51单片机电子密码锁课程设计.doc

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1、单片机技术及应用综合训练（设计报告）题 目: 电子密码锁 姓 名: 彭艳涛 学 院: 数理学院 专 业: 电子科学与技术 班 级: 112 学 号: 指导教师: 韩新风 2014年5 月前言随着人们生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一问题也变得尤为突出。在科学技术不断发展的今天，电子密码防盗锁作为防盗卫士的作用显得日趋重要。本文从经济实用的角度出发，系统由STC89C52与低功耗CMOS型EPROM AT24C02作为主控芯片与数据存储器单元，结合外围的键盘输入、LCD显示、报警、开锁等电路模块。它能完成以下功能：正确输入密码前提下，开锁；错误输入密码情况下，报警；密码可以根据用户需要更改。用

2、C语言编写的主控芯片控制程序与EEPROM AT24C02读写程序相结合，并用Keil软件进行编译，设计了一款可以多次更改密码，具有报警功能的电子密码控制系统。本密码锁具有设计方法合理，简单易行，成本低，安全实用，保密性强，灵活性高等特点，具有一定的推广价值。关键词：电子密码锁、报警、液晶显示目录一、 选题要求1二、 硬件电路设计12.1 51单片机22.2 键盘电路22.3 液晶显示电路22.4 警报电路32.5 密码储存电路32.6 晶振、复位及关锁3三、 软件设计4四、 软硬件调试结果94.1 电路总原理图94.2 调试结果10五、 总结11一、选题要求本文从经济实用的角度出发，设计采用

3、单片机为主控芯片，结合外围电路，组成电子密码控制系统，密码锁共6位密码，每位的取值范围为09，用户可以自行设定和修改密码。用户想要打开锁，必先通过提供的键盘输入正确的密码才可以，密码输入错误有提示，为了提高安全性，当密码输入错误三次将报警，期间输入密码无效，以防窃贼多次试探密码。6位密码同时输入正确，锁才能打开。锁内有备用电池，只有内部上电复位时才能设置或修改密码，因此，仅在门外按键是不能修改或设置密码的，因此保密性强、灵活性高。其特点如下：1) 保密性好，编码量多，远远大于弹子锁。随机开锁成功率几乎为零。2) 密码可变，用户可以随时更改密码，防止密码被盗，同时也可以避免因人员的更替而使锁的密

4、级下降。3) 误码输入保护，当输入密码多次错误时，报警系统自动启动。4) 无活动零件，不会磨损，寿命长。5) 使用灵活性好，不像机械锁必须佩带钥匙才能开锁。6) 电子密码锁操作简单易行，一学即会。二、 硬件电路设计 下面是整个设计的流程图：开开始 开始始初始化次数加1输入密码密码正确？返返回回NYY开锁程序开锁？N修改密码？次数3？报警程序修改程序YNNY开始返回2.1 51单片机这次课程设计采用的是5系列单片机AT89C52。其外部封装如下图所示：AT89C52单片机有4组8位的可编程I/O口，分别位P0、P1、P2、P3口，每个口有8位（8根引脚），共32根8。P0口（Pin39Pin32

5、）：8位双向I/O口线，名称为P0.0P0.7P1口（Pin1Pin8）：8位准双向I/O口线，名称为P1.0P1.7 P2口（Pin21Pin28）：8位准双向I/O口线，名称为P2.0P2.7 P3口（Pin10Pin17）：8位准双向I/O口线，名称为P3.0P3.72.2 键盘电路 本次试验采用的是行列键盘，C语言程序中有相应的驱动程序，其硬件电路如下所示，下右对应的为各个按键所对应的数字及功能。0123456789确认重输改密2.3 液晶显示电路 实验中采用的是LM016L液晶显示，其数据端口采集数据通过单片机的P0口，接法如下图所示。不同情况下会有不同的显示，显示内容包括：Welc

6、ome、Hello Boss、Wrong、OK等内容。2.4 警报电路 下图是警报电路连接图，警报触发为：连续三次输错密码，警报触发后会有一个时间延迟，延迟时间内任何操作都是无效的，过后通过关锁按钮可解除。2.5 密码储存电路 实验中考虑到实用性方面时，就想到了密码储存及修改的问题，于是采用了FM24C02F作为面膜储存模块，电路连接如下所示：2.6 晶振、复位及关锁 晶振、复位及关锁电路如下所示(作图所示按钮为复位按钮)： 三、软件设计C语言源程序：#include #include#include#define CHECK_BUSY#define DataPort P0#define Ke

7、yPort P1sbit RS = P24;/液晶显示的定义端口 sbit RW = P25;sbit EN = P26;sbit scl=P30;/24c02端口定义sbit sda=P31; sbit baojing=P21;/报警器sbit jdq=P20;/继电器sbit jb=P23;/警报灯sbit close=P22;unsigned char old1,old2,old3,old4,old5,old6; /原始密码unsigned char new1,new2,new3,new4,new5,new6;/代表新密码void delay1(unsigned int m) unsig

