单片机实训--密码锁.doc

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1、单片机实训—密码锁一.实验要求利用AT89C51单片机设计并制作电子密码锁电路。1.用5个按键实现“密码锁”所有操作，用3个发光管作为“密码锁”状态的显示，其中一个专门用于“锁”的开/关状态,例如点亮时表示锁打开,不亮时表示出于锁定状态；2.通过数日正确的密码才能把锁打开；3锁的主人能随意修改锁密码；4具有防试输入密码措施，如连续3次密码输入错误，则所有按键功能失效二.设计方案窗体底端（一）初步设计构思1、功能设计：（1）密码锁首先应具有输入正确密码就可以开锁的功能：这也是最近本的功能，设计中运用软件先设置初始密码，在用硬件输入密码

2、，通过软件与初始密码进行比较，正确后开锁。这里主要是对程序编写的要求。（2）密码锁的修改密码功能：在现实生活中，从用户的角度来考虑，有时需要对初始密码进行自主的修改，所以对于密码锁的此功能是必不可少的。此功能可以运用软件对初始的密码进行修改保存即可实现。（3）防止恶意试输密码（防盗）功能：此功能在现实运用中也是必不可少的，从用户安全的角度来说，对密码输入错误次数进行限制，即在连续输入3次错误密码后将会自锁一段时间，才能重新输入密码。当然也可以从密码的位数上来考虑，增加密码的位数。由于从所给按键才5个上来考虑，用5位密码就有5*5*5

3、*5*5=3125种密码，即可达到要求。且用五个键输入，使操作简单。2、硬件设计：因为给予的硬件器材较少，所以设计以基本功能为方向，对于单片机来说，最小系统基本上是一种固定的模式，需要设计的就是合理分配单片机的资源，分配、确定输入输出端口用途，从AT89S51单片机的性能上来考虑，由于P2口内部也有上拉电阻，就不需要在接，为了简化电路和节省成本，把按键接在此I/O口上。由于设计所需要运用的I/O口比较少，为了焊接方便，从单片机两侧来接输入输出，即输出采用P1口，由于单片机在没有指令时，P1口输出的是高电平，所以LED的负极应接在P1

4、口上。该密码锁以单片机AT89S51作为核心控制部分，4只发光二极管代表各种以工作状态，例如：开锁、输入密码、修改密码等。选用5个按键作为输入。并以单片机1脚朝前的方向为正，从上至下，依次编号为1、2、3、4、5键。所有按键均有对应的数字输入和第二功能，具体操作在操作说明书中有详细介绍。其电路的外围有4个电阻，3个510欧的作为放光二极管的限流电阻，1个10K的与复位端相连接地。有3个电容，1个25V/10uF的与复位端相连接电源，和10K的电阻共同构成复位电路；2个30pF的与12MHz的晶振构成单片机的最小单元电路。电源由一个单

5、孔插座接入。3、软件设计：首先画出程序的流程图，这是一个很重要的过程对于整个设计来说，为了使程序在实现功能的情况下简短一些，大部分地方采用子程序调用的方法。对于密码输入和比较采用寄存器间接寻址的方式来实现。在设计上，密码锁首先处于锁住的状态，密码输入正确后才能进行开锁和修改密码的功能，密码输入错误才会进入自锁状态，依此顺序来对程序的结构进行设计。然后就是程序的编写，包括主程序和子程序，为了能充分利用按键，均采用查询的方式来写程序。由于一些指令的跳转范围有限，所以多采用子程序来缩小距离。二、设计原理（一）、电路图：（二）硬件原理1、单

6、片机性能及工作原理：（1）I/O口作输出口时带负载的能力，即高电平时所能输出的最大电流，或低电平时允许灌入的最大电流，以及高阻态时所能承受的最高电压。原则上输出口所接负载的电流消耗不能超过输出口允许进出的最大电流值。（2）单片机就如一个小型的计算机，是靠指令的运行来实现各种功能的，程序的写入就会需要内存的定义，所以在写程序时应注意一些特殊的单元和一些指令的执行范围。2、其他元件的功能和作用：（1）电阻：此电路中共有4个电阻，电阻的作用很多，例如：取样、限流、降压、偏置、调节时间常数等功能，是一个最常见和适用的电子元器件，也是线性特性

7、最好的线性元件。在本电路中，有3个510欧的电阻，起限流的作用，从单片机的性能要求上来考虑，当单片机接负载时需要限制其电流的输出。有1个10K的电阻，其接在复位电路上，主要是为和其接在一起的电容提供放电回路。（2）电容：此电路中有3个电容，其也是一种常见的电子元器件。2个30pF电容与晶振连在一起构成单片机的最小系统电路，有1个10uF的与电阻一起构成单片机的复位电路。（3）按键：在此按键主要是用于输入适用，由于按键只有5只，所以本设计对其都采用复用的方式，即每一个按键除了有对应数字的输入功能外还具有其他的功能，1键为确认、2键为修

8、改密码、3键为开锁、4键为输入密码、5键为复位。分别接在P2.0—P2.4上。（4）发光二极管：作为指示的作用，利用其的各种发光状态来代表密码锁处于什么状态，详细介绍见功能表。3个发光二极管分别接在P1.0—P1.2上。（三）软件原理