单片机课程设计 密码锁 湖南工学院

《单片机技术》课程设计说明书密码锁系、部：电气与信息工程系学生姓名：黄生旺指导教师：吴乐职称讲师专业：电气工程及其自动化班级：电气本0904完成时间：2011.12.25摘要日常生活和现代办公中，住宅与办公室的安全防范，单位的文件档案，财务报表以及一些个人资料的保存等多以加锁的办法来解决，若使用机械式钥匙开锁，人们常需携带多把钥匙，使用极不方便，且钥匙丢失后安全性大打折扣，为满足人们对门锁的使用要求，增加其安全性，用密码电子锁代替传统机械锁应运而生。

目前使用的电子密码锁种类繁多，各具特色，本设计从经济实用的角度出发，以80C51单片机为控制核心，研制了一款电子密码锁。

本设计的硬件部分即为简单的单片机最小系统，通过编程，实现其电子密码锁的功能。

该密码锁设计方法合理，简单易行，成本低，符合住宅，办公室用锁要求，具有一定的推广价值。

关键词：密码锁；单片机ABSTRACTDaily life and the modern office, residential and office security, the unit of paper files, as well as some personal financial statements andother information stored in locked solutions to, the use of mechanical key lock, people often need to carry more than the keys, very convenient to use, and security compromised key is lost, to satisfy people's demands for the use of locks to increase their security, electronic lock with a password replace the traditional mechanical locks came into being. Currently use a wide range of electronic locks, distinctive, the design from the point of view, for the control of the 80C51 microcontroller core, developed an electronic lock.The design of the hardware part is simple smallest single-chip system, through programming, to achieve its electronic code lock functionThe lock design is reasonable, simple, low cost, in line with re- sidential, office with a lock request, the promotion of a certain valueKEYWORDS：code-lock；Single Chip Micro-Computer目录1 密码锁设计课题任务、功能要求说明及总体方案介绍 (1)1.1 密码锁课题任务及功能要求 (1)1.2 密码锁设计总体方案介绍及工作原理说明 (1)2 密码锁硬件系统的设计 (2)2.1 密码锁硬件系统各模块功能简要介绍 (2)2.2 密码锁电路原理图、PCB图、元器件布局图各1份 (2)2.3 密码锁元器件清单 (2)3 密码锁软件系统的设计 (3)3.1 密码锁设计使用单片机资源的情况 (3)3.2 密码锁设计软件系统各模块功能简要介绍及流程图 (3)3.2.1 键盘扫描程序 (4)3.2.2 显示程序 (5)3.2.3 密码判断程序 (6)3.2.4 错误报警程序 (7)3.3 密码锁设计程序清单 (7)4 设计结论、缺陷分析、心得体会、教学建议 (8)4.1 密码锁的设计结论及使用说明 (8)4.2 密码锁设计的缺陷分析 (8)4.3 心得体会 (8)4.4 教学建议 (8)结束语 (9)致谢 (10)参考文献 (11)附录 (12)1 密码锁设计课题任务、功能要求说明及总体方案介绍1.1 设计课题任务设计一个具有特定功能的密码锁。

该密码锁上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”，进入准备工作状态。

该密码锁具有系统原始密码888888，用户可以设定并存储用户密码，密码输入时应处于保密显示状态，密码输入正确时应显示密码输入正确提示信息，否则，显示密码输入错误提示信息。

1.2 设计课题总体方案介绍及工作原理说明（1）原始密码的设定，此密码是固定在程序存储器ROM中，假设预设的密码为“888888”共6位密码。

（2）密码的输入：采用按键来完成密码的输入，输入时密码处于显示保密状态，输入六位密码后，自动结束输入，并判断其正确性（3）密码若输入错误，显示输入错误提示信息，密码输入正确后，可以用键盘任意输入数字，若按下第八个按键，则进入修改密码（4）密码修改：可以任意输入“1-7”中的六位数字作为密码，密码输入时处于保密显示状态，六位密码输入结束确认后显示P.图1 设计总框图2.1 设计课题硬件系统各模块功能简要介绍此次课程设计是基于单片机控制的电子密码锁，结合主要设计条件，本设计由单片机系统、独立式键盘、LED显示和报警系统组成,系统能完成开锁、错误报警、密码修改功能等功能，设计硬件系统如下:(1)单片机系统：此次课题采用一种是用以80C51为核心的单片机控制方案。

利用单片机灵活的编程设计和丰富的IO端口，及其控制的准确性，进行电子密码锁的设计。

此次课题用单片机P1口与键盘相连，做输入口，P0口与显示器相连，输入段控码，P2口输入位控码。

(2)独立式键盘接口电路：此次课程设计采用独立式键盘，与P1口相连，采用扫描法。

(3)LED显示：此次课程设计6密码8显示器，按键后即显示，动态显示。

P0口送示数据，P2口显示扫描，根据按键次数，第一位显示器显示第一次按的密码，第二位显示器显示第二次按的密码，第三位显示器显示第三次按的密码，依此第六位显示器显示第六次按的密码。

