單片機(jī)-密碼鎖課程設(shè)計(jì)

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2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語一試題真題（含答案詳解+作文范文）_第1頁

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1、　　單片機(jī)原理及系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)　　1 引言　　電子密碼鎖是一種通過密碼輸入來控制電路或是芯片工作，從而控制機(jī)械開關(guān)的閉合，完成開鎖、閉鎖任務(wù)的電子產(chǎn)品。它的種類很多，有簡(jiǎn)易的電路產(chǎn)品，也有基于芯片的性價(jià)比較高的產(chǎn)品?，F(xiàn)在應(yīng)用較廣的電子密碼鎖是以芯片為核心，通過編程來實(shí)現(xiàn)的。其性能和安全性已大大超過了機(jī)

2、械鎖。其在生活的各個(gè)方面均有應(yīng)用，前景十分廣闊。其特點(diǎn)如下：　　(1) 保密性好，編碼量多，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于彈子鎖。隨機(jī)開鎖成功率幾乎為零；　　(2) 密碼可變，用戶可以隨時(shí)更改密碼，防止密碼被盜，同時(shí)也可以避免因人員的更替而使鎖的密級(jí)下降；　　(3) 誤碼輸入保護(hù)，當(dāng)輸入密碼多次錯(cuò)誤時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)；</p&

3、gt;　　(4) 無活動(dòng)零件，不會(huì)磨損，壽命長(zhǎng)；　　(5) 使用靈活性好，不像機(jī)械鎖必須佩帶鑰匙才能開鎖。　　2 設(shè)計(jì)方案及原理　　2.1 本設(shè)計(jì)所要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)　　設(shè)計(jì)一種單片機(jī)控制的密碼鎖，具有按鍵有效指示、解

4、碼有效指示、控制開鎖電平、控制報(bào)警、密碼修改等功能。8位十進(jìn)制密碼共一億組不重復(fù)，保密性強(qiáng)。該密碼鎖要實(shí)現(xiàn)一下功能：　　(1) 鎖的初始狀態(tài)為“鎖合”指示燈亮。輸入初始密碼“0、1、2、3、4、5、6、7”，每輸入一位，“按鍵有效”指示燈亮約半秒鐘，輸完8位按確認(rèn)鍵，鎖打開，“鎖開”指示燈亮；　　(2) 按“上鎖”鍵，鎖又重新上鎖，“鎖合”指示燈亮；&l

5、t;/p>　　(3) “鎖開”狀態(tài)下，可輸入新密碼，可重復(fù)修改密碼；　　(4) 如果輸入密碼錯(cuò)誤，“錯(cuò)誤指示”燈亮約半秒鐘?？芍匦螺斎朊艽a；　　(5) 輸入密碼錯(cuò)誤超過3次，蜂鳴器啟動(dòng)發(fā)出報(bào)警，同時(shí)“錯(cuò)誤”指示燈常亮。　　2.2 設(shè)計(jì)思路</

6、p>　　對(duì)于電子密碼鎖的設(shè)計(jì)，需要解決幾個(gè)問題：鍵盤輸入、數(shù)碼管顯示、單片機(jī)電路、密碼比較、修改密碼等。其中最主要的就是解決掉電保存以及修改密碼的問題。先寫一個(gè)循環(huán)寫入8個(gè)初始密碼到芯片內(nèi)部EEPROM程序，先下載程序?qū)懭氤跏济艽a，此時(shí)EEPROM已存有初始密碼，再把密碼鎖程序下載到單片機(jī)，運(yùn)行電子密碼鎖。　　本設(shè)計(jì)主要由單片機(jī)、矩陣鍵盤、液晶顯示器和密碼存儲(chǔ)等部分組

7、成。其中　　矩陣鍵盤用于輸入數(shù)字密碼和進(jìn)行各種功能的實(shí)現(xiàn)。由用戶通過連接單片機(jī)的矩陣鍵盤輸入密碼，后經(jīng)過單片機(jī)對(duì)用戶輸入的密碼與自己保存的密碼進(jìn)行對(duì)比，從而判斷密碼是否正確，然后控制引腳的高低電平傳到開鎖電路或者報(bào)警電路控制開鎖還是報(bào)警，實(shí)際使用的是單片機(jī)P1.2和P1.1來控制鎖合和鎖開LED燈的狀態(tài)，P0口用于電子顯示屏來顯示提示語句和密碼輸入按鍵。

