基于aduc848的数字密码锁报告.doc
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1、湖南大学电气与信息工程学院本科生课程设计题目:数字密码锁课程:单片机课程设计专业:电气工程及其自动化班级:电自班目录一、任务及设计要求- 3 -二、系统原理框图- 3 -三、硬件原理图- 3 -(一)ADuC848的简要介绍(针对本设计所选择的型号)- 3 -(二)单片机引脚分布- 3 -(三)电源模块- 3 -(四)数码管硬件连接- 3 -(五)蜂鸣器和红外发送- 3 -(六)复位与下载- 3 -(七)按键输入- 3 -(八)振荡电路- 3 -四、程序- 3 -(一)主程序- 3 -(二)密码修改流程图- 3 -(三)计时主程序流程图- 3 -(四)计时中断子程序流程图:- 3 -(五)蜂鸣
2、器中断子程序流程图- 3 -(六)蜂鸣器控制程序- 3 -(七)键盘扫描程序流程图- 3 -(八)程序清单- 3 -五、使用说明书- 3 -(一)键盘按键分布- 3 -(二)按键功能说明- 3 -六、心得体会- 3 -参考文献- 3 -一、 任务及设计要求1)设计一多位电子密码锁,输入密码用“F”表示,输入密码正确,绿灯亮(或显示其它标志、蜂鸣器替代),输入密码错误,红灯亮(或显示其它标志、蜂鸣器替代)2)具有确定键和取消键,在未确定之前可以取消,重新输入3)连续输入三次错误密码,红灯闪烁,报警电路动作,键盘锁定4)具有密码重置、修改功能5)具有密码输入等待操作时间限制功能,超过限定时间报警6
3、)显示北京时间,时间可调整7)可利用蜂鸣器添加提示音二、 系统原理框图ADuc848驱动电路报警电路振荡电路数码管显示44键盘输入复位电路时钟模块三、 硬件原理图(一) ADuC848的简要介绍(针对本设计所选择的型号)1、 详细情况请参考芯片手册。2、 8051-based core、5V供电电压;3、 可以通过串口在线下载程序和单步、断点、运行到某一行等方式调试程序;4、 16位8通道-ADC,片内有1.25V参考电压、buffer和PGA;5、 12位电压输出DAC、Dual 16-BIT -DAC;6、 32kbyte程序存储器、4kbyte用户信息Flash存储器、256RAM+20
4、48XRAM(byte);7、 PLL(12.58 MHz max)(片外只需接32.768kHz晶振);8、 316位定时/计数器、看门狗定时器;9、 11中断源(2优先级)、11位堆栈指针;10、 24I/O+8模拟或数字输入;11、 UART、SPI和I2C、高速115200波特率发生;12、 Power supply monitor、上电复位、Dual 200A激励电流源。(二) 单片机引脚分布1. Pin14:(P1.0P1.3)作为矩阵式键盘或独立按键的输入,P1口只能用于输入,默认用于模拟输入,作为数字输入使用时应先往P1口相应引脚写0,这里可以用P0&=0xf0。若P2、P3、
5、P0口要作为输入,则应往相应引脚写1。2. Pin5、6:AVDD、AGND,模拟电源输入。3. Pin7、8:外部参考电压接入,Pin7接AGND。片内DAC有2.5V内部参考,ADC有1.25V内部参考。4. Pin9、10:(P1.4、P1.5)两路AD输入,可做差分输入,需要设置ADC的寄存器。5. Pin11、12:(P1.6、P1.7)各200uA激励电流源,可配合RTD等做应用。6. Pin13:两路AD输入做普通输入时的电压参考端,AD输入电压不能低于此引脚电压。7. Pin14:片内DAC输出。8. Pin15:复位引脚。9. Pin16、17:单片机RS232接口的RXD(
6、P3.0)TXD(P3.1)。10. Pin18:(P3.2)外部中断0,用于红外接收和PS/2接口。11. Pin19:(P3.3)LCD1602,LCD12864A的EN引脚,控制第一位数码管。12. Pin20、21:DVDD、DGND数字电源输入。13. Pin22:(P3.4)PS/2接口的data信号。14. Pin23:(P3.5)LCD1602和LCD12864A的RW。15. Pin24:(P3.6)LCD1602和LCD12864A的RS。16. Pin25:LCD12864A的CS1。17. Pin26:IIC接口时钟信号。18. Pin27:IIC接口data信号。19