8、ned int n; for(n=0;nm;n+);void delay(unsigned int m) unsigned int a; unsigned char b; for(a=0;am;a+) for(b=0;b125;b+);void DelayUs2x(unsigned char t) while(-t);void DelayMs(unsigned char t) while(t-) DelayUs2x(256); DelayUs2x(256); void baojingqi() baojing=0; DelayUs2x(256); if(baojing=0) baojing=0;

9、 DelayUs2x(256);bit LCD_Check_Busy(void)/判忙函数 #ifdef CHECK_BUSYDataPort= 0xFF; RS=0; RW=1; EN=0; _nop_(); EN=1;return (bit)(DataPort & 0x80);#elsereturn 0;#endif void LCD_Write_Com(unsigned char com) /写入命令函数 / while(LCD_Check_Busy(); /忙则等待 DelayMs(5); RS=0; RW=0; EN=1; DataPort= com; _nop_(); EN=0;

10、void LCD_Write_Data(unsigned char Data) /写入数据函数 /while(LCD_Check_Busy(); /忙则等待 DelayMs(5); RS=1; RW=0; EN=1; DataPort= Data; _nop_(); EN=0; void LCD_Clear(void)/清屏函数 LCD_Write_Com(0x01); DelayMs(5); void LCD_Write_Char(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char Data) /写入字符函数 if(y=0) LCD_Write_Com

11、(0x80 + x); else LCD_Write_Com(0xC0 + x); LCD_Write_Data( Data); void LCD_Write_String(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char *s) /写入字符串函数 while(*s) LCD_Write_Char(x,y,*s); s+; x+; void LCD_Init(void) /液晶显示的初始化函数 LCD_Write_Com(0x38); /显示模式设置 DelayMs(5); LCD_Write_Com(0x38); DelayMs(5); LCD_Wr

12、ite_Com(0x38); DelayMs(5); LCD_Write_Com(0x38); LCD_Write_Com(0x08); /显示关闭 LCD_Write_Com(0x01); /显示清屏 LCD_Write_Com(0x06); /显示光标移动设置 DelayMs(5); LCD_Write_Com(0x0C); /显示开及光标设置unsigned char KeyScan(void) /键盘扫描函数，使用行列反转扫描法 unsigned char cord_h,cord_l;/行列值中间变量 KeyPort=0x0f; /行线输出全为0 cord_h=KeyPort&0x0f

13、; /读入列线值 if(cord_h!=0x0f) /先检测有无按键按下 DelayMs(10); /去抖 if(KeyPort&0x0f)!=0x0f) cord_h=KeyPort&0x0f; /读入列线值 KeyPort=cord_h|0xf0; /输出当前列线值 cord_l=KeyPort&0xf0; /读入行线值 while(KeyPort&0xf0)!=0xf0);/等待松开并输出 return(cord_h+cord_l);/键盘最后组合码值 return(0xff); /返回该值unsigned char KeyPro(void) switch(KeyScan() case

14、0x7e:return 0;break;/0 按下相应的键显示相对应的码值 case 0x7d:return 1;break;/1 case 0x7b:return 2;break;/2 case 0x77:return 3;break;/3 case 0xbe:return 4;break;/4 case 0xbd:return 5;break;/5 case 0xbb:return 6;break;/6 case 0xb7:return 7;break;/7 case 0xde:return 8;break;/8 case 0xdd:return 9;break;/9 case 0xdb:

15、return 10;break;/10 case 0xd7:return 11;break;/11 case 0xee:return 12;break;/12 case 0xed:return 13;break;/13 case 0xeb:return 14;break;/14 case 0xe7:return 15;break;/15 default:return 0xff;break; void init() /24c02初始化子程序scl=1;_nop_();_nop_();sda=1;_nop_();_nop_();void respons() /应答unsigned char i;s

16、cl=1;_nop_();_nop_();while(sda=1)&(i250)i+;scl=0;_nop_();_nop_();void clock() /I2C总线时钟 unsigned char i=0; scl=1; _nop_();_nop_(); while(sda=1)&(i255) i+; scl=0; _nop_();_nop_();void start() /启动I2C总线sda=1;_nop_();_nop_();scl=1;_nop_();_nop_();sda=0;_nop_();_nop_();scl=0;_nop_();_nop_();void stop() /停

17、止I2C总线sda=0;_nop_();_nop_();scl=1;_nop_();_nop_();sda=1;_nop_();_nop_(); void writebyte(unsigned char a) /写一个字节unsigned char b,tem; tem=a; for(b=0;b8;b+) tem=tem1; scl=0; _nop_(); _nop_(); sda=CY;/temp左移时，移出的值放入了CY中 _nop_(); _nop_(); scl=1;/待sda线上的数据稳定后，将scl拉高 _nop_(); _nop_(); scl=0; _nop_(); _nop_

18、(); sda=1; _nop_(); nop_();unsigned char readbyte() /读一个字节 unsigned char i,j,k=0; scl=0; _nop_(); _nop_(); sda=1; for(i=0;i8;i+) _nop_(); _nop_(); scl=1; _nop_(); _nop_(); if(sda=1) j=1; else j=0; k=(k1)|j; scl=0; _nop_();_nop_();return(k);unsigned char read24c02(unsigned char address)/从24c02的地址addr