8、;　　本系統(tǒng)共有兩部分構(gòu)成，即硬件部分與軟件部分。　　3 硬件設(shè)計(jì)　　硬件部分由鍵盤輸入部分、密碼存儲(chǔ)部分、復(fù)位部分、晶振部分、顯示部分、報(bào)警部分、開鎖部分組成。　　3.1 鍵盤掃描電路　　鍵盤接成4*4的矩陣鍵盤，行線為L(zhǎng)D0-LD

9、3分別接P2口的P0.0-P0.3，列線為HD0-HD3分別接P2口的P0.7-P0.4。當(dāng)哪一行的有鍵按下，則相應(yīng)行的“按鍵有效”指示燈亮一下，其余行所對(duì)應(yīng)的燈不亮。P2初始時(shí)P2口第四位為低電平，高四位為高電平，當(dāng)哪一行有鍵按下，則所對(duì)應(yīng)的行和列對(duì)應(yīng)的口變?yōu)榈碗娖?，將改為掃描到單片機(jī)中。鍵盤掃描電路如圖3.1所示。　　圖3.1 鍵盤掃描電路<b

10、>　　3.2 晶振電路　　80C31引腳XTAL1和XTAL2與晶體振蕩器及電容C2/C1按圖3.2所示方式連接。晶振、電容C1/C2振蕩器，振蕩信號(hào)頻率與晶振頻率及電容C1/C2的容量有關(guān)，但主要由晶振頻率決定，范圍在0～33MHz之間，電容C1/C2取值范圍在5～30pF之間。根據(jù)實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)中采用1MHZ做為系統(tǒng)的外部晶振。電容取值為30pF。晶振電路如圖3.

11、2所示。　　圖3.2 晶振電路　　3.3 復(fù)位電路　　上電復(fù)位電路如圖3.3所示。　　圖3.3 復(fù)位電路<b&

12、gt;　　3.4 顯示部分　　顯示電路是利用LM016L系列的LCD顯示屏，可以雙行顯示。其D0-D7與P0口相接，并且給P0口外接上拉電阻。LCD顯示電路如圖3.4所示。　　圖3.4 LCD顯示密碼電路　　3.5 報(bào)警電路<

13、p>　　報(bào)警電路是利用SPEAKER和NPN型三極管構(gòu)成，同時(shí)給蜂鳴器并聯(lián)一個(gè)發(fā)光二級(jí)管，當(dāng)P1.0口輸出為高電平時(shí)，NPN三極管導(dǎo)通，蜂鳴器發(fā)聲，“錯(cuò)誤”指示燈亮。報(bào)警電路如圖3.5所示。　　圖3.5 報(bào)警電路　　3.6 電路總體結(jié)構(gòu)及布局　　該設(shè)計(jì)的電路總體結(jié)構(gòu)及布

14、局如圖3.6所示。　　圖3.6 電路總體結(jié)構(gòu)及布局　　4 軟件設(shè)計(jì)　　軟件部分由主程序、初始化程序、LCD顯示程序、鍵盤掃描程序、功能程序、密碼設(shè)置程序、EEPROM讀寫程序和延時(shí)程序等組成?？偭鞒虉D如圖4.1所示。　　圖4.1 程序

15、流程圖　　具體程序見附錄。　　5 Proteus仿真結(jié)果　　當(dāng)開啟開始仿真時(shí)，LCD顯示屏?xí)@示“選擇A為設(shè)置密碼，選擇B為開鎖”，同時(shí)“鎖合”指示燈(紅燈D1)閃爍。開始仿真圖如圖5.1所示。　　圖5.1 開始仿真圖</p&g

16、t;　　當(dāng)按下A或B時(shí)會(huì)提示輸入密碼，按下每一個(gè)鍵都會(huì)輸出“*”提示。其仿真結(jié)果如圖5.2所示。　　圖5.2 提示輸入密碼界面　　當(dāng)輸入密碼正確時(shí)會(huì)顯示“PASSWORD OK!!!”字樣，同時(shí)“錯(cuò)誤”指示燈(綠燈D3亮)。其仿真圖如圖5.3所示。　　圖5.3 輸入密碼正確顯示界面</

