51单片机数字密码锁课程设计.docx
- 文档编号:30568437
- 上传时间:2023-08-16
- 格式:DOCX
- 页数:55
- 大小:820.22KB
51单片机数字密码锁课程设计.docx
《51单片机数字密码锁课程设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《51单片机数字密码锁课程设计.docx(55页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
51单片机数字密码锁课程设计
湖南大学电气与信息工程学院
本科生课程设计
题 目:
数字密码锁
课 程:
单片机课程设计
专 业:
电子信息工程
班 级:
1101班
学 号:
20110702122
姓 名:
吴哲顺
指导 老师:
吴桂清
设计 时间:
2014.06
一、任务及要求
1.1设计一多位电子密码锁,输入密码用“*”表示,输入密码正确或错误,LED和蜂鸣器有不同显示
1.2连续输入三次错误密码,报警电路动作,键盘锁定
1.3具有密码重置、修改功能
1.4具有密码输入等待操作时间限制功能,超过限定时间报警
1.5可利用蜂鸣器添加提示音
二、系统原理框图
2.1功能菜单原理框图
2
1
2.2输入密码子程序原理图
2.3重置密码原理图
三、硬件原理图
本单片机学习板集成多个基础硬件资源模块,各个资源模块可以相互组合使该板实现不同的功能。
因此,本学习板既可用于51单片机的教学实验,又可用于做功能比较强的单片机课程设计,是51单片机初学者的好帮手。
3.1板上资源分布
单片机学习板板上资源如下图所示:
1、2、3:
单片机P0、P2、P3口引出接口(有限流保护电阻);
4:
上排图形点阵LCD12864的接口、下排LCD1602的接口;
5、6:
两路16位ADC输入、可作差分输入;
7、8:
12位DAC输出、对DAC输出进行比例放大或者跟随的运放;
9:
单片机AduC848;
10:
无源蜂鸣器、由单片机PWM模块输出信号控制;
11:
8位数码管;
12、13:
LCD亮度调节口;
14:
USB接口(通过USB接口供电、在线下载、单步、断点、运行到某一行等方式调试程序);
15:
8路LED,从左至右为LED7~0,分别被P0.7~P0.0控制;
16:
步进电机(5V、70欧姆、6线4相)接口;
17:
UART接口;
18:
复位按键和下载按键;
19、20:
IIC总线上的EEPROMAT24C08和RTCDS1307;
21:
IIC接口;
22:
PS/2接口;
23:
红外接收头;
24:
功能选择和配置插针;
25:
4X4矩阵式键盘或4个独立按键;
26:
SPI接口;
27:
直流电源输入;
此外还有红外二极管(由单片机PWM模块输出信号控制)。
3.2单片机ADuC848
3.2.1ADuC848的简要介绍(针对本设计所选择的型号)
详细情况请参考芯片手册。
1、8051-basedcore、5V供电电压;
2、可以通过串口在线下载程序和单步、断点、运行到某一行等方式调试程序;
3、16位8通道Σ-ΔADC,片内有1.25V参考电压、buffer和PGA;
4、12位电压输出DAC、Dual16-BITΣ-ΔDAC;
5、32kbyte程序存储器、4kbyte用户信息Flash存储器、256RAM+2048XRAM(byte);
6、PLL(12.58MHzmax)(片外只需接32.768kHz晶振);
7、3×16位定时/计数器、看门狗定时器;
8、11中断源(2优先级)、11位堆栈指针;
9、24I/O+8模拟或数字输入;
10、UART、SPI和I2C、高速115200波特率发生;
11、Powersupplymonitor、上电复位、Dual200μA激励电流源。
3.2.2单片机引脚分布
详见原理图。
Pin1~4:
(P1.0~P1.3)作为矩阵式键盘或独立按键的输入,P1口只能用于输入,默认用于模拟输入,作为数字输入使用时应先往P1口相应引脚写0,这里可以用P0&=0xf0。
若P2、P3、P0口要作为输入,则应往相应引脚写1。
Pin5、6:
AVDD、AGND,模拟电源输入。
Pin7、8:
外部参考电压接入,Pin7接AGND。
片内DAC有2.5V内部参考,ADC有1.25V内部参考。
Pin9、10:
(P1.4、P1.5)两路AD输入,可做差分输入,需要设置ADC的寄存器。
Pin11、12:
(P1.6、P1.7)各200uA激励电流源,可配合RTD等做应用。
Pin13:
两路AD输入做普通输入时的电压参考端,AD输入电压不能低于此引脚电压。
Pin14:
片内DAC输出。
Pin15:
复位引脚。
Pin16、17:
单片机RS232接口的RXD(P3.0)TXD(P3.1)。
Pin18:
(P3.2)外部中断0,用于红外接收和PS/2接口。
Pin19:
(P3.3)LCD1602,LCD12864A的EN引脚,控制第一位数码管。
Pin20、21:
DVDD、DGND数字电源输入。
