微机原理课题设计实验报告之矩阵式键盘数字密码锁

微机系统与应用课程设计报告班级：学号：姓名：实验地点：E楼Ⅱ区311实验时间：2013.3.4-3.9矩阵式键盘数字密码锁设计一 . 实验目的1.掌握微机系统总线与各芯片管脚连接方法，提高接口扩展硬件电路的连接能力。

2.初步掌握键盘扫描，密码修改和计时报警程序的编写方法。

3.掌握通过矩阵式键盘扫描实现密码锁功能的设计思路和实现方法。

二．实验内容矩阵式键盘数字密码锁设计，根据设定好的密码，采用4x4矩阵键盘实现密码的输入功能。

当密码输入正确之后，锁就打开（绿灯亮），10秒之后，锁自动关闭（红灯亮）；如果连续输入三次密码不正确，就锁定按键5秒钟，同时发出报警(黄灯闪)，5秒后，解除按键锁定，恢复密码输入。

数字密码锁操作键盘参考上面设定，也可以自行设计键盘。

用户初始密码为“123456”，系统加电运行后，密码锁初始状态为常闭（红灯亮），用户可以选择开锁或修改密码：如果选择开锁就按“Open”键，系统提示输入密码，输入用户密码+“#”键后，如果密码正确，就打开锁（绿灯亮），系统等待10秒，然后重新关闭密码锁，若密码错，提示重新输入，连续三次错误，提示警告词同时报警（黄灯闪），锁定键盘5秒，然后重新进入初始状态；如果选择修改密码就按”Modify Secret”键，系统提示输入旧密码，输入旧密码+“#”键后，如果正确，系统提示输入新密码，输入新密码+“#”后，新密码起效，重新进入初始状态；如果旧密码错，不能修改密码，密码锁直接进入初始状态。

三．实验基本任务1）具有开锁、修改用户密码等基本的密码锁功能。

2）对于超过3次密码密码错误，锁定键盘5秒，系统报警。

5秒后解除锁定。

4）通过LCD字符液晶和LED指示灯（红，绿，黄）实时显示相关信息。

5）用户密码为6位数字，显示采用“*”号表示。

6）码锁键盘设计合理，功能完善，方便用户使用。

本次实验还做了附加的任务（ 1）增加了管理员（Admin）功能，如果用户忘记密码可向管理员求助。

管理员密码为8位数字（系统内预先已设定），管理员按“Admin”键后，系统提示输入管理员密码，输入管理员密码+“#”键后，如果正确，系统自动恢复用户初始密码为“123456”；如果错误，程序停止运行,系统退出。

2）增加了输入清除功能（*），在输入密码过程中，如果中途按下“*”键，则清除前面的输入，开始重新输入密码。

（2）增加组合键（Shift ）功能，使系统的密码选择范围除数字外，另外增加3）a,b,c,d,e,f,g,h,i,j 等10个字母。

数字直接输入，字母“Shift ”+“字母”。

四 . 实验设计方案实验用到8255作为并行接口设备，用以ISA 总线与外设的连接，本次用的是8255的A 口作为输出口，C 口的高4位与B 口是输入，C 口低4位是输出口，所以控制住设置为ox8a ，8253作为时钟器，作为控制提示灯的时间闪烁，8255的A 口接键盘的rom ，B 口接col ，地址线都连接在总线下面的芯片上接口，其他的读写控制线都接入ISA 总线上。

如下图的接线设置灯，4x41、 2、 3、 4、 5、 6、 8255和TRL 7、 时钟源的/64同8253的CLK0连接。

8、 8253的OUT0同JS7的B0连接。

9、 8253的GATE0同JS3的K7连接。

(高电平选通)六． 程序流程图其中软硬件初始化流程如图1所示图1. 初始化流程图密码锁程序运行流程如图2所示图2 密码锁程序流程图其中密码输入模块详细流程如图3图3. 输入模块流程图七．主要代码unsigned char kbscan()//键盘扫描{i nt row_va[4]={0x0e,0x0d,0x0b,0x07}; //选中每一行时的A口值u nsigned char data;u nsigned char data_tmp;S leep(200); //第一次消除抖动--每次键盘扫描的时间间隔至少为200毫秒f or(int i=0;i<4;i++,i%=4){int tmp=row_va[i];OutByte(0xde00, tmp); //循环扫描第一到四行InByte(0xde01,&data);if(data==NULL) //扫描不到的情况排除掉{}else if((data&0x0f)!=0x0f) //检测这一行是否有按键被按下{Sleep(10);//第二次消除抖动--如果10ms之后还是相同的按键就执行下面的。

