单片机技术及应用综合训练（设计报告）前言随着人们生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一问题也变得尤为突出。

在科学技术不断发展的今天，电子密码防盗锁作为防盗卫士的作用显得日趋重要。

本文从经济实用的角度出发，系统由STC89C52与低功耗CMOS型E²PROM AT24C02作为主控芯片与数据存储器单元，结合外围的键盘输入、LCD显示、报警、开锁等电路模块。

它能完成以下功能：正确输入密码前提下，开锁；错误输入密码情况下，报警；密码可以根据用户需要更改。

用C语言编写的主控芯片控制程序与EEPROM AT24C02读写程序相结合，并用Keil软件进行编译，设计了一款可以多次更改密码，具有报警功能的电子密码控制系统。

本密码锁具有设计方法合理，简单易行，成本低，安全实用，保密性强，灵活性高等特点，具有一定的推广价值。

关键词：电子密码锁、报警、液晶显示目录一、选题要求 (1)二、硬件电路设计 (1)2.1 51单片机 (2)2.2 键盘电路 (2)2.3 液晶显示电路 (2)2.4 警报电路 (3)2.5 密码储存电路 (3)2.6 晶振、复位及关锁 (3)三、软件设计 (4)四、软硬件调试结果 (9)4.1 电路总原理图 (9)4.2 调试结果 (10)五、总结 (11)一、选题要求本文从经济实用的角度出发，设计采用单片机为主控芯片，结合外围电路，组成电子密码控制系统，密码锁共6位密码，每位的取值范围为0~9，用户可以自行设定和修改密码。

用户想要打开锁，必先通过提供的键盘输入正确的密码才可以，密码输入错误有提示，为了提高安全性，当密码输入错误三次将报警，期间输入密码无效，以防窃贼多次试探密码。

6位密码同时输入正确，锁才能打开。

锁内有备用电池，只有内部上电复位时才能设置或修改密码，因此，仅在门外按键是不能修改或设置密码的，因此保密性强、灵活性高。

其特点如下：1) 保密性好，编码量多，远远大于弹子锁。

随机开锁成功率几乎为零。

2) 密码可变，用户可以随时更改密码，防止密码被盗，同时也可以避免因人员的更替而使锁的密级下降。

3) 误码输入保护，当输入密码多次错误时，报警系统自动启动。

4) 无活动零件，不会磨损，寿命长。

5) 使用灵活性好，不像机械锁必须佩带钥匙才能开锁。

6) 电子密码锁操作简单易行，一学即会。

二、硬件电路设计下面是整个设计的流程图：2.1 51单片机这次课程设计采用的是5系列单片机AT89C52。

其外部封装如下图所示：AT89C52单片机有4组8位的可编程I/O口，分别位P0、P1、P2、P3口，每个口有8位（8根引脚），共32根[8]。

P0口（Pin39～Pin32）：8位双向I/O口线，名称为P0.0～P0.7P1口（Pin1～Pin8）：8位准双向I/O口线，名称为P1.0～P1.7P2口（Pin21～Pin28）：8位准双向I/O口线，名称为P2.0～P2.7P3口（Pin10～Pin17）：8位准双向I/O口线，名称为P3.0～P3.72.2 键盘电路本次试验采用的是行列键盘，C语言程序中有相应的驱动程序，其硬件电路如下所示，下右对应的为各个按键所对应的数字及功能。

