基于单片机电子密码锁课程设计(编辑修改稿)

基于单片机电子密码锁课程设计(编辑修改稿)内容摘要：

加简洁，本电子锁的密码锁采用简单易学但不为多数人知道的摩期码作为电路的密码输入。 关于摩斯码的介绍如下： 摩斯密码 是 20世纪使用较为广泛的电报传输使用的一种编码。 电报最早是由美国的摩尔斯在 1844年发明的，故也被叫做摩尔斯电码。 它由 一个输入按键在输入时按住 的间隔时间 长短 组成 来决定你的输入 ：短促的点信号 ． ，读 嘀 （ Di）；保持一定时间的长信号 — ，读 嗒 （ Da）。 间隔时间： 嘀 1t； 嗒 3t； 滴嗒 间 1t；字母间 3t；字间 5t。 表 3－ 1字符 — 摩斯码对照表 字符 摩斯码 字符 摩斯码 字符 摩斯码 A . _ M _ _ Y _ . _ _ B _ . . . N _ . Z _ _ . . C _ . _ . O _ _ _ 1 . _ _ _ _ D _ . . P . _ _ . 2 . . _ _ E . Q _ _ . _ 3 . . . _ _ F . . _ . R . _ . 4 . . . . _ G _ _ . S . . . 5 . . . . . H . . . . T _ 6 _ . . . . I . . U . . _ 7 _ _ . . . J . _ _ _ V . . . _ 8 _ _ _ . . K _ . _ W . _ _ 9 _ _ _ _ . L . _ . . X _ . . _ 0 _ _ _ _ _ 淮南师范学院电气信息工程学院 2020 届 自动化 专业课程设计报告 9 本电路设计只取 0～ 9数字作密码有效数字，如果输入其它字符则 无效。 表 3－ 2 本设计用到的数字的摩斯码和二进制对照 数字 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 摩斯码 11111 01111 00111 00011 00001 00000 10000 11000 11100 11110 2进制 11111 01111 00111 00011 00001 00000 10000 11000 11100 11110 系统电路设计： 本系统电路主芯片 AT89C51，晶振和两个电容组成的时钟脉冲，一个电阻和一个电解电容和一个按键组成的复位电路，一个 8 段数码管 构成的密码显示器，一个蜂鸣器， 5 个 LED，一个 NPN 三极管加上一个继电器组成的驱动电路构成了系统电路。 晶振时钟电路 单片机 XIAL1 和 XIAL2 分别接 30PF 的电容，中间再并个 12MHZ 的晶振，形成单片机的晶振电路。 图 3－ 1 晶振电路 淮南师范学院电气信息工程学院 2020 届 自动化 专业课程设计报告 10 复位电路设计 图 3－ 2 复 位电路 单片的 P1 口外接 1 位 8 段数码管，作为密码输入显示器； INT0 外接蜂鸣器，当INT0 被置 0 时，蜂鸣器发出声音； P0 口外接发光二极管用作系统工作状态提示。 其它引脚 ALE 引脚悬空，复位引脚接到复位电路、 VCC 接电源、 VSS 接地、 EA 接电源 显示电路设计 八段数码管显示你的摩斯按键是否正确对应你要输入的数字密码。 由于采取上电设置密码的编程方法复位键即密码修改键设置在门后，要打开门才能修改密码。 设置密码后若输入密码不对的前两次 5 秒报警，最后一 次 10 分钟报警 ,摩斯按发错误除外(但有两秒报警，并且须全部密码重新输入 )。 本电路设置四位密码，由于每位数字键均由五位摩斯码构成则要输入 20 次摩斯码键。 （绿色） “ 滴 ” 显示， （黄色） “ 嗒 ” 音显示， （红色）摩斯码按法错误或密码错误， （蓝色）表示该电路已设置了密码，等待输入密码进行比较。 电路图的绘制 用 PROTEL 99 SE绘制的完整电路图如下： 淮南师范学院电气信息工程学院 2020 届 自动化 专业课程设计报告 11 图 3－ 3 系 统电路图 淮南师范学院电气信息工程学院 2020 届 自动化 专业课程设计报告 12 PROTEL绘制的 PCB板： 图 3－ 4 系统 PCB板 淮南师范学院电气信息工程学院 2020 届 自动化 专业课程设计报告 13 元器件采购 表 3－ 3 元器件清单 原件名称 备注 单片机 AT89C51 电阻 R1， R2 10K， 100K 各一只 电解电容 C3 100F 无极电容 C1， C2 30VF 数码管 一只 5V 蜂鸣器 一只 晶振 12MHZ 三极管 9014 一个 按健 S1， S2 各一个 12V 继电器 一个 LED D1， D2， D3， D4 绿，黄，红，蓝各一个 2 极管 4004 1 只 万能电路板 1 块 经采购继电器没 有买到，所以原电路的输出电路 3 极管的继电器改为 LED 灯，只要电路 IC 经密码输入后能点亮 LED 灯则电路设计要求达到。 淮南师范学院电气信息工程学院 2020 届 自动化 专业课程设计报告 14 4 .