19、ess中读取一个字节数据 unsigned char date; start(); writebyte(0xa0); clock(); writebyte(address); clock(); start(); writebyte(0xa1); clock(); date=readbyte(); stop(); delay1(100); return(date);void write24c02(unsigned char address,unsigned char info) / 向24c02的address地址中写入一字节数据info start(); writebyte(0xa0); cl

20、ock(); writebyte(address); clock(); writebyte(info); clock(); stop(); delay1(5000); /这个延时一定要足够长，否则会出错。因为24c02在从sda上取得数据后，还需要一定时间的烧录过程。main() unsigned char num,i,bj,c=0; unsigned char temp6; bit Flag; init(); /初始化24C02 LCD_Init(); /初始化液晶屏 DelayMs(10); /延时用于稳定，可以去掉 LCD_Clear(); /清屏 LCD_Write_String(0,

21、0,welcome); /写入第一行信息 old1=read24c02(110); old2=read24c02(111); old3=read24c02(112); old4=read24c02(113); old5=read24c02(114); old6=read24c02(115);while (1) /主循环num=KeyPro(); /扫描键盘if(num!=0xff) /如果扫描是按键有效值则进行处理 if(i=0) /输入是第一个字符的时候需要把改行清空，方便观看密码LCD_Write_String(0,1, );/清除该行if(i6) /密码是6位，大于6位时不再输入按键值t

22、empi=num;LCD_Write_Char(i,1,*); i+; /输入数值累加if(num=11)/重试键i=0;LCD_Write_String(0,1, );if(num=12)i=0;LCD_Write_String(0,1, );if(bj=0)while(i=6)num=KeyPro(); /扫描键盘if(num!=0xff) /如果扫描是按键有效值则进行处理 if(i=0) /输入是第一个字符的时候需要把改行清空，方便观看密码LCD_Write_String(0,1, );/清除该行if(i6) /密码是6位，大于6位时不再输入按键值tempi=num;LCD_Write_

23、Char(i,1,*); i+; /输入数值累加if(num=11)/重试键i=0;LCD_Write_String(0,1, );if(num=10)num=0;new1=temp0;new2=temp1;new3=temp2;new4=temp3;new5=temp4;new6=temp5;old1=new1;old2=new2;old3=new3;old4=new4;old5=new5;old6=new6; /新密码代替旧密码write24c02(110,old1);write24c02(111,old2);write24c02(112,old3);write24c02(113,old4

24、);write24c02(114,old5);write24c02(115,old6);LCD_Write_String(0,1,ok );bj=1; DelayMs(220);DelayMs(220);DelayMs(220);if(close=0)bj=1;i=0;LCD_Write_String(0,1, );i=0;if(num=10) /数字10为确认键new1=temp0;new2=temp1;new3=temp2;new4=temp3;new5=temp4;new6=temp5;if(i=7)/6位后的按键输入数值，相当于确认按键（任意按键即可）i=0; /计数器复位Flag=1

25、;/先把比较位置1old1=read24c02(110); old2=read24c02(111);old3=read24c02(112);old4=read24c02(113);old5=read24c02(114);old6=read24c02(115);Flag=Flag&(new1=old1)&(new2=old2)&(new3=old3)&(new4=old4)&(new5=old5)&(new6=old6);/比较输入值和已有密码if(Flag)/如果比较全部相同，标志位置1i=0;LCD_Write_String(0,1,Hello Boss! );/密码正确显示的信息jdq=0

26、;bj=0;delay(3000);jdq=1;LCD_Write_String(0,1, );else i=0;c+;LCD_Write_String(0,1,error!);/密码错误，提示重新输入while(c=3)baojingqi();jb=0;DelayMs(255);DelayMs(255);baojing=1;i=0;jb=1;LCD_Write_String(0,1, );if(close=0)i=0;bj=1;jb=1;c=0;baojing=1;LCD_Write_String(0,1, );else/当密码不是6位数字时按下确认键也算输错密码一次 i=0;LCD_Wri

27、te_String(0,1,error!); c+;while(c=3)baojingqi();jb=0;DelayMs(255);DelayMs(255);if(close=0)i=0;jb=1;bj=1;c=0;baojing=1;LCD_Write_String(0,1, ); if(close=0)i=0;bj=1;jb=1;c=0;jdq=1;baojing=1;LCD_Write_String(0,1, );jdq=1; 四、软硬件调试结果4.1 电路总原理图 电路总原理图如下所示：4.2 调试结果各种情况下的的调试结果如下个图所示：依次为开机、开锁、成功修改密码、密码错误。 五、 总结在这次实验中，用到了单片机和C语言的知识，这两门知识都是非常具有实用性的。在这次实验中再次加深了对此的认识。首先，在一开始输程序的时候，在程序仿真过程中出现了不能打开头文件的现象，后来经老师知道后知道了头文件的具体作用和使用方式。这些都是以前所没能掌握的。在后面的硬件电路调试过程中也遇到了很多问题，经过不懈努力之后都一一解决了。本次试验为期一周，不得不说，这次试验让我学到了好多东西。也感谢老师的辛勤指导！