51单片机电子密码锁kqf.docx
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1、 中北大大学信息息商务学学院 课课 程 设 计计 说 明 书书学生姓名名: 郑晓峰峰 学 号号: 11005506444X222 学生姓名名: 梁一才才 学 号号: 11005506444X330 学生姓名名: 李 功 学 号: 1000506644XX32 学 院: 信信息与通通信工程程 专 业:电子信信息工程程 题题 目:专业综综合实践践之单片片机部分分: 基基于单片片机的电电子密码码锁的设设计王浩全指导教师师: 职职称: 教教授 20144 年 1 月月 100 日中北大学学信息商商务学院院课程设计计任务书书 20113/220144 学年年第 11 学期期学 院院: 信息与与通信工工程
2、学院院 专 业业: 电电子信息息工程 学 生 姓 名: 郑郑晓峰 学 号: 1000506644XX22学 生 姓 名: 梁梁一才 学 号: 1000506644XX30 学 生 姓 名: 李李 功功 学学 号: 10005006444X322 课程设计计题目: 专业业综合实实践之单单片机部部分: 基于单单片机的的电子密密码锁的的设计 起 迄 日 期期: 220133年12 月30 日20014年年1月 100 日 课程设计计地点: 5院院楼 2011,5110 实实验室 指 导 教 师: 王王浩全 下达任务务书日期期:20113 年年 122 月月30日日课 程 设 计计 任 务 书书1设计
3、计目的:巩固掌握握单片机机工作原原理及应应用,提提高编程程能力。本课程设设计主要要针对电电子信息息工程专专业课程程体系设设置的要要求,安安排的一一种综合合性的课课程设计计。一方方面为了了培养学学生在查查阅资料料、复习习、学习习知识的的基础上上,进行行包括机机、电系系统的设设计、计计算、仿仿真、编编程、调调试等多多个环节节的综合合能力培培养;另另一方面面,也是是对学生生进行毕毕业设计计前的一一次大型型练兵,进进一步培培养学生生独立地地分析、解解决实际际问题的的实际能能力。另另外还培培养学生生用专业业的、简简洁的文文字,清清晰的图图表来表表达自己己设计思思想的能能力。2设计计内容和和要求(包包括原
4、始始数据、技技术参数数、条件件、设计计要求等等):用4|*4键盘盘组成00-9数数字键、消消除键、确确认键等等,用66位7段段数码管管组成显显示电路路;密码输入入完毕按按确认键键,单片片机将输输入的密密码与设设定的密密码比较较,正确确,绿色色发光二二极管亮亮,不正正确红色色发光二二极管亮亮;3设计计工作任任务及工工作量的的要求包包括课程程设计计计算说明明书(论论文)、图图纸、实实物样品品等:(1)提提供核心心器件的的工作原原理与应应用介绍绍;(2)提提供用PProttel设设计的电电路原理理图,印印刷板电电路图;(3)提提供用MMulttisiim、MMaxPPluss、Prroteeus、M
5、Medwwin、KKeillC等软软件对电电路的仿仿真、编编程与分分析;(4)提提供符合合规定要要求的课课程设计计说明书书;(5)提提供参考考文献不不少于115篇,且且必须是是相关的的参考文文献; 课课 程 设 计计 任 务 书书4主要要参考文文献:1 李朝青青.单片片机原理理及接口口技术(简明修修订版)M.北京京:北京京航空航航天大学学出版社社,199982 李全利利.单片片机原理理及接口口技术M.高等等教育出出版社,2200333 PROOTELL99 SE电电路设计计与制板板M.机械械工业出出版社,2200774 杨将新新,李华华军,刘刘到骏等等.单片片机程序序设计及及应用(从从基础到到