0 1 2 34 5 6 78 9 确认重输改密2.3 液晶显示电路实验中采用的是LM016L液晶显示，其数据端口采集数据通过单片机的P0口，接法如下图所示。

不同情况下会有不同的显示，显示内容包括：Welcome、Hello Boss、Wrong、OK等内容。

2.4 警报电路下图是警报电路连接图，警报触发为：连续三次输错密码，警报触发后会有一个时间延迟，延迟时间内任何操作都是无效的，过后通过关锁按钮可解除。

2.5 密码储存电路实验中考虑到实用性方面时，就想到了密码储存及修改的问题，于是采用了FM24C02F作为面膜储存模块，电路连接如下所示：2.6 晶振、复位及关锁晶振、复位及关锁电路如下所示(作图所示按钮为复位按钮)：三、软件设计C语言源程序：#include<reg52.h>#include<stdio.h>#include<intrins.h>#define CHECK_BUSY#define DataPort P0#define KeyPort P1sbit RS = P2^4;//液晶显示的定义端口sbit RW = P2^5;sbit EN = P2^6;sbit scl=P3^0;//24c02端口定义sbit sda=P3^1;sbit baojing=P2^1;//报警器sbit jdq=P2^0;//继电器sbit jb=P2^3;//警报灯sbit close=P2^2;unsigned char old1,old2,old3,old4,old5,old6; //原始密码000000unsigned char new1,new2,new3,new4,new5,new6;//代表新密码void delay1(unsigned int m){unsigned int n;for(n=0;n<m;n++);}void delay(unsigned int m){unsigned int a; unsigned char b;for(a=0;a<m;a++){for(b=0;b<125;b++);}}void DelayUs2x(unsigned char t) {while(--t);}void DelayMs(unsigned char t) {while(t--){DelayUs2x(256);DelayUs2x(256);}}void baojingqi(){baojing=0;DelayUs2x(256);if(baojing==0){baojing=0;DelayUs2x(256);}}bit LCD_Check_Busy(void)//判忙函数 {#ifdef CHECK_BUSYDataPort= 0xFF;RS=0;RW=1;EN=0;_nop_();EN=1;return (bit)(DataPort & 0x80);#elsereturn 0;#endif}void LCD_Write_Com(unsigned char com) //写入命令函数{// while(LCD_Check_Busy()); //忙则等待DelayMs(5);RS=0; RW=0; EN=1;DataPort= com;_nop_(); EN=0;}void LCD_Write_Data(unsigned char Data) //写入数据函数{//while(LCD_Check_Busy()); //忙则等待DelayMs(5);RS=1; RW=0; EN=1;DataPort= Data;_nop_(); EN=0;}void LCD_Clear(void)//清屏函数{LCD_Write_Com(0x01);DelayMs(5);}void LCD_Write_Char(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char Data) //写入字符函数{if(y==0){ LCD_Write_Com(0x80 + x); }else{ LCD_Write_Com(0xC0 + x); } LCD_Write_Data( Data);}void LCD_Write_String(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char *s) //写入字符串函数{while(*s){LCD_Write_Char(x,y,*s);s++; x++;}}void LCD_Init(void) //液晶显示的初始化函数{LCD_Write_Com(0x38); //显示模式设置 DelayMs(5);LCD_Write_Com(0x38);DelayMs(5);LCD_Write_Com(0x38);DelayMs(5);LCD_Write_Com(0x38);LCD_Write_Com(0x08); //显示关闭LCD_Write_Com(0x01); //显示清屏LCD_Write_Com(0x06); //显示光标移动设置DelayMs(5);LCD_Write_Com(0x0C); //显示开及光标设置}unsigned char KeyScan(void) //键盘扫描函数，使用行列反转扫描法{unsigned char cord_h,cord_l;//行列值中间变量KeyPort=0x0f; //行线输出全为0cord_h=KeyPort&0x0f; //读入列线值if(cord_h!=0x0f) //先检测有无按键按下 {DelayMs(10); //去抖if((KeyPort&0x0f)!=0x0f){cord_h=KeyPort&0x0f; //读入列线值KeyPort=cord_h|0xf0; //输出当前列线值cord_l=KeyPort&0xf0; //读入行线值while((KeyPort&0xf0)!=0xf0);//等待松开并输出return(cord_h+cord_l);//键盘最后组合码值}}return(0xff); //返回该值}unsigned char KeyPro(void){switch(KeyScan()){case 0x7e:return 0;break;//0 按下相应的键显示相对应的码值case 0x7d:return 1;break;//1case 0x7b:return 2;break;//2case 0x77:return 3;break;//3case 0xbe:return 4;break;//4case 0xbd:return 5;break;//5case 0xbb:return 6;break;//6case 0xb7:return 7;break;//7case 0xde:return 8;break;//8case 0xdd:return 9;break;//9case 0xdb:return 10;break;//10case 0xd7:return 11;break;//11case 0xee:return 12;break;//12case 0xed:return 13;break;//13case 0xeb:return 14;break;//14case 0xe7:return 15;break;//15default:return 0xff;break;}}void init() //24c02初始化子程序{scl=1;_nop_();_nop_();sda=1;_nop_();_nop_();}void respons() //应答{unsigned char i;scl=1;_nop_();_nop_();while((sda==1)&&(i<250))i++;scl=0;_nop_();_nop_();}void clock() //I2C总线时钟{unsigned char i=0;scl=1;_nop_();_nop_();while((sda==1)&&(i<255))i++;scl=0;_nop_();_nop_();}void start() //启动I2C总线{sda=1;_nop_();_nop_();scl=1;_nop_();_nop_();sda=0;_nop_();_nop_();scl=0;_nop_();_nop_();}void stop() //停止I2C总线{sda=0;_nop_();_nop_();scl=1;_nop_();_nop_();sda=1;_nop_();_nop_();}void writebyte(unsigned char a) //写一个字节{unsigned char b,tem;tem=a;for(b=0;b<8;b++){tem=tem<<1;scl=0;_nop_(); _nop_();sda=CY; //temp左移时，移出的值放入了CY中_nop_(); _nop_();scl=1; //待sda线上的数据稳定后，将scl拉高_nop_(); _nop_();}scl=0;_nop_(); _nop_();sda=1;