7、. Pin28:(P2.0)SPI接口时钟信号。20. Pin29:(P2.1)SPI接口MOSI信号、控制第6位数码管的位码。21. Pin30:(P2.2)SPI接口MISO信号、控制第7位数码管的位码。22. Pin31:(P2.3)SPI接口SS信号、控制第8位数码管的位码;P2.03也作为4X4矩阵式键盘的扫描输出信号、步进电机的控制信号、数码管第数码管第6、7、8位位码。但是SPI、4X4矩阵式键盘、步进电机、数码管第6、7、8位功能不能同时实现。23. Pin32、Pin33:接外部32.768KHz晶振。24. Pin34、Pin35:DVDD、DGND。25. Pin36:(
8、P2.4)LCD12864A的CS2。26. Pin37:(P2.5)内部PWM模块输出,控制红外LED。27. Pin38:(P2.6)内部PWM模块输出,控制蜂鸣器。28. Pin39:(P2.7)内部PWM模块的外部时钟输入(也可以用内部时钟)。29. Pin40:EA,低电平有效,正常使用时拉低。30. Pin41:PSEN,在此引脚电平为低时按复位键进入debug模式,可以下载和调试程序。31. Pin42:ALE。32. Pin47、Pin48:DGND、DVDD。33. Pin43、44、45、46、49、50、51、52:P0口、LCD1602和LCD12864的数据总线,数码
9、管的段码。(三) 电源模块本学习板共有如下3种供电方式:1. 5V电源适配器供电(开关往上拨、插针1下面两脚接跳线帽)。将开关sw4第2、3脚接通(开关往上拨),电源网络DVDD连接到插针1第2脚的输出,将插针1的第1、2脚(插针1下面两脚)接跳线帽,DVDD直接连接到电源适配器输入端,即为5V电源适配器供电模式。2. 712V电源适配器供电(开关往上拨、插针1上面两脚接跳线帽)将开关sw4第2、3脚接通(开关往上拨),电源网络DVDD连接到插针1第2脚的输出,将插针1的第2、3脚(插针1上面两脚)接跳线帽,DVDD连接到稳压芯片7805的输出,而7805的输入端连接到电源适配器输入端,即为7
10、12V的电源适配器经7805给学习板供电的模式。3. USB供电(开关往下拨)。将开关sw4第1、2脚接通(开关往下拨),电源网络DVDD连接到USB电源输入端。对DVDD网络和AVDD网络设了测试点,方便调试。(四) 数码管硬件连接关键网络名解释:1. DS07:数码管段码。2. BIT07:数码管位码。3. MOTORAD:步进电机驱动信号。4. DISCTRL04:显示控制信号,控制数码管低5位。5. D08:单片机P0口。本设计采用共阴极数码管,段码由PNP三极管驱动,位码由NPN型三极管驱动。引脚复用:数码管低5位(板上为右边5位)的位码由DISCTRL04控制,可单独使用,高3位的
11、位码控制信号与SPI信号,电机驱动信号,4X4矩阵式键盘复用,使用数码管高3位时参与复用的其他功能则不能使用。插针配置:若要使用数码管第40位(板上为右边5位),可以接通插针8,为减少功耗,不用请断开。若要使用数码管第75位(板上为左边3位),可以分别接通插针57和9,为减少功耗,不用请断开。(五) 蜂鸣器和红外发送本设计中采用无源电磁式蜂鸣器,蜂鸣器由PWM1(P2.6)控制,红外二极管由PWM0(P2.5)控制。PWM1和PWM0均为片内PWM模块的输出。蜂鸣器和红外LED的驱动均采用普通NPN三极管。为方便调试,对该模块中的信号设了测试点,具体位置参见附图1。插针配置:若要使用蜂鸣器,可
12、以接通插针3,为减少功耗,不用请断开。若要使用红外二极管,可以接通插针4,为减少功耗,不用请断开。(六) 复位与下载进入下载或调试模式的步骤为:1. 按住BTN1(down or debug按键)不要放开;2. 按下BTN2(reset按键),然后放开BTN2(reset按键);3. 放开BTN1(down or debug按键)。这样单片机就进入了调试模式,可以下载或调试程序。(七) 按键输入由于P1口(用于行扫描)内部无上拉电阻,为使无键按下时行信号为高电平,故将行信号接上拉电阻,电阻大小10K即可。引脚复用:P2.0P2.3为4X4矩阵式键盘列扫描信号,又复用作步进电机控制信号,SPI信