Pin22:
(P3.4)PS/2接口的data信号。
Pin23:
(P3.5)LCD1602和LCD12864A的RW。
Pin24:
(P3.6)LCD1602和LCD12864A的RS。
Pin25:
LCD12864A的CS1。
Pin26:
IIC接口时钟信号。
Pin27:
IIC接口data信号。
Pin28:
(P2.0)SPI接口时钟信号。
Pin29:
(P2.1)SPI接口MOSI信号、控制第6位数码管的位码。
Pin30:
(P2.2)SPI接口MISO信号、控制第7位数码管的位码。
Pin31:
(P2.3)SPI接口SS信号、控制第8位数码管的位码;P2.0~3也作为4X4矩阵式键盘的扫描输出信号、步进电机的控制信号、数码管第数码管第6、7、8位位码。
但是SPI、4X4矩阵式键盘、步进电机、数码管第6、7、8位功能不能同时实现。
Pin32、Pin33:
接外部32.768KHz晶振。
Pin34、Pin35:
DVDD、DGND。
Pin36:
(P2.4)LCD12864A的CS2。
Pin37:
(P2.5)内部PWM模块输出,控制红外LED。
Pin38:
(P2.6)内部PWM模块输出,控制蜂鸣器。
Pin39:
(P2.7)内部PWM模块的外部时钟输入(也可以用内部时钟)。
Pin40:
EA,低电平有效,正常使用时拉低。
Pin41:
PSEN,在此引脚电平为低时按复位键进入debug模式,可以下载和调试程序。
Pin42:
ALE。
Pin47、Pin48:
DGND、DVDD。
Pin43、44、45、46、49、50、51、52:
P0口、LCD1602和LCD12864的数据总线,数码管的段码。
3.3电源模块
电源模块原理图如图1.2所示。
本学习板共有如下3种供电方式:
(1)5V电源适配器供电(开关往上拨、插针1下面两脚接跳线帽)。
将开关sw4第2、3脚接通(开关往上拨),电源网络DVDD连接到插针1第2脚的输出,将插针1的第1、2脚(插针1下面两脚)接跳线帽,DVDD直接连接到电源适配器输入端,即为5V电源适配器供电模式。
(2)7~12V电源适配器供电(开关往上拨、插针1上面两脚接跳线帽)
将开关sw4第2、3脚接通(开关往上拨),电源网络DVDD连接到插针1第2脚的输出,将插针1的第2、3脚(插针1上面两脚)接跳线帽,DVDD连接到稳压芯片7805的输出,而7805的输入端连接到电源适配器输入端,即为7~12V的电源适配器经7805给学习板供电的模式。
(3)USB供电(开关往下拨)。
将开关sw4第1、2脚接通(开关往下拨),电源网络DVDD连接到USB电源输入端。
对DVDD网络和AVDD网络设了测试点,方便调试。
测试点具体位置参见附图1。
3.4显示模块
本系统共有四种显示模式可供选择,这四种模式分别是:
LCD12864、LCD1602、数码管、8路LED。
引脚复用:
四种显示模式复用数据总线,控制总线,故用户只可选择其中一种使用。
我们选用了LCD12864显示。
3.4.1LCD显示
LCD显示信号连接图如图1.7所示。
图1.7LCD信号连接
关键网络名和引脚名解释:
(1)DISCTRL0~4:
显示控制信号。
(2)D0~D7、DB0~DB7:
数据总线。
(3)E:
LCD使能信号。
(4)RS:
数据、指令选择信号。
(5)RW:
读、写选择信号。
(6)CS1、CS2:
LCD12864由两部分组成,CS1和CS2为选择信号。
板上接口4的上排位LCD12864的接口,下排位LCD1602的接口,排针和排母左对齐插入。
切勿插错。
3.4.28路LED
该模块原理如图1.9所示。
图1.98路LED
8个LED接P0口,低电平时LED亮,这样不会影响P0口逻辑电平。
LED限流电阻取4.7K,通过LED电流约为0.8mA,在P0口驱动能力范围之内。
该部分可以用于做跑马灯等实验、帮助用户更好的了解和熟练对端口的操作、还可以用于观测P0口的状态。
插针配置:
(1)若要使用该模块,可以接通插针2,为减少功耗,不用请断开。
3.5蜂鸣器
该模块原理图如图1.10所示。
图1.10蜂鸣器和红外发送
本设计中采用无源电磁式蜂鸣器,蜂鸣器由PWM1(P2.6)控制,红外二极管由PWM0(P2.5)控制。
PWM1和PWM0均为片内PWM模块的输出。
蜂鸣器和红外LED的驱动均采用普通NPN三极管。
为方便调试,对该模块中的信号设了测试点,具体位置参见附图1。
插针配置:
(1)若要使用蜂鸣器,可以接通插针3,为减少功耗,不用请断开。
(2)若要使用红外二极管,可以接通插针4,为减少功耗,不用请断开。
3.6按键输入
该模块原理如图1.12所示。
图1.12按键模块
由于P1口(用于行扫描)内部无上拉电阻,为使无键按下时行信号为高电平,故将行信号接上拉电阻,电阻大小10K即可。
引脚复用:
P2.0~P2.3为4X4矩阵式键盘列扫描信号,又复用作步进电机控制信号,SPI信号、P2.1~P2.3还复用为数码管第5、6、7位位码控制信号。
