1、單片機(jī)原理與應(yīng)用 課程設(shè)計(jì)報(bào)告-電子密碼鎖目錄：I密碼鎖簡(jiǎn)介：2系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)單片機(jī)電路圖顯示電路圖鍵盤電路圖3芯片介紹MAX7219的，管腳功能，操作指令，與單片機(jī)的連接 4程序設(shè)計(jì)框架5在課程設(shè)i|中遇到的困難及解決辦法打心得體會(huì)6程序1,電子密碼鎖簡(jiǎn)介：我使用MCS51系列單片機(jī)設(shè)計(jì)電路，運(yùn)用匯編語言編程，達(dá)到用鍵盤輸入密碼, 修改密碼，報(bào)警并即時(shí)顯示的U的。MCS5I系列單片機(jī)使用起來靈活，應(yīng)用廣泛。它的直接并行互連具有一定的實(shí) 用價(jià)值，能簡(jiǎn)化許多應(yīng)用系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。它還具有性能穩(wěn)定、工作可鼎、價(jià)格 低廉等特點(diǎn)。我是利用MCS51單片機(jī)系列AT89S52為依托，利用一塊擴(kuò)展4X 4鍵

2、盤輸入密碼，顯示器采用MAX7219控制共陰極四位數(shù)碼管和蜂鳴器。最終 使密碼鎖能夠?qū)崿F(xiàn)以下功能：1、密碼鎖上電或復(fù)位后初始密碼為0000,管理員密碼是1105：2、輸入密碼：按“輸入”鍵后可輸入4位密碼，按“確認(rèn)”鍵后進(jìn)行比較，當(dāng) 與設(shè)定密碼或管理員密碼一致時(shí)綠燈亮，輸入正確；否則紅燈亮，輸入錯(cuò)誤。當(dāng) 連續(xù)3次輸入錯(cuò)誤時(shí)，紅燈亮一段時(shí)間，期間發(fā)出報(bào)警的蜂鳴聲，且鍵盤在此期 間鎖定。10秒后退出報(bào)警系統(tǒng)，返回初始狀態(tài)。3、修改密碼：按“修改"鍵后，要先輸入當(dāng)前設(shè)定密碼或管理員密碼才可修改, 否則退出修改模塊。當(dāng)輸入正確后，綠燈亮，可以修改密碼。首先輸入4位數(shù)字, 綠燈亮；然后再輸入4

3、位數(shù)字，當(dāng)兩次輸入一致時(shí)，綠燈亮，修改成功。否則， 紅燈亮，修改未成功，需要繼續(xù)輸入4位數(shù)字9只有連續(xù)輸入的4位數(shù)字一致時(shí), 綠燈亮，修改成功。退出修改密碼模塊。4、存在的問題：當(dāng)復(fù)位或斷電后，修改后的密碼會(huì)丟失電路設(shè)計(jì)圖，包括電源，復(fù)位開關(guān)，單片機(jī)，和LED蜂鳴器VCCVCC十C3 zhlOuFR4 iokL% 2 r4 佃 c Q 牝r13 MPS8599£LED10r J1Key: ：-Space o b5V VCC11-II-22pF2QLiabJ15 MPS8599否 LED3._IC2VCCU3YBUFFERP130T2VCCP131T2E：-：PCSCADO?IB2PC

4、31AD1?I53PCS2AD2?I34PQ53AD3PIB5M05：PC34AD4PIB6MI5OPC35AD5?iB73CKPC5ADeR3T?QaZADPSBOKOpsBiroA1Z?RC>3?332：N7；力空P3B3IN71P237A15P334T0P236A14P33521P235A13PS5QSP234A12P3B7RDP233A11*TLT aP232A10:TALi?23iA9GNDP2B0ASU120AL VIRTUAL 阿2牝cQ2 >47OL> 18R3MP S859919顯示芯片與數(shù)碼管的電路設(shè)計(jì)圖注意，這里我采用的4聯(lián)共陰的數(shù)碼管，所以要去掉兩條線

5、rwT' ScI*:o-U)IS3ZQBkN <ca< Biffdjgart/UQ eU £*鍵盤連接圖，4X4其中0-9是數(shù)字輸入鍵，輸入的是相應(yīng)的數(shù)字，A為輸入鍵，B為修改密碼鍵 C為確認(rèn)鍵。3x主要芯片介紹3. 1 MAX7219MAX7219是一種髙集成化的串行輸入/輸出的共陰極LED顯示驅(qū)動(dòng)器。每片可驅(qū)動(dòng)8位7段加小數(shù)點(diǎn)的共陰極數(shù)碼管，可以數(shù)片級(jí)聯(lián)，而與微處理器的連接只需3根線O MAX7219內(nèi)部設(shè)有掃描電路，除了更新顯示數(shù)據(jù)時(shí)從單片機(jī)接收數(shù)據(jù)外平時(shí)獨(dú)立工作極大地節(jié)省了MCV有限的運(yùn)行時(shí)間和程序資源。MAX7219芯片上包括BCD譯碼器、多位掃描電路、