6、实践)J电子子工业出出版社,2200665 Steevenn F.Barrrettt.DDaneeil J.PPackk.Emmbedddedd SyysteemMM.北北京:电电子工业业出版社社,200066 周立功功.LPPC9000系列列Flaash单单片机应应用技术术J.北京京航空航航天大学学出版社社, 200047 黄智伟伟.全国国大学生生电子设设计竞赛赛训练教教程MM.北京京:电子子工业出出版社, 2200555设计计成果形形式及要要求:(1)电电路原理理图、程程序、仿仿真结果果、PCCB图;(2)课课程设计计说明书书;6工作作计划及及进度:20133年122月 330 日日 20
7、014年年1 月月 1 日:查阅资资料;20144年:1 月 2 日 1 月 77 日:方案设设计、实实验验证证;1 月88日 1 月 99 日:完成课课程设计计说明书书;1 月 10 日:答答辩。系主任审审查意见见:签字:年月日目 录1 绪论论11.1 引言11.2电电子锁设设计的意意义的本本设计特特点12.系统统设计222.1系系统总设设计结构构图22.2开锁机机构设计计22.2.1主控控芯片AAT899C511单片机机的简介介33系统硬硬件设计计63.1键键盘设计计63.2电电路图的的绘制773.2.1 PPROTTEL 99 SE简简介:1104.软件件设计1104.1 系统软软件设计
8、计整体思思路1004.2系系统软件件设计流流程图1115 程序序调试1125.1 程序序调试用用到的软软件1225.2 KEEIL C511简介1225.3 调试过过程1226 设计计总结与与展望113参考文献献14附录155VI1 绪论论1.1 引言随着人们们生活水水平的提提高,如如何实现现家庭防防盗这一一问题也也变的尤尤其的突突出,传传统的机机械锁由由于其构构造的简简单,被被撬的事事件屡见见不鲜,电电子锁由由于其保保密性高高,使用用灵活性性好,安安全系数数高,受受到了广广大用户户的喜爱爱。锁是是置于可可启闭的的器物上上,用以以关住某某个确定定的空间间范围或或某种器器具的,必须以以钥匙或暗暗
9、码打开开的扣件件。锁具具发展到到现在已已有若干干年的历历史了,人们对它的结构、机理也研究得很透彻,因此,不用钥匙就能打开的方法和工具也层出不穷。现代人类文明社会里,由于社会中各种矛盾冲突十分剧烈,人们的思想道德观念,价值观念,文化修养水平等差异,群众中良莠不齐,善良的人们能够自觉规范自已的行为,“非礼不为”,虽无钥匙亦不会乱闯。然而,那些毫无道德观念的盗贼却想方设法利用高科技手段撬门开锁,使广大居民防不胜防。为什么会会出现这这种情况况呢?因因为传统统锁具都都存在致致命的弱弱点:第一一、 锁锁芯采用用常见的的铜、铝铝、锌等等材料,抵抵抗不了了强力破破坏;第二二、 锁锁具制作作工艺,技技术落后后,
10、无法法阻止技技术手段段的开启启。目前,市市场上很很多国内内外的锁锁具,实实际上都都不具备备真正的的防盗功功能。在在惯偷面面前,两两根钢丝丝或几件件简单的的工具就就可以把把这些锁锁打开,有有的惯偷偷甚至公公开扬言言:“没没有我打打不开的的锁。”其其实,不不是他们们多高明明,而是是一般锁锁具技术术原理太太过简单单。面对对这一残残酷的现现状,新新时代提提出了锁锁具必须须革命的的迫切的的要求。1.2 电子锁锁设计的的意义的的本设计计特点 电子锁锁可以在在日常生生活和现现代办公公中,住住宅与办办公室的的安全防防范、单单位的文文件档案案、财务务报表以以及一些些个人资资料的保保存等多多种场合合使用。大大大提
