AVR简易密码锁课程设计报告.doc

深圳职业技术学院 Shenzhen Polytechnic 新型单片机开发与应用 课程设计报告 课题名称： 简易六位密码锁 学 院： 电子与通信工程学院 班 级： 11微电子1班 姓 名： 学 号： 指导老师： 2013年6月24日 摘要 随着科学技术的不断发展，人们对日常生活中的安全保险器件的要求越来越高。为满足人们对锁的使用要求，增加其安全性，用密码代替钥匙的密码锁应运而生。密码锁具有安全性高、成本低、功耗低、易操作、记住密码即可开锁等优点。 本系统由ATmega16单片机系统（主要是ATmega16单片机最小系统）、4×4矩阵键盘、LCD1602显示组成，具有验证、修改六位用户密码的功能。 关键词 密码锁 ATmega16 LCD1602 4×4矩阵键盘 目录 绪论 1 一、 设计方案 2 1.1. 功能简介 2 1.2. 开发测试环境选择 2 二、 密码锁硬件设计 2 2.1 ATmega16单片机最小系统 2 2.2 矩阵按键模块 3 2.3 LCD1602显示模块 4 2.4 密码锁电路图设计 5 三、 密码锁软件设计 6 3.1 密码锁程序流程图 6 3.2 程序模块设计 6 3.2.1 密码验证模块 7 3.2.2 密码修改模块 8 小结 9 参考文献资料 9 附录1 10 绪论 20世纪80年代后，随着电子锁专用集成电路的出现，电子锁的体积缩小，可靠性提高，成本较高，是适合使用在安全性要求较高的场合，且需要有电源提供能量，使用还局限在一定范围，难以普及，所以对它的研究一直没有明显进展。目前，在西方发达国家，电子密码锁技术相对先进，种类齐全，电子密码锁已被广泛应用于智能门禁系统中，通过多种更加安全，更加可靠的技术实现大门的管理。在我国电子锁整体水平尚处于国际上70年代左右，电子密码锁的成本还很高，市场上仍以按键电子锁为主，按键式和卡片钥匙式电子锁已引进国际先进水平，现国内有几个厂生产供应市场。但国内自行研制开发的电子锁，其市场结构尚未形成，应用还不广泛。国内的不少企业也引进了世界上先进的技术，发展前景非常可观。希望通过不断的努力，使电子密码锁在我国也能得到广泛应用。 设计方案 功能简介 本次设计的简易6位密码锁主要包含两个功能：密码验证功能和修改密码功能。密码验证功能初始密码为6个“0”，输入6位密码并按“确定”后比对密码，正确提示“correct”，错误提示“PW error”并要求再次输入密码；设置密码时要求先输入原密码匹配后才能修改密码，密码修改完成功成后会提示“success”。 开发测试环境选择 开发软件选择了HP Info Tech的CodeVisionAVR V2.05，仿真软件选择了英国Labcenter electronics公司的proteus7 professional，测试硬件选择了AVR开发箱。首先在CodeVisionAVR V2.05下进行程序设计，编译通过后用proteus7 professional进行仿真并尝试下载到开发箱中进行操作，最后下载到开发箱中进行操作演示。 密码锁硬件设计 本次设计主要采用的硬件可以分为以下3个模块：ATmega16单片机最小系统，矩阵按键模块和LCD1602显示模块。 ATmega16单片机最小系统 美国ATMEL公司生产的ATmega16是基于增强的AVR RISC结构的低功耗8 位CMOS微控制器。由于其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间，ATmega16 的数据吞吐率高达1 MIPS/MHz，从而可以减缓系统在功耗和处理速度之间的矛盾。本芯片是以Atmel 高密度非易失性存储器技术生产的，通过将8 位RISC CPU 与系统内可编程的Flash 集成在一个芯片内， ATmega16 成为一个功能强大的单片机，为许多嵌入式控制应用提供了灵活而低成本的解决方案。 ATmega16的最小系统包含了复位以及晶振电路，如图2.1所示。 图2.1 ATmega16最小系统 如上图所示，复位电路工作原理是当系统上电是C1电容充电使得MCU的复位端处在低电平（ATmega16为低电平复位），电容充满电后回路断开复位端处在高电平MCU正常工作。在晶振电路中为了使晶振稳定工作一般将晶振两端通过两个22Pf~33pF的电容接地。 矩阵按键模块 本设计采用4*4行列式键盘，同时也能减少键盘与单片机接口时所占用的I/O口的数目，在按键比较多的时候，通常采用这样方法。按键模块如图2.2所示。 图2.2 4*4矩阵按键模块 如上图所示，把每个键都分成水平和垂直的两端接入，比如说扫描码是从垂直的入，那就代表那一行所接收到的扫描码是同一个bit，而读入扫描码