据线将被拉成低电平。这种方案在处理多个数据时编程和硬件连接电路会较复杂。 方案二：选择矩阵行列式键盘作为输入模块。矩阵式行列式键盘由行线和列线组成，按键位于行、列的交叉点上，行、列分别连接到按键开关的两端，列线通过上拉电阻接到高电平。无按键动作时，列线处于高电平状态；有按键按下时，交点的行线列线接通，列线电平状态将由与此行线相连的行线电平决定。本次通过键盘输入的值有很多种，而矩阵式键盘节省了好多的 I/O 口，适用于按键数量较多的场合。 综上且根据本次设计中的单片机实验板选择使用3*3矩阵键盘来完成输入密码值，此种键盘功能简单实用，如下图（2）所示 图（2）矩阵键盘 显示模块方案选择 方案一：采用 LCD1602 作为主液晶显示器。此液晶屏能输入两行的字母或数字，功能比较简单，比较通用。本次设计中要显示输入密码的数据值和各功能的提示，使用 LCD1602 液晶来作为显示模块较直观形象。如图（3）所示，显示比较直观形象 图(3) LCD1602显示 方案二：采用数码管来实时显示输入密码的数值，由于密码的个数为6硬件电路连接线路较复杂，连接管脚较多，而且观看起来不清晰、直观。 基于以上两种方案比较，本次设计中采用方案一。 报警模块方案的选择 方案一：采用1602显示特殊数字或字母来表示输入密码正确或者错误，这种方案也可以直观表示。 方案二：采用声和光两种方式的双重效果进行报警，如果密码输入错误报警灯闪烁而且蜂鸣器会报警，这样就能多角度进行密码错误报警。 经过上述分析比较，使用方案二的