简易电子密码锁设计选编.doc

江西理工大学应用科学学院 微机控制系统课程设计报告 P89C51单片机实现简易电子密码锁的设计，其主要具有如下功能： 设8置位密码，密码通过键盘输入，此时黄灯亮，若密码正确则绿灯亮。 密码可以由用户自己修改设定，绿灯亮后后才能修改密码。在输入新密码时候需要确认，以防止误操作。 报警、锁定键盘功能。密码输入错误红色发光二极管和蜂鸣器会出现错误提示，若密码输入错误次数超过3次，蜂鸣器报警并且锁定键盘。 电子密码锁的设计主要由三部分组成：3×4矩阵键盘接口电路、密码锁的控制电路、输出数码显示电路。另外系统还有LED提示灯，报警蜂鸣器等。 密码锁设计的关键问题是实现密码的输入、确认、更改等功能： 1.密码输入功能：按下数字键，输入密码长度 。 2.密码确认功能：当按下确认键时，表示密码输入完成。 3.密码设置功能：将输入的值作为新的密码。 主要的设计实施过程： 首先，选用单片机P89C51，以及选购其他电子元器件。第二步，使用DXP 2004设计硬件电路原理图，并设计PCB图完成人工布线（后因时间和材料准备不充分，所以没做出实物）。第三步，使用Keil uVision4软件编写单片机的C语言程序、仿真、软件调试。第四部，使用PROTEUS软件进行模拟软、硬件调试。最后，联合软、硬件调试电路板，完成本次设计。 第二章 基本功能设计 2.1实验任务 通过对本题目的设计掌握单片机控制系统设计的相关方法与技巧。 用P89C51RC2HBP设计一个简单电子密码锁，完成密码的识别功能。 2.2基本设计要求 2.2.1 基本要求 设置（0~9）十个按键和一个设置/确认按键，当系统正常工作时可通过设置/确认按键修改密码，使用时初始密码随后可任意设置密码。 当密码输入正确时，用一个发光二极管和蜂鸣器作为指示。当密码输入错误时，则提示密码输入错误。 当密码连续输入错误3次后锁定键盘，锁定时间为1分钟。 2.2.2发挥部分 不改变硬件电路，增加蜂鸣器音乐输入功能，即编出三种音乐分别对应密码输入正确、输入错误和键盘锁定三种状态。 2.3 主要元件介绍 2.3.1 P89C51芯片 P89C51RB2/RC2/RD2具有16K/32K/64K并行可编程的非易失性FLASH 程序，存储器并可实现对器件串行在系统编程ISP和在应用中编程(IAP)在系统编程ISP（ In-System?Programming）。当MCU安装在用户板上时允许用户下载新的代码，在应用中编程IAP（In-Application?Programming），MCU可以在系统中获取新代码并对自己重新编程。这种方法允许通过调制解调器连接进行远程编程片内ROM中，固化的默认的加载程序，Boot?Loader允许ISP通过UART将程序代码装入Flash 存储器而Flash代码中，则不需要加载程序对于 IAP 用户程序擦除和重编程。 Flash?Memory的操作是通过使用片内ROM中的标准程序该器件的1个机器周期由6 个时钟周期组成因此运行速度是传统80C51的2 倍一个OTP配置位可让用户选择传统的12 时钟周期该系列单片机是80C51微控制器的派生器件是采用先进CMOS工艺 制造的8位微控制器 指令系统与80C51完全相同有4组8位I/O 口3个16位定时/计数器多个中断源4个中断优先级嵌套中断结构个增强型UART片内振荡器及时序电路新增的特性使得89C51RB2/RC2/RD2 成为功能更强大的微控制器更好地支持应用于脉宽调制高速 I/O递增/递减计数能力如电机控制等场合。 图2.1 P89C51的DIP封装及管脚功能 2.4 系统框图 图2.2 系统框图 第三章 硬件设计 3.1 硬件电路的设计 3.1.1 硬件工作接线口 P0口接数码管，用来显示按键是否按下，P1口接报警器和发光二极管。 P3口接3x4矩阵键盘，分别为（0~9）和设置/确认按键。 3.1.2 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，本设计是用共阴极，如图3.1所示。 图3-1 LED数码显示部分 显示字符 共阴极段选码 显示字符 共阴极段选码 0 3FH A 77H 1 06H B 7CH 2 5BH C 39H 3 4FH D 5EH 4 66H E 79H 5 6DH F 71H 6 7DH 7 07H 8 7FH 9 6FH 表3.1 LED显示块