6、段驅(qū)動(dòng)器、位驅(qū)動(dòng)器和用于存放每個(gè)數(shù)據(jù)位的8X8靜態(tài)RAM以及數(shù)個(gè)工作寄存器。通過指令設(shè)置這些工作寄存器，可以使MAX7219進(jìn)入不同的工作狀態(tài)。SEG A-SEt P. DPDIG O'DIG I以下將從管腳功能、操作指令、與單片機(jī)的連接三個(gè)方而全面介紹MAX7219這個(gè)芯3管腳功能:(1) DIN為串行數(shù)據(jù)輸入端。當(dāng)CLK為上升沿時(shí)，數(shù)據(jù)被載入16 b內(nèi)部移位寄存器。(2) CLK為串行時(shí)鐘輸入端。其最大工作頻率可達(dá)10 MHzOLOAD為片選端，當(dāng)LOAD為低電平時(shí)芯片接收來自DIN的數(shù)據(jù)，接收完畢，LOAD回到高電平時(shí)，接收的數(shù)據(jù)將DIGODIG7為吸收顯示器共陰極電流的位驅(qū)動(dòng)線

7、0其最大值可達(dá)500 mA,關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，輸出+VCC。ON ClWM叵i«w7 gsdQ UW6區(qū)DC)(7 ttwfZ groE ww應(yīng) 網(wǎng)憶 I(uol7MAXMAX«19SGCffll MAX7219VN彷$SEGASEGG. DP為驅(qū)動(dòng)顯示器7段及小數(shù)點(diǎn)的輸出電流，一般為40 mA左右，可軟件調(diào)瓶 關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，接入GND。(6) DOUT為串行數(shù)據(jù)輸出端，通常直接接入下片MAX7219的譯碼方式選擇操作代碼為“09H”，操作數(shù)為“0”或“0FFH"。選中“0”則不使用BCD譯碼器在 顯示數(shù)字或符號(hào)時(shí)，按每段點(diǎn)亮與否編排傳送碼。而選中“0FFH"時(shí)

8、，則按8421標(biāo)準(zhǔn)二進(jìn) 制編碼來代表相應(yīng)的顯示數(shù)字，如下:顯示內(nèi)容0123456789操作數(shù)（使用BCD譯碼）00H01H02H03H04H05H06H07H08H09H操作數(shù)（不用BCD譯碼）7EH30H6DH79H33H5BH5FH70H7FH7BH表1譯碼與不譯碼的比較亮度調(diào)節(jié)選擇操作代碼為“OAH",這個(gè)指令可以用來調(diào)節(jié)顯示器的亮度，改變貝操作數(shù)可以改變MAX7219內(nèi)部掃描脈沖的寬度，從而使電流的平均值有所變化，這個(gè)電流平均值可以從報(bào)小的1/32至最大的31/32之間進(jìn)行16級(jí)調(diào)恢 如表2所示。掃描位數(shù)設(shè)定操作代碼為“OBHS 如果所用的顯示器少于8位，則應(yīng)通過這條指令設(shè)置

9、相應(yīng)的位數(shù)。因?yàn)樵O(shè)置的位數(shù)如果比實(shí)際使用的位數(shù)大，就會(huì)形成“虛位X而一旦對(duì)“虛位”進(jìn)行操作，將會(huì)引起整個(gè)顯示器的混亂，另外，掃描位數(shù)的設(shè)置，會(huì)影響到掃描頻率的變化，相應(yīng)地，顯示器亮度也會(huì)隨著變化，所以應(yīng)該先確世掃描位數(shù),再設(shè)置顯示器亮度.如表3所示操作數(shù)00H01H02H03H04H05H06H07H掃描位數(shù)（位）12345678表3掃描位數(shù)設(shè)定操作數(shù)待機(jī)開關(guān)操作代碼為“OCHS操作數(shù)為“0"或"1 操作數(shù)為“0"則顯示器不工作（滅燈），反之，顯示器正常工作。待機(jī)狀態(tài)下，7219的工作電流僅為150 P Ao顯示器檢測(cè)操作代碼為“0FHX操作數(shù)為“（T或"