11、高高了主人人物资的的安全性性,安全全可以代代替老式式机械锁锁。目前前使用的的密码锁锁种类繁繁多,各各具特色色。本文文从经济济实用的的角度出出发,采采用ATT89CC20551单机机,研制制了一款款具有防防盗自动动报警功功能的电电子密码码锁。该该密码锁锁设计方方法合理理,简单单易行,成成本低,符符合住宅宅、办公公室用锁锁要求,具具有一定定的推广广价值。(1)本本设计为为了防止止密码被被窃取要要求在输输入密码码时在LLCD屏屏幕上显显示*号号。(2)设设计开锁锁密码位位六位密密码的电电子密码码锁。(3)能能够LCCD显示示在密码码正确时时显示PPASSSWORRD OOK,密密码错误误时显示示PA
12、SSSWOORD ERRROR,输输入密码码时显示示INPPUT PAASSWWORDD。(4)实实现输入入密码错错误超过过限定的的三次电电子密码码锁定。(5)444的矩矩阵键盘盘其中包包括0-9的数数字键和和A-FF的功能能键(6)本本产品具具备报警警功能,当当输入密密码错误误时蜂鸣鸣器响并并且LEED灯亮亮。(7)密密码可以以由用户户自己修修改设定定(只支支持6位密码码),修修改密码码之前必必须再次次输入密密码,在在输入新新密码时时候需要要二次确确认,以以防止误误操作。2.系统统设计2.1系系统总设设计结构构图数码管及LED灯显示单片机时钟电路单片机AT89C51密码输入设备开锁机构图2-
13、11系统总总设计结结构图 本本设计由由主控芯芯片511单片机机,单片片机时钟钟电路,键键盘,和和开锁电电路组成成。单片片负责控控制整个个系统的的执行过过程。2.2开开锁机构构用户通过过LCDD提示信信息,用用键盘输输入正确确密码,从从而达到到开锁的的目的。当当用户输输入的密密码正确确并且是是在按下下确定键键的话,单单片机便便输出开开门信号号,送到到开锁驱驱动电路路,然后后驱动电电磁锁,达达到开门门的目的的。电路路驱动和和开锁两两级组成成。由DD5、R1、T100组成驱驱动电路路,其中中T100可以选选择普通通的小功功率三极极管如990144、90118都可可以满足足要求。D5作为开锁的提示;由
14、D6、C24、T11组成。其中D6、C24是为了消除电磁锁可能产生的反向高电压以及可能产生的电磁干扰。T11可选用中功率的三极管如8050,电磁锁的选用要视情况而定,但是吸合力要足够且由一定的余量。在本次设设计中,基基于节省省材料的的原则,暂暂时用发发光二极极管代替替电磁锁锁,发光光管亮,表表示开锁锁;灭,表表示没有有开锁。图2.33.5 密码锁锁开锁机机构电路路图2.2.1主控控芯片AAT899C511单片机机的简介介AT899C511是一种带带4K字字节闪烁烁可编程程可擦除除只读存存储器(FFPERROMFallsh Proograammaablee annd EErassablle RR
15、eadd Onnly Memmoryy)的低低电压,高高性能CCMOSS8位微微处理器器,俗称称单片机机。单片片机的可可擦除只只读存储储器可以以反复擦擦除1000次。该该器件采采用ATTMELL高密度度非易失失存储器器制造技技术制造造,与工工业标准准的MCCS-551指令令集和输输出管脚脚相兼容容。由于于将多功功能8位位CPUU和闪烁烁存储器器组合在在单个芯芯片中,AATMEEL的AAT899C511是一种种高效微微控制器器。主要特性性:与MCCS-551 兼兼容 4K字字节可编编程闪烁烁存储器器 寿命:10000写/擦循环环数据保保留时间间:100年全静态态工作:0Hzz-244MHzz三级
16、程程序存储储器锁定定12888位位内部RRAM32可可编程II/O线线两个116位定定时器/计数器器5个中中断源 可编程程串行通通道低功耗耗的闲置置和掉电电模式片内振振荡器和和时钟电电路管脚说明明:VCC:供电电电压。GND:接地。P0口:P0口口为一个个8位漏漏级开路路双向II/O口口,每脚脚可吸收收8TTTL门电电流。当当P1口口的管脚脚第一次次写1时时,被定定义为高高阻输入入。P00能够用用于外部部程序数数据存储储器,它它可以被被定义为为数据/地址的的第八位位。P1口:P1口口是一个个内部提提供上拉拉电阻的的8位双双向I/O口,PP1口缓缓冲器能能接收输输出4TTTL门门电流。PP1口管