17、p>　　當(dāng)輸入密碼錯(cuò)誤時(shí)，LCD顯示屏?xí)@示“PASSWORD ERROR!”。其仿真圖如圖5.4所示。　　圖5.4 當(dāng)輸入密碼錯(cuò)誤時(shí)顯示界面　　6 總結(jié)　　本設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)的多功能密碼鎖設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中，首先是確立要設(shè)計(jì)的目標(biāo)及電子密碼鎖要實(shí)

18、現(xiàn)的功能，該如何通過軟硬件來實(shí)現(xiàn)。接下來是根據(jù)目標(biāo)來搭建電路圖，設(shè)計(jì)各功能模塊要實(shí)現(xiàn)的功能，比如報(bào)警，LED燈的顯示控制，4*4矩陣鍵盤的搭　　建。接著就要通過編程來實(shí)現(xiàn)各模塊功能，比如輸入密碼，輸出顯示，鍵盤掃描程序，存儲(chǔ)程序等等。最后就是調(diào)試改錯(cuò)，下載仿真。　　本設(shè)計(jì)最后實(shí)現(xiàn)了上面所提到的基本功能外，另外增加了LCD顯示屏，開始時(shí)有提示選擇，問<

19、;/p>　　執(zhí)行什么功能，到底是設(shè)置密碼呢還是開鎖。當(dāng)進(jìn)入任何一個(gè)界面都會(huì)出現(xiàn)提示信息，比如‘PASSWORD OK!!!’，‘INPUT AGAIN!’，‘SET PASSWORD’等等。當(dāng)每次輸入時(shí)都會(huì)顯示“*”提示。當(dāng)輸入密碼錯(cuò)誤超過三次時(shí)就會(huì)直接鎖死，即使按下功能復(fù)位鍵也不會(huì)開鎖，這樣直接降低了盜竊的幾率。另外，在修改密碼時(shí)會(huì)提示先輸入原密碼，再輸兩次新密碼，防止用戶該密碼是按錯(cuò)鍵，極大地提高了密碼鎖

20、的可靠性。本設(shè)計(jì)輸入的密碼是8位的，共有一億組不重復(fù)密碼，增加了密碼的安全性。　　本設(shè)計(jì)還　　附錄源程序　　EN BIT P3.0　　RW BIT P3.1<p&

21、gt;　　RS BIT P3.2 　　DISPLAY EQU P0　　SOUNDER BIT P1.1　　LED BIT P1.2　　OPEN BIT P1.1　　RETURNBIT BIT 20H.1&

22、lt;p>　　ORG 0000H　　LJMP START　　ORG 000BH　　LJMP INTERMIT_T0　　ORG 001BH</p&g

23、t;　　LJMP INTERMIT_T1　　ORG 0030H　　START: MOV SP,#60H　　LCALL SYS_INITIAL　　;主程序

24、　　MAIN0: LCALL STRAT_DISPLAY　　MAIN: MOV 52H,#0 ;判斷輸入錯(cuò)誤次數(shù)儲(chǔ)存地址　　SETB LED　　SETB TR0&l