10、;1 "c選擇操作數(shù)為r”時(shí)，可點(diǎn)亮整個(gè)顯示器，通常用來檢査數(shù)碼管及 連接電路是否存在故障。檢測(cè)時(shí)，不會(huì)改變齊位原有的顯示數(shù)據(jù)，即檢 測(cè)完畢后，再送入不檢測(cè)指令“OS又可恢復(fù)顯示原數(shù)據(jù)。位操作指令位操作指令就是對(duì)8個(gè)數(shù)碼管顯示內(nèi)容的操作，也是2個(gè)字節(jié)，第1個(gè)字節(jié)是位的代碼如表4所示，第2個(gè)字節(jié)則根據(jù)譯碼方式的選擇來使用表1中的編碼。操作代碼01H02H03H04H05H06H07H08H位12345678表4位的代碼上述所有指令的輸入，不分先后（但毎個(gè)指令2個(gè)字節(jié)的秩序不能顛倒）。通常，前5 條指令一般在上電初始化程序中加以設(shè)置，而在工作程序中，僅使用位操作指令即可。另外MAX721

11、9 ±電時(shí).譯碼方式、亮度調(diào)節(jié)、掃描位數(shù)、待機(jī)開關(guān)、顯示檢測(cè)等5個(gè)控制寄存器全部歸零。3.1.3與單片機(jī)的連接MAX7219打51單片機(jī)的連接形式有2種：一種是將MAX7219的3個(gè)輸入端DIN, CLK和LOAD與51單片機(jī)的任意3個(gè)端口連接：一種則是直接與51單片機(jī)的串行接口相連。在此次實(shí)驗(yàn)中，我們采用第一種連接方式以下將只介紹第一種方式。本實(shí)驗(yàn)中的連接方式4、程序流程圖5.在課程設(shè)計(jì)中遇到的困難及解決辦法從設(shè)訃到焊板子過程中遇到了很多問題，最慘的是第一塊板子，用萬用表測(cè)電路一切 正常，可是數(shù)碼光就是死活不亮，不亮不亮不亮！查了兩個(gè)下午電路也沒差岀哪里錯(cuò)誤， 估il是元器件的問題

12、，十分郁悶，結(jié)果以做快的速度重新焊了一個(gè)板子，結(jié)果一切正常，明 明是完全一樣的電路，可是一個(gè)好用一個(gè)不好用，！在上電復(fù)位后，我發(fā)現(xiàn)不論按什么鍵，數(shù)碼管都不能顯示數(shù)字.經(jīng)檢査后才發(fā)現(xiàn)沒有對(duì)MAX7219進(jìn)行初始化，然后編了 MAX7219的初始化程序，經(jīng)調(diào)用后問題得到解決。在蜂鳴器模塊中，開始發(fā)現(xiàn)在程序沒問題的情況下出不來想要的結(jié)果，進(jìn)行研究后才發(fā)現(xiàn)三極管在 功率放大的同時(shí)也起到了非門的作用，將蜂鳴器初值宜1后問題得到解決。做為指示的發(fā)光 二極管指示時(shí)不太亮，經(jīng)測(cè)量電壓后測(cè)得單片機(jī)輸出的電壓較低，加了三極管對(duì)英進(jìn)行功率 放大后問題得到解決。我開始時(shí)編寫的程序只能進(jìn)行密碼的輸入和修改，而且報(bào)警功能

13、也不 完善，后來經(jīng)過與同學(xué)討論后，加了一管理員密碼并對(duì)報(bào)警模塊進(jìn)行了完善。總之，過程十分艱難，不但聯(lián)系了電工技巧編程經(jīng)驗(yàn)，就是對(duì)中發(fā)電子市場(chǎng)也是越來 越熟悉絕對(duì)是一次全身心，大腦和身體的全而鍛煉和發(fā)展！!源程序淸單：ORG OOOOHDIN BIT P30CLK；泄義變量BIT P3.1LOADAJMPORGBIT P32MAIN0030HMAIN; MOVSETBSP#70HP35SETBSETBLCALLP36P37PROCESSM_Z:MOV Rk#40HMOV R2#3OHM Zl: MOV R1#OOHM START;LCALL SCAN；調(diào)用掃描程序INCRlDJNZR2M_Z1M

14、OVRl#60HLCALLDISPLAYMOV55H#O1HMOV56H#01HMOV57H#OOHMOV58H#05HLCALLMOVCJNEDELAYA.R1A#0EHM NEXTlAJMPM NEXTl:CJNE A.#0BH.M NEXT?AJMP INPUTM_NEXT2:CJNE A.#OCH.M_STARTMODIFY 1AJMP:MAX7219初始化子程序 PROCESS:MOV A#0BHSJMPMOVB#03H:B中存入操作數(shù)二位LCALLW-7219MOVA#09H:譯碼方式選擇MOVB.#OFFH:使用BCD譯碼器LCALLW-7219MOVA.#0AH:亮度調(diào)節(jié)MOV