参与复用的一项功能使用时,其他参与复用的功能则不能使用。
插针配置:
(1)插针10上面两脚接跳线帽,4X4矩阵式键盘输入,行扫描信号为P1.0~P1.3,列扫描信号为P2.0~2.3。
(2)插针10下面两脚接跳线帽,独立按键输入,该模式有4个独立按键可用,按键扫描所用端口为P1.0~P1.3。
这4个按键为4X4矩阵键盘的左边4个按键。
3.7复位与下载
复位与下载电路如图1.14所示。
图1.14复位与下载
进入下载或调试模式的步骤为:
(1)按住BTN1(downordebug按键)不要放开;
(2)按下BTN2(reset按键),然后放开BTN2(reset按键);
(3)放开BTN1(downordebug按键)。
这样单片机就进入了调试模式,可以下载或调试程序。
四、程序
4.1主程序main()
#include
#include
#include
#include
#defineuintunsignedint
#defineucharunsignedchar
#defineulongunsignedlong
voidinputkey();//输入密码子程序
voidsetkey();//重置密码子程序
voidLED(unsignedintx);//LED标志显示程序
//voiddisplay0();//显示子程序
voiddelay_0(intnumb);//延时子程序
voidbee(unsignedintb);//蜂鸣器子程序
unsignedchargetkey();//密码锁主键盘程序
inttimecount=1500,alarmcount=0,sjflag;//报警时用的变量
intrealkey;//正确密码
intyourkey=0;//用户输入密码
intkeynum=0;//输入密码的位数
ucharokflag;//输入密码正确标志
ucharkey;
unsignedcharpmdeng;//跑马灯
ucharkbflag=0,purrentlock=0,mimaflag;//键盘锁定标志,KB是总的键盘锁定标志,PURR是暂时锁定主键盘,MIMA是决定是否释放后有效
bitchange=0;
bitchange1=0;
voidinit(void);//初始化
voidI2CWR(ucharDATA,ucharADDR);//写IIC
ucharFUNSEL=0;//功能选择
ucharkeyscan();//按键扫描
ucharkeyNO=16;//按键返回值。
设置初值
voiddelayms(uintn);//1ms延时
voidxianshi0(void);//显示菜单
voidmain()
{
realkey=888888;
init();
PLLCON&=0xf8;//设置频率为12.58MHz
okflag=0;//输入密码正确标识
LCD_init();//屏幕初始化
LCD_Write_Sentence(2,0,"欢迎使用密码锁");
while
(1)
{
PT0=1;//定时中断0为优先
TR0=1;TR1=0;//开启定时中断0和定时中断1
key=16;
if(kbflag==0)
key=keyscan();
if(key==10)
{
inputkey();//密码输入
}
elseif(key==13)//13键确认
{
if(okflag==1)
{
setkey();
change=1;
}
}
if(change==1)
{
LCD_init();
PT1=1;TR0=0;TR1=1;
PLLCON&=0x01;//设置频率为6.291456MHz
FUNSEL=0;
while(change)
{
keyNO=keyscan();
if(FUNSEL==0&&keyNO==15){FUNSEL=0;keyNO=16;}
if(FUNSEL==0&&keyNO==1){FUNSEL=1;LCD_init();keyNO=16;}
if(FUNSEL==0&&keyNO==2){FUNSEL=2;LCD_init();keyNO=16;}
if(FUNSEL==0)//显示菜单
{xianshi0();}
if(FUNSEL==1)//输入密码
{
change=0;
okflag=0;
LCD_Write_Sentence(2,3,"密码输入");
}
if(FUNSEL==2)//重置密码
{change=0;
LCD_Write_Sentence(2,3,"密码重置");
}
}
}
}
}
//******************密码输入子程序************************
voidinputkey()
{inti,j,m;
intyourkey=0;
intkeyv;//读取键号值
keynum=0;//输入密码位数
LCD_init();
LCD_Write_Sentence(2,3,"请输入密码");
LCD_write_fuhao(2,13,0);
for(i=0;i<3;i++)
{
yourkey=0;
if(okflag!