25、t;p>　　LCALL KEY　　CPL SOUNDER　　MOV R5,#10　　RETURN_T1:　　POP PSW　　PO

26、P ACC　　RETI　　KEY: CALL KS ;鍵盤掃描　　JNZ K1　　JMP KEY</b&g

27、t;　　K1: CALL DELAY　　CALL KS　　JNZ K2　　JMP KEY　　K2: CL

28、R TR0　　CLR LED　　MOV R2,#0FEH　　MOV R6,#00H　　K3: MOV A,R2　　MOV P2,A

29、;　　MOV A,P2　　JB ACC.4,L1　　MOV A,#0　　LJMP LK　　L1: JB ACC.5,L2</

30、p>　　MOV A,#4　　LJMP LK　　L2: JB ACC.6,L3　　MOV A,#8　　LJMP

31、 LK　　L3: JB ACC.7,NEXT_KEY　　MOV A,#12　　LK: ADD A,R6　　MOV R6,A

32、　K4: CALL KS　　JNZ K4　　MOV A,R6　　MOV DPTR,#TABLE0　　MOVC A,@A+DPTR　　MOV 50H,A

33、 ;查表取值存入50h,保護(hù)鍵值　　RET　　NEXT_KEY:　　INC R6　　MOV A,R2

34、　　JNB ACC.7,KEY　　RL A　　MOV R2,A　　JMP K3　　KS: M

35、OV P2,#0F0H　　MOV A,P2　　XRL A,#0F0H　　RET　　;修改密碼程序　　CHANGE_K

36、EY:　　CALL CLEAR_DISPLAY　　MOV DPTR,#TABLE4　　CALL INPUT_HINT　　MOV R0,#40H　　CALL CHANGE　　JBC RETU

37、RNBIT,CHANGE_KEY ;先輸入原密碼完畢　　MOV R4,#8　　MOV R0,#40H　　MOV R1,#32H　　INPUT_COMPERE:　　MOV

38、 A,@R0　　XRL A,@R1　　JNZ INPUT_ERROR　　INC R0　　INC R1<p&g

39、t;　　NOP　　NOP　　DJNZ R4,INPUT_COMPERE　　;驗(yàn)證輸入密碼完畢　　JMP CHANGE_KEY0<

40、p>　　INPUT_ERROR:　　SETB SOUNDER　　SETB LED　　CALL CLEAR_DISPLAY　　MOV DPTR,#TABLE5　　CALL INPUT_HI

41、NT　　CALL DELAY1_15S　　CLR SOUNDER　　CLR LED　　INC 52H　　MOV A,52H</b&

42、gt;　　CJNE A,#3,CHANGE_KEY　　SJMP $　　;輸入密碼錯(cuò)誤次數(shù)超過3次，鎖死　　CHANGE_KEY0:　　CALL CLEAR_DISPLAY

43、　　MOV DPTR,#TABLE2　　CALL INPUT_HINT　　MOV R0,#40H　　CALL CHANGE　　JBC RETURNBIT,CHANGE_KEY ;第一次輸入新密碼完畢　　CA

44、LL CLEAR_DISPLAY　　MOV DPTR,#TABLE3　　CALL INPUT_HINT　　CALL DELAY1_15S ;顯示再次輸入新密碼完畢　　MOV DPTR,#TABLE4　　C

45、ALL INPUT_HINT　　MOV R0,#48H　　CALL CHANGE　　JBC RETURNBIT,CHANGE_KEY ;第二次輸入新密碼完畢　　MOV R4,#7　　MOV

46、 R0,#40H　　MOV R1,#48H　　SET_COMPERE:　　MOV A,@R0　　XRL A,@R1　　JNZ SET_ERROR</

47、p>　　INC R0　　INC R1　　DJNZ R4,SET_COMPERE　　MOV 32H,40H　　MOV 33H,41H<p&g

48、t;　　MOV 34H,42H　　MOV 35H,43H　　MOV 36H,44H　　MOV 37H,45H　　MOV 38H,46H ;存入新密碼完畢　　JMP MAIN0

49、 ;設(shè)置新密碼成功，返回主程序　　SET_ERROR:　　SETB SOUNDER　　SETB LED　　CALL CLEAR_DISPLAY　　MOV DPTR,#TAB

50、LE5　　CALL INPUT_HINT　　CALL DELAY1_15S　　CLR SOUNDER　　CLR LED　　LJMP CHANGE_KEY0 ;設(shè)置新密碼成

51、功，返回主程序　　INPUT_KEY: ;輸入密碼開鎖程序　　CALL CLEAR_DISPLAY　　MOV DPTR,#TABLE4　　CALL INPUT_HINT　　MOV

52、 R0,#40H　　CALL CHANGE　　JBC RETURNBIT,INPUT_KEY ;設(shè)置新密碼成功，返回主程序　　MOV R4,#8　　MOV R0,#40H　　MOV R

53、1,#32H　　INPUT_COMPERE0:　　MOV A,@R0　　XRL A,@R1　　JNZ INPUT_ERROR22　　IN

54、C R0　　INC R1　　NOP　　NOP　　DJNZ R4,INPUT_COMPERE0 ;驗(yàn)證輸入密碼完畢</p&g

55、t;　　JMP DISPLAY_RIGHT　　INPUT_ERROR22:　　SETB SOUNDER　　SETB LED　　CALL CLEAR_DISPLAY　　MO

56、V DPTR,#TABLE5　　CALL INPUT_HINT　　CALL DELAY1_15S　　CLR SOUNDER　　CLR LED　　INC 52H</b&g

57、t;　　MOV A,52H　　CJNE A,#3,INPUT_KEY　　SJMP $ ;輸入密碼錯(cuò)誤超過3次，鎖死　　DISPLAY_RIGHT:

58、;　　CALL CLEAR_DISPLAY　　MOV DPTR,#TABLE6　　CALL INPUT_HINT ;顯示輸入密碼正確提示完畢　　SETB OPEN ;開鎖　　NEXT_KEY1:</p&

59、gt;　　CALL KEY　　NOP　　NOP　　CJNE A,#'F' ,NEXT_KEY1　　CLR OPEN

60、 ;按下關(guān)鎖鍵關(guān)鎖　　JMP MAIN0 ;返回主程序　　STRAT_DISPLAY:　　MOV P0,#80H　　CALL WRITE_INSTRUCTION<p&

61、gt;　　MOV DPTR,#TABLE1　　CALL INPUT_HINT　　MOV P0,#0C0H　　CALL WRITE_INSTRUCTION　　MOV DPTR,#TABLE11　　CALL INPUT_HINT<

62、;/p>　　RET　　CLEAR_DISPLAY: ;清屏　　MOV DISPLAY,#01H　　CALLWRITE_INSTRUCTION　　MOV P0,#

63、06H　　CALL WRITE_INSTRUCTION　　RET　　INPUT_HINT:　　MOV R4,#16　　MOV A,#00H　　ALL_

64、OR_NOT:　　MOVC A,@A+DPTR　　MOV DISPLAY,A　　CALL WRITEDATA　　INC DPTR　　CLR A</p

65、>　　NOP　　NOP　　DJNZ R4,ALL_OR_NOT　　RET　　CHANGE:&

66、lt;/p>　　MOV R4,#8　　MOV R1,#0C0H　　MOV A,R1　　MOV P0,A　　CALL WRITE_I

67、NSTRUCTION　　LOOP1:　　CALL KEY　　NOP　　NOP

68、　CJNE A,#'C',NEXT_TO　　SETB RETURNBIT　　JMP ENDT　　NEXT_TO:　　MOV A,50H<

69、/p>　　MOV @R0,A　　MOV DISPLAY,#'*'　　CALL WRITEDATA　　INC R1　　INC R0<

70、;/b>　　DJNZ R4,LOOP1　　ENDT: RET　　WRITEDATA: ;寫數(shù)據(jù)　　SETB RS&l

71、t;p>　　CLR RW　　CLR EN　　SETB EN　　NOP　　NOP

72、;　　CLR EN　　SETB EN　　NOP　　NOP

73、CLR EN　　CALL DELAY　　RET　　WRITE_INSTRUCTION: ;寫指令　　CLR RS<

74、p>　　CLR RW　　CLR EN　　SETB EN　　NOP　　NOP&

75、lt;/p>　　CLR EN　　CALL DELAY　　RET　　DELAY1_15S: ;延時(shí)程序

76、　PUSH 77H　　PUSH 72H　　PUSH 73H　　MOV R7,#15　　DEL22S:<p&g

77、t;　　MOV R3,#0　　DEL11S:　　MOV R2,#0　　DJNZ R2,$　　DJNZ R3,DEL11S

78、　　POP 03H　　POP 02H　　POP 07H　　RET　　DELAY

79、0_1S:　　PUSH 02H　　PUSH 03H　　MOV R3,#0　　DEL21S:<

80、;p>　　MOV R2,#0　　NOP　　NOP　　DJNZ R2,$　　DJNZ R3,DEL21S</p

81、>　　POP 03H　　POP 02H　　RET　　DELAY:PUSH 07H　　PUSH 06H</b

82、>　　MOV R7,#10　　D1: MOV R6,#248　　NOP　　NOP　　DJNZ R6,$&l

83、t;/p>　　DJNZ R7,D1　　POP 06H　　POP 07H　　RET　　TABLE0:DB 'C',

84、'B','0','A';　　DB 'D','9','8','7';　　DB 'E','6','5','4';　　DB 'F&

85、#39;,'3','2','1';　　TABLE1: DB 'PASSWORD: A SET ';　　TABLE11: DB ' B OPEN';　　TABLE 2: DB 'SET PASSWORD:

86、 ';　　TABLE 3: DB 'INPUT AGAIN! ';　　TABLE4: DB 'INPUT PASSWROD: ';　　TABLE5: DB 'PASSWORD ERROR! ';　　TABLE

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