17、管脚写入入1后,被被内部上上拉为高高,可用用作输入入,P11口被外外部下拉拉为低电电平时,将将输出电电流,这这是由于于内部上上拉的缘缘故。 P2口:P2口口为一个个内部上上拉电阻阻的8位位双向II/O口口,P22口缓冲冲器可接接收,输输出4个个TTLL门电流流,当PP2口被被写“11”时,其其管脚被被内部上上拉电阻阻拉高,且且作为输输入。并并因此作作为输入入时,PP2口的的管脚被被外部拉拉低,将将输出电电流。这这是由于于内部上上拉的缘缘故。PP2口当当用于外外部程序序存储器器或166位地址址外部数数据存储储器进行行存取时时,P22口输出出地址的的高八位位。在给给出地址址“1”时时,它利利用内部
18、部上拉优优势,当当对外部部八位地地址数据据存储器器进行读读写时,PP2口输输出其特特殊功能能寄存器器的内容容。P3口:P3口口管脚是是8个带带内部上上拉电阻阻的双向向I/OO口,可可接收输输出4个个TTLL门电流流。当PP3口写写入“11”后,它它们被内内部上拉拉为高电电平,并并用作输输入。作作为输入入,由于于外部下下拉为低低电平,PP3口将将输出电电流(IILL)这这是由于于上拉的的缘故。P3口也也可作为为AT889C551的一一些特殊殊功能口口,如下下表所示示:P3.00 RXXD(串串行输入入口)P3.11 TXXD(串串行输出出口)P3.22 /IINT00(外部部中断00) P3.3
19、 /INTT1(外外部中断断1)P3.44 T00(记时时器0外外部输入入)P3.55 T11(记时时器1外外部输入入)P3.66 /WWR(外外部数据据存储器器写选通通) P3.7 /RD(外外部数据据存储器器读选通通) P3口口同时为为闪烁编编程和编编程校验验接收一一些控制制信号。RST:复位输输入。当当振荡器器复位器器件时,要要保持RRST脚脚两个机机器周期期的高电电平时间间。ALE/PROOG:当当访问外外部存储储器时,地地址锁存存允许的的输出电电平用于于锁存地地址的地地位字节节。在FFLASSH编程程期间,此此引脚用用于输入入编程脉脉冲。在在平时,AALE端端以不变变的频率率周期输输
20、出正脉脉冲信号号,此频频率为振振荡器频频率的11/6。因因此它可可用作对对外部输输出的脉脉冲或用用于定时时目的。然然而要注注意的是是:每当当用作外外部数据据存储器器时,将将跳过一一个ALLE脉冲冲。另外外,该引引脚被略略微拉高高。如果果微处理理器在外外部执行行状态AALE禁禁止,置置位无效效。/PSEEN:外外部程序序存储器器的选通通信号。在在由外部部程序存存储器取取指期间间,每个个机器周周期两次次/PSSEN有有效。但但在访问问外部数数据存储储器时,这这两次有有效的/PSEEN信号号将不出出现。/EA/VPPP:当/EA保保持低电电平时,则则在此期期间外部部程序存存储器(000000H-FF
21、FFFFH),不不管是否否有内部部程序存存储器。注注意加密密方式11时,/EA将将内部锁锁定为RRESEET;当当/EAA端保持持高电平平时,此此间内部部程序存存储器。XTALL1:反反向振荡荡放大器器的输入入及内部部时钟工工作电路路的输入入。XTALL2:来来自反向向振荡器器的输出出。图2-33 ATT89CC51芯芯片图3系统硬硬件设计计3.1键键盘设计计本设计就就采用行行列式键键盘,同同时也能能减少键键盘与单单片机接接口时所所占用的的I/OO线的数数目,在在按键比比较多的的时候,通通常采用用这样方方法。每一条水水平(行行线)与与垂直线线(列线线)的交交叉处不不相通,而而是通过过一个按按键
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