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基于单片机控制的密码锁设计(含电路图及源程序)

作者:时间:2012-09-14来源:网络收藏

。AT89S52P1引脚外接独立式按键S1-S8,分别代表数字键0-5、确定键、取消键。从P3.0-P3.3输出4个信号,分别为1个电磁开锁驱动信号和密码错误指示、报警输出、已开锁指示信号,分别用发光二极管L1-L4指示。P3.4接一有源蜂鸣器,用于实现提示音。
基本要求:
(1)初始密码为123450,输完后按确定键开锁,取消键清除所有输入,每次按键有短“滴”声按键提示音。
(2)密码输入正确后,输出一个电磁锁开锁信号与已开锁信号,并发出两声短“滴”声提示。4秒后开锁信号与已开锁指示清零。
(3)密码输入错误时,发出一声长“滴”声错误指示提示音,并密码错误指示灯亮,三次密码错误时,发出长鸣声报警,并密码错误指示灯亮,报警指示灯亮,此后15秒内无法再次输入密码,15秒过后,清除所有报警和指示。
(4)5秒内无任何操作后,清除所有输入内容,等待下次输入。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/170863.htm

3.3.1模块1 系统
(1)分析任务要求。写出系统整体思路
根据题目的要求,需要考虑如下几个任务:按键的输入,密码的判断,密码输入正确或错误的计时、输出信号的等。
键盘的输入:由于需要输入6个数字作为密码,先要判断按键时数字键还是功能键,若判断为数字键按下,则需要将每次键盘的输入内容依次暂存在一个数组中。在每次按键输入时,需要启动定时器实现待机计时(5秒)。若5秒内没有输入内容则清除已输入的内容。
密码的判断和计时:在按下确认键之后,要将输入的内容与初始密码核对,如果密码正确,输出相应的指示,同时还要启动定时器实现4s的计时。如果密码错误,错误计数变量增1,同时输出密码指示信号,若错误次数超过3s,则输出报警等信号,同时启动定时器实现15秒的计时。
输出信号的主要根据按键输入与密码的核对情况来决定。
整体程序设计思想:
程序分为主程序和中断服务程序两个主要部分,主程序完成变量和单片机特殊功能寄存器的初始化后,进入一个循环结构。在循环中,首先判断有无按键按下,若有按键则判断是否数字键还是功能键,根据按键的情况执行相应的功能。然后根据密码是否正确的判断情况,执行相应的操作。循环中最后将需要显示的内容通过动态扫描在数码管上显示。
中断服务程序只要实现三个状态的计时,待机时需要计时5秒,密码正确需要计时5s,密码3次输入错误需要计时15秒。当前处于何种计时,由主程序根据密码判断结果来决定。
(2)选择单片机型号和所需外围器件型号,设计单片机硬件电路原理图
采用MCS51系列单片机At89S51作为主控制器,外围电路器件包括数码管驱动、蜂鸣器的输出驱动、独立式键盘以及发光二极管的输出等。
数码管驱动采用2个四联共阴极数码管显示,由于单片机驱动能力有限,采用74HC244作为数码管的驱动。在74HC244的7段码输出线上串联100欧姆电阻起限流作用。
蜂鸣器的驱动采用PNP三极管8550来驱动,低电平有效。
独立式按键使用上提拉电路连接,在没有键按下时,输出高电平。发光二极管串联500欧姆电阻再接到电源上,当输入为低电平时,发光二极管导通发光。
硬件电路原理图如图3-9所示。

图3-9 电路原理图
(3)分析软件任务要求,写出程序设计思路,分配单片机内部资源,画出程序流程图
软件任务要求主要包括按键扫描、密码判断、动态扫描输入的内容、计时、指示信号输出以及蜂鸣器提示音的输出等。主程序主要完成变量与寄存器的初始化、按键的扫描与判断、密码的判断以及数码管动态扫描显示等。主程序流程图如图3-10所示。

图3-10 的主程序流程图

中断服务程序主要完成三种定时的计时工作,包括①按键之后启动的待机计时,当待机超过5s则清除已输入的内容。②密码输入正确之后的计时,4s之后清除开锁驱动信号与已开锁指示信号。 ③密码输入错误3次的计时,计时15s,在则15s内无法再次输入密码,15秒过后清除所有报警与指示。中断服务程序流程图如图3-11所示。

图3-11 密码锁中断服务程序流程图
单片机资源的分配与变量的定义:
密码的输入与判断需要定义4个变量。原始密码存储在数组init_val[6]中。键盘输入的密码存储在数据show_val[6]中,变量 key_index的值表示当前按键是六位密码中的哪一位,每输入一个密码数字该变量增一。密码输入错误的次数暂存在变量error_num中。
计时功能需要5个变量。模式变量cnt_state存储计时属于什么状态,0表示待机计时,1表示密码正确的计时,2表示密码错误3次的计时。三个变量(cnt_val_15s,cnt_val_5s, cnt_val_4s)分别实现待机、密码正确和密码错误3次后的计时工作。定时器T1每250ms产生一次中断,变量T1_cnt记录定时器溢出中断的次数,当记录到4000时表示计时1秒。
(4)设计系统软件调试方案、硬件调试方案及软硬件联合调试方案
软件调试方案:伟福软件中,在“文件新建文件”中,新建C语言文件,编写相应的程序。在“文件新建项目”的菜单中,新建项目并将C语言文件包括在项目文件中。
在 “项目编译”菜单中将C源文件编译,检查语法错误及逻辑错误。在编译成功后,产生以 “*.hex”和“*.bin” 后缀的目标文件。
硬件调试方案:在设计平台中,将单片机的P1.0-P1.7分别与8个独立式键盘通过插线连接起来,将P3.0-P3.3分别与4个发光二极管连接起来,P3.4与蜂鸣器的输入连接起来。
在伟福中将程序文件编译成目标文件后,将下载线安装在实验平台的下载线接口上,运行“MCU下载程序”,选择相应的flash 数据文件,点击“编程”按钮,将程序文件下载到单片机的Flash中。
然后,上电重新启动单片机,检查所编写的程序是否达到题目的要求,是否全面完整地完成试题的内容。

3.3.2 程序设计
//晶振11.0592MHz,T1每250微秒中断,按键P1.0-P1.7,发光二极管接P3.0-P3.3,p3.4
/*变量的定义:
show_val[6]: 显示的值
init_val[6]: 密码初始值

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