=0)//是否跳出最外循环标志
{
break;
}
for(j=0;j<9;j++)
{
timecount=1500;
sjflag=0;
if(alarmcount==1)
{
sjflag=2;//作为关闭定时器的标志
okflag=1;
alarmcount=0;
break;
}
do//扫描键盘
{
if(kbflag==0)
keyv=keyscan();//keyv为键值
if(sjflag==0)
{sjflag=1;TR0=1;}
if(alarmcount==1)
break;
}while(keyv>=14);
TR0=0;//关闭定时
if(keyv==11)
{//j=j-keynum;
j--;keynum=0;break;}
elseif(keyv<10&&keyv>=0)
{
keynum++;
yourkey=yourkey*10+keyv;
}
if(keynum==1)
LCD_write_fuhao(4,13,1);
if(keynum==2)
{
LCD_write_fuhao(4,12,1);
LCD_write_fuhao(4,13,1);
}
if(keynum==3)
{
LCD_write_fuhao(4,11,1);
LCD_write_fuhao(4,12,1);
LCD_write_fuhao(4,13,1);
}
if(keynum==4)
{
LCD_write_fuhao(4,10,1);
LCD_write_fuhao(4,11,1);
LCD_write_fuhao(4,12,1);
LCD_write_fuhao(4,13,1);
}
if(keynum==5)
{
LCD_write_fuhao(4,9,1);
LCD_write_fuhao(4,10,1);
LCD_write_fuhao(4,11,1);
LCD_write_fuhao(4,12,1);
LCD_write_fuhao(4,13,1);
}
if(keynum==6)
{
LCD_write_fuhao(4,8,1);
LCD_write_fuhao(4,9,1);
LCD_write_fuhao(4,10,1);
LCD_write_fuhao(4,11,1);
LCD_write_fuhao(4,12,1);
LCD_write_fuhao(4,13,1);
}
}
if(yourkey==realkey)//密码输入成功
{
P3&=0x17;
LED
(1);//密码正确,LED左右四位闪烁
bee
(1);//蜂鸣器短鸣
LCD_init();
LCD_Write_Sentence(2,5,"恭喜你");
LCD_Write_Sentence(4,6,"成功");
delayms(3000);
okflag=1;//成功标志
change=1;//成功后显示主菜单
break;
}
elseif(i==0)
{
LCD_init();
LCD_Write_Sentence(0,4,"密码错误一次");
LCD_Write_Sentence(2,4,"请重新输入");
LCD_write_fuhao(2,14,0);
LED(0);
}
elseif(i==1)
{
LCD_init();
LCD_Write_Sentence(0,4,"密码错误二次");
LCD_Write_Sentence(2,4,"请重新输入");
LCD_write_fuhao(2,14,0);
LED(0);
}
}
if(i>=3)
{
kbflag=1;
P3&=0x17;
LCD_init();
LCD_Write_Sentence(2,4,"密码错误");
LCD_Write_Sentence(4,4,"锁定屏幕");
LED(4);
bee
(2);
}
}
//**************密码重置子程序******************
voidsetkey()
{
intyourkey1=0,yourkey2=0,keyv0,yourkey=0;
inti,j;
for(j=0;j<2;j++)
{
yourkey=0;
keynum=0;//密码的位数
if(j==0)
{LCD_init();
LCD_Write_Sentence(2,2,"请输入新密码");
LCD_write_fuhao(2,14,0);}
if(j==1)
{LCD_init();
LCD_Write_Sentence(2,4,"请再次输入");
LCD_write_fuhao(2,14,0);
}
for(i=0;i<8;i++)//第一次输入新密码
{
timecount=1500;//定时中断,在1500个时间单位内按键有效
sjflag=0;
if(alarmcount==1)
{
sjflag=2;//作为关闭定时器的标志
okflag=1;
alarmcount=0;
break;
}
do{
if(kbflag==0)
keyv0=keyscan();
if(sjflag==0)
{sjflag=1;TR0=1;}
if(alarmcount==1)
break;
}while(keyv0>=15);
if(keyv0==12)
{if(i==1)
{
okflag=1;//第二次密码不用输入,直接返回
break;
}
else
{
i--;
--keynum;
yourkey=yourkey/10;
continue;
}
}
elseif(keyv0==11)//重置密码确认
{
i=0;
break;
}
elseif((keyv0<10)&&(keyv0>=0))
{
keynum++;
yo
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 51 单片机 数字 密码锁 课程设计