软件设计 系统软件设计整体思路 一个应用系统要完成各项功能，首先必须有较完善的硬件作保证。 同时还必须得到相应设计合理的软件的支持，尤其是微机应用高速发展的今天，许多由硬件完成的工作，都可通过软件编程而代替。 甚至有些必须采用很复杂的硬件电路才能完成的工作，用软件编程有时会变得很简单，如数字滤波，信号处理等。 因此充分利用其内部丰富的硬件资源和软件资源，采用与 C51 系列单片机相对 应的 51 汇编语言和结构化程序设计方法进行软件编程。 程序设计语言有三种：机器语言、汇编语言和高级语言。 机器语言是机器唯一能“懂”的语言，用汇编语言或高级语言编写的程序（称为源程序）最终都必须翻译成机器语言的程序（成为目标程序），计算机才能“看懂”，然后逐一执行。 高级语言是面向问题和计算过程的语言，它可通过于各种不同的计算机，用户编程时不必仔细了解所用的计算机的具体性能与指令系统，而且语句的功能强，常常一个语句已相当于很多条计算机指令，于是用高级语言编制程序的速度比较快，也便于学习和交流，但是本系统却选用了 汇编语言。 原因在于，本系统是编制程序工作量不大、规模较小的单片机微控制系统，使用汇编语言可以不用像高级语言那样占用较多的存储空间，适合于存储容量较小的系统。 系统软件设计流程图 淮南师范学院电气信息工程学院 2020 届 自动化 专业课程设计报告 15 图 4－ 1 系统程序设计结构图 开始 系统唤醒上电 系统等待密码输入 密码比较 开门 输入正确 密码错误 输入错误未满 3次 输入错误满 3次 报警 主人是否要修改密码 是 否 糸统返回 输入新密码 密码保存后糸统返回 淮南师范学院电气信息工程学院 2020 届 自动化 专业课程设计报告 16 5 程序调试 把也写好的汇编语言程序的载入软件调试工具，检查软件是否有设法错误，再根据软件提示对本程序进行修改，直到没有错误再生成单片机能运行的机器码，再用 51 开发板 或其它单怎机写入工具把机器码写入单片机进行实际的程序调试，根据实际情况再对程序的不足加以修改，直到满足设计要求。 程序调试用到的软件及工具 调试本程序需要用到 KEIL C51，及 51 开发板一块及其配套的下载烧录软件 KEIL C51 简介 Keil C51 是美国 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容单片机 C 语言软件开发系统，与汇编相比， C 语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。 用过汇编语言后再使用 C 来开发，体会更加深刻。 Keil C51 软件提供丰富的库 函数和功能强大的集成开发调试工具，全 Windows 界面。 另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到 Keil C51 生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。 在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。 C51 工具包的整体结构： uVision 与 Ishell 分别是 C51 for Windows 和 for Dos的集成开发环境 (IDE)，可以完成编辑、编译、连接、调试、仿真等整个开发流程。 开发人员可用 IDE 本身或其它编辑器编辑 C 或汇编源文件。 然后分别由 C51 及 A51 编译 器编译生成目标文件 (.OBJ)。 目标文件可由 LIB51 创建生成库文件，也可以与库文件一起经 L51 连接定位生成绝对目标文件 (.ABS)。 ABS 文件由 OH51 转换成标准的 Hex文件，以供调试器 dScope51 或 tScope51 使用进行源代码级调试，也可由仿真器使用直接对目标板进行调试，也可以直接写入程序存贮器如 EPROM 中。 淮南师范学院电气信息工程学院 2020 届 自动化 专业课程设计报告 17 调试过程 首先打开 KEIL C51 主程序，新建工程，新建文本框写入程序，保存，检查是否有语法错误，经反复检查无误后汇编，生成 51单片机可执行的 HEX 文件。 然后用 51 开发板相 匹配的烧录软件把 HEX 文件写入单片机。 图 5－ 1 keil c51 调试介面 淮南师范学院电气信息工程学院 2020 届 自动化 专业课程设计报告 18 图 5－ 2 单片机烧录软件介面 淮南师范学院电气信息工程学院 2020 届 自动化 专业课程设计报告 19 设计总结与展望 实践是检验真理的唯一标准，当然也是检验学习成果的标准。 在经过一段时间的学习之后，我们需要了解自己的所学应该如何应用在实践中，因为任何知识都源于实践，归于实践，所以要将所学的知识在实践中来检验。 在做毕业设计 期间，在老师的指导下，通过自身的不断努力，无论是思想上，学习上，都取得了长足的发展和巨大的收获，现将工作总结如下：思想上，学会。