13、号、P2.1P2.3还复用为数码管第5、6、7位位码控制信号。参与复用的一项功能使用时,其他参与复用的功能则不能使用。插针配置:插针10上面两脚接跳线帽,4X4矩阵式键盘输入,行扫描信号为P1.0P1.3,列扫描信号为P2.02.3。插针10下面两脚接跳线帽,独立按键输入,该模式有4个独立按键可用,按键扫描所用端口为P1.0P1.3。这4个按键为4X4矩阵键盘的左边4个按键。(八) 振荡电路AduC848片内有I2C模块,并有独立的引脚SCLOCK和SDATA。板上的RTC时钟芯片DS1307和EEPROM芯片AT24C08均使用了I2C总线。板上设置了I2C接口,方便MCU与板外的I2C设备
14、进行通信。对SCLOCK和SDATA设置了测试点。四、 程序(一) 主程序开始密码锁界面检测命令键设置时间S4显示时间检测命令键输入密码N密码正确Y第一个亮N第二个亮N+1N=3报警YN修改密码修改密码键(二) 密码修改流程图(三) 计时主程序流程图(四) 计时中断子程序流程图:(五) 蜂鸣器中断子程序流程图(六) 蜂鸣器控制程序(七) 键盘扫描程序流程图(八) 程序清单BUF EQU 75HBUF1 EQU 73HSBF EQU 72H;存放秒MBF EQU 71H;存放分HBF EQU 70H;存放时ORG 0000HLJMP STARTORG 0BH ;定时器0中断入口LJMP CLOC
15、KORG 1BH ;定时器1中断入口LJMP INT_0ORG 200HSTART: MOV R5,#00H MOV A,#00H MOV 60H,A ;清楚计时模式所有显示单元 MOV 61H,A MOV 62H,A MOV 63H,A MOV 64H,A MOV 65H,A MOV 66H,A MOV 67H,A MOV 68H,A MOV 69H,A ANL TMOD,#0F0H ;设置TMOD ORL TMOD,#01H MOV TL0,#00H ;TI装初值 MOV TH0,#40H MOV BUF1,#00H ;清零 MOV SBF,#00H MOV MBF,#00H MOV HB
16、F,#00H MOV 58H,#01H ;置闹钟小时初值 MOV 59H,#00H;置闹钟分初值 SETB ET0 ;开定时器0 SETB EA ;开总中断 SETB TR0 ;启动T0 MOV 74H,#00H ;判断模式 MOV 39H,#00H ;密码输入是否正确 MOV 38H,#00H ;是否按下reset键 MOV 29H,#00H ;是否显示闹钟时间START1: MOV A,#06H ;初始化密码 MOV 35H,A MOV A,#05H MOV 34H,A MOV A,#04H MOV 33H,A MOV A,#03H MOV 32H,A MOV A,#02H MOV 31H
17、,A MOV A,#01H MOV 30H,AMAIN: MOV BUF,#10H ;密码输入缓存 MOV 76H,#00H ;音乐播放次数 MOV 37H,#00H ;记录输入数字的个数 MOV 36H,#06H MOV R0,#40H;清输入密码存储单元CLEAR:MOV R0,#00H INC R0 DJNZ 36H,CLEAR LCALL DS1 ;调用显示子程序MAIN1: LCALL KEY ;调用键盘扫描程序JMP MAIN1KEY: MOV P2,#0E0H ;全扫描,各列线都送低电平 MOV P1,#00H MOV A,P1 ;读回各行线电平值 ORL A,#0F0H ;只读
18、低四位 CPL A ;所读值置反 JNZ IN ;不是全0说明有键按下 RET ;无键按下返回IN: ACALL DELAY1 ;调延时,等待按合抖动过去 MOV R2,#04H ;R2做计数器,存待扫描行数 MOV R4,#7FH ;R4做指针,指示待扫描行数 MOV R7,#00H ;R7用于决定键号,初值置以0SCAN: MOV A,R4 RL A MOV R4,A ;以上三条调整待扫描行 MOV P2,A ;逐行扫描,被扫描行送低电平 MOV P1,#00H MOV A,P1 ;读回各列线电平值 MOV R3,#04H ;R3做记数器,存被扫描行的待查列数NEXT: RRC A ;调整
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