15、B#09H:從最小的1/32至最大的(OOH-OFH)LCALLW_7219MOVA#0CH；待機(jī)開關(guān)MOVB#01H:顯示器正常工作LCALLW_7219RET:把操作代碼和操作數(shù)傳送給MAX7219W_7219:CLR LOADLCALLSD_72!9MOVA.BLCALLSD_72!9SETBLOADRET:將8位數(shù)據(jù)傳入MAX7219SD_7219:MOVR6#08HC_SD: NOPCLRCLKRLCAMOVDIN.CNOPSETBCLKDJNZR6.C-SDRET:MAX7219顯示子程序DISPLAY:MOV R4#Q4HMOVAR1:A中存入操作代碼-掃描位數(shù)設(shè)定31/32之間

16、進(jìn)行16級(jí)調(diào)節(jié)MOVMOV21HR120HAADDMOVA.R1R0.AC DISP: MOV AR0MOV BAMOV A.R4LCALLW_7219DECRODECR1DJNZR4.CLDISPMOVR1.21HMOVA.20HMOVR1ARET；掃描程序SCAN:MOVRM#0F7H:掃描初始值MOVRb#OOH;取碼數(shù)值SCANl:MOVA.R3:開始掃描LCALLMOVP;將掃描值輸出到PLCALLMOVA;讀入P判斷是否有按下MOVR4.A；存到R4,判斷是否放開SETBC；C=JMOVR5#a4H:掃描列LI:RLCA:將按鍵值左移一位元JNCKEYIN:若C=0,有按,執(zhí)行KE

17、YINGO;INCR1；將指標(biāo)值加1,繼續(xù)掃描下一行DJNZR5丄！；掃描四行MOVA.R3；載入掃描值SETBC:C=1RRCA；掃描下一行MOVR3.A；存回掃描值JCSCANl；C=L尚未完成掃描AJMPSCAN:結(jié)束鍵盤掃描，回到SCANKEYIN;MOVR7#10消除彈跳L2:MOVR6#248DJNZR6$DJNZR7L2LCALLMOVA:讀入PXRLA.R4GOJNZINC R1CJNE RL#0AHX3MOV RIJOOHL3: NOPRET:數(shù)值傳遞MOVA:RRCMOVC.P1.4RRCMOVCP 15RRCMOVCPL6RRCMOVCPL7RRCMOVC,P13RRCM

18、OVUP12RRCMOVCPLlRRCMOVCPLORRCMOVE:RRCRETMOVP14CRRCAMOVP1.5.CAMOVPl ACRRCAMOVPl/ACRRCAMOVP13CRRCAMOVP12CRRCAMOVPLLCRRCAMOVPl ACRRCARETARRC延時(shí)函數(shù)DELAY: MOVDELAY 1: MOV40H#2041H#100DELAY2: MOVDJNZDJNZ42H.#10042H.S41H.DELAY2DJNZ40H.DELAY1RET >INPUT: LCALL CONFIRM+ >»»»LCALL COMPlUMP M

19、 STARTCONFIRM;MOV 50H.#04HMOV 60H#00HMOV R0#61HLOOPl: LCALL SCANLCALLDELAYMOVA.R1MOVR0AINC ROINC 60HMOVRl#60HMOV6EH.roLCALLDISPLAYMOVR0.6EHDJNZ50HXOOP1LOOP2: LCALL SCANMOVA.R1CJNEA#ODHLOOP2MOV60H#00HMOVRb#60HLCALLDISPLAYRETCOMPl: MOV A.61HCJNE A.55HNOOMOVA.62HCJNEA.56H.NOOMOVA63HCJNEA.57H.NOOMOVA.64

20、HCJNEA.58H.NOOLCALLGREENUMPTURNlNOO:MOV A.61HCJNEA.51HNO1MOVA62HCJNEA.52H.NO1MOVA.63HCJNEA.53HNO1MOVA.64HCJNEA.54H.NO1LCALLGREENUMPTURNlNOl; LCALL REDINC 4FHMOVA.4FHCJNEA#O3HTURN1MOV4FH.#00HLCALLRINGTURNl; NOPRETMODIFY! :LCALLCONFIRMLCALL COMP3MODIFY2;LCALLCONFIRMLCALLGREENMOV6AH.61HMOV6BH.62HMOV6CH.63HMOV6DH.64HLCALLCONFIRMLCALLCOMP2UMPM-STARTCOMP2: MOV A.61HCJNE A.6AH