InByte(0xde01,&data_tmp);data_tmp=data_tmp&0x0f;if(data_tmp!=data) continue; //否则不执行下面的while(data_tmp==data)//第三次消除抖动--判断按键是否弹起。

弹起则结束循环{InByte(0xde01,&data);data=data&0x0f;Sleep(10);if(data==0x0f){Sleep(100);InByte(0xde01,&data);data=data&0x0f;}}switch(data_tmp){case 0x0e: return value[i][0];case 0x0d: return value[i][1];case 0x0b: return value[i][2];case 0x07: return value[i][3];}}}r eturn NULL;}void displayOnLcd()//在LCD上显示*号.{u nsigned char stmp[2]="*";f or (int i=0;i<1;i++) OutByte(0xde09, stmp[i]);}int main(int argc, char* argv[]) //主函数{init8255(); //初始化8255i nit8253();I nitLCD(); //初始化LCDS leep(100);u nsigned char temp;O utByte(0xde02,0xFE); //红灯亮t emp = '\0'; //指令符号p rintf("please input Open!");w hile(1){ int j=0;temp = kbscan(); //获取在键盘中得到的数字printf("the key:%c\n",temp);if(temp=='O'){Mimasum=0;Clear(); //清空屏幕while(1){temp = kbscan();j++;printf("第%d次键盘扫描:%c\n",j,temp);if(isnum(temp)){if(Mimasum<6){Wodemima[Mimasum]=temp;Mimasum++;displayOnLcd(); //上屏幕LCD一个*号}}else if(isoper(temp)){if(temp=='#') //密码匹配{if(Mimasum==6){if(Newmima==true) //修改密码标志为true且原密码正确--修改密码{int i;for(i=0;i<6;i++)Mimachar[i]=Wodemima[i];Newmima=false;printf("新密码为:");for(i=0;i<6;i++){printf("%c",Mimachar[i]);}printf("\n");}else if(Equal(Mimachar,Wodemima)){if(Modify==true) //Modify为true--修改密码{Newmima=true; //把修改密码标志赋值为trueModify=false;Mimasum=0;Clear(); //清空屏幕printf("输入新密码:\n"); //提示：输入新密码}else{printf("密码正确!\n");OutByte(0xde02,0x7f); //绿灯亮Sleep(10000); //绿灯亮10SOutByte(0xde02,0xFE); //红灯亮&&绿灯灭Mimasum=0;Errorcount=0;goto Start_Position; //回到最前面}}else{Errorcount++;printf("密码错误次数%d次!!\n",Errorcount);if(Errorcount>=3) //提示重新输入的显示{OutByte(0xde02,0xFD); //黄灯亮Sleep(1000);OutByte(0xde02,0xFF); //黄灯灭Sleep(1000);OutByte(0xde02,0xFD); //黄灯亮Sleep(1000);OutByte(0xde02,0xFF); //黄灯灭Sleep(1000);OutByte(0xde02,0xFD); //黄灯亮Sleep(1000);OutByte(0xde02,0xFE); //红灯亮&&绿灯灭Mimasum=0; //初始Errorcount=0;Clear(); //清空屏幕goto Start_Position;}else{printf("请重新输入密码:\n");}}}}else if(temp=='*'){Mimasum=0; //重新输入密码Clear(); //清空屏幕}else if(temp=='A'){Guanlisum=0;Clear(); //清空屏幕printf("请输入管理员密码:\n");while(1) //输入管理员密码{temp = kbscan();printf("one次键盘扫描:%c\n",temp);if(isnum(temp)){if(Guanlisum<8){Guanlichar[Guanlisum]=temp;Guanlisum++;displayOnLcd(); //上屏幕LCD*号}}else if(isoper(temp)){if(temp=='#'&& Guanlisum==8){int i;for(i=0;i<8;i++){i f(Guanlikey[i]!=Guanlichar[i]) return 0;}Mimachar[0]='1';Mimachar[1]='2';Mimachar[2]='3';Mimachar[3]='4';Mimachar[4]='5';Mimachar[5]='6';printf("密码初始化完成.\n");Guanlisum=0;Mimasum=0;Errorcount=0;Modify=false;Newmima=false;goto Start_Position; //回到开始}else if(temp=='*'){Guanlisum=0;Clear(); //清空屏幕}}}}else if(temp=='M'){Modify=true;Mimasum=0;Clear();printf("请输入原密码:\n");}}}}}c out<<endl;e nd8255();// CloseDevice();r eturn 0;}八. 实验心得通过这次微机课题设计实验，使我学到了不少实用的知识，更重要的是做实验的过程，思考问题的方法，这与其他的实验师通用的，真正使我受益匪浅。