(4)报警系统：此次课程设计，当输入密码错误后，系统报警，报警装置由一扬声器实现，从P3.1口输出脉冲，使扬声器鸣报警。

2.2 密码锁电路原理图、PCB图、元器件布局图各1份电路原理图见附录1PCB 顶层图见附录2PCB 底层图见附录3元器件布局图见附录42.3 密码锁元器件清单元器件清单见附录53.1 密码锁设计使用单片机资源的情况原始密码存放在内部程序存储器中，78H-7FH单元做字形代码缓冲区，70H-77H单元做数据比较缓冲区，61H-66H作为新密码存放区，88H-8DH做密码缓冲区。

3.2 密码锁设计软件系统各模块功能简介及流程图密码锁软件的设计主要包括：键盘扫描、密码显示、密码比较、密码修改、错误报警。

程序设计总流程图如图2所示：图2 程序设计总流程图3.2.1 键盘扫描程序：本设计采用独立式键盘，共八个按键，程序开始时，先给P1口送高电平，有按键按下后，相应的P1口线会变为低电平，将P1口的电平取反，再送到20H 中，20H为可位寻址区，通过查询20H的八位，即可得到是哪个按键按下，就可以转向每个按键所要执行的程序。

键盘扫描程序流程框图如图3所示：图3 键盘扫描程序流程图3.2.2 显示程序：本设计采用数码管共阳极显示，位控由P0口输出，段控由P2口输出，程序开始后，先对程序初始化，选好寄存器以及查表显示的表地址，先将低位位控码送到P2口，然后通过查表得到段控码，并送到该位，这样依次查完八位，使八位数码管显示，以此循环。

显示程序流程图如图4所示：图4 显示程序流程图3.2.3 密码判断程序：原密码存放在内部程序存储器中，程序开始后，上电后通过键盘输入六位密码来解锁，六位密码输入完后，会自动判断是否与原始密码相同，相同的话可以解锁，解锁后可以更改用户密码，若与原始密码不同，则出错报警，然后按复位键可以重新输入。

修改完用户密码后若再解锁，步骤与上述相同。

密码判断程序流程图如图5所示：图5 密码判断程序流程图3.2.4 错误报警程序密码输入错误后，会进入自动错误报警，报警时数码管上会显示“ERROR”字样，蜂鸣器会响，与蜂鸣器连在一起的LED灯也会亮，从而实现错误报警。

错误报警程序流程图如图6所示：N图6 密码修改程序流程图3.3 密码锁设计程序清单程序清单见附录64 设计结论、缺陷分析、心得体会、教学建议4.1 密码锁设计结论及使用说明该密码锁基本实现了开锁，修改用户密码，错误报警等功能，具有一定的应用推广价值。

密码锁上电后，屏幕上会显示“P.”,通过键盘可以输入六位密码，密码输完后，可以自动判断与原始密码是否相同，若相同则开锁，若错误则按复位键回到原始”P.”；并可以任意输入1-7在数码管显示；按下第八个键可以修改用户密码，用户密码也应修改选取数字1-7的六位密码，按确认后又可回到输密码状态“P.”；在修改密码后，如果出现密码输入错误，则可按任意键返回到输密码状态重新输入密码。

4.2 密码锁设计的缺陷分析本设计的密码锁不能进行掉电保护，即用户修改密码后不能进行密码保存，掉电后密码就变为原始密码，在实际应用中还须进行改进，例如在硬件电路中加入存储芯片24C02。

由于硬件电路的限制，按键过少，使有些功能缺失或复杂，在实际应用中可采用行列式键盘。

4.3 心得体会回顾起此次单片机课程设计，让我感慨很多，从选题到定稿，从理论到实践，在整整两个星期的日子里，巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多书本上所没有学到过的知识。

在本次设计的过程中，我发现很多的问题，单片机课程设计的重点就在于软件算法的设计，需要有很巧妙的程序算法，虽然以前写过几次程序，但我觉得写好一个程序不是一件简单的事情。

通过这次实习，我真正学到了不少东西，真正体会到了理论联系实际的重要性。

课堂教学考虑到大多数同学的需求，主要强调基本知识，基本理论，基本方法，基本技能。

而这次设计正是为我们提供了一个深入学习、探索的机会，成为课堂教学的有益补充。

4.4 教学建议在这一学期的单片机学习里，老师很系统的讲解了单片机这门课程，思路清晰、明了，我们也学会了很多。

但老师在布置作业的时候有时有点即兴发挥，有时我们也搞不清到底哪些是做到作业本上，所以有时候会有点迷惑。

希望老师在以后的教学过程中更出色，更完美。

通过近两周的设计，由单片机为控制核心的密码锁终于设计成功了，整个设计过程有苦有甜，从定稿到编程再到实物测试，整个过程是辛苦的，但我收获了很多，学到了许多课本上没有的东西，增强了自己的动手能力，还培养了自己查阅资料，自学的技能，总之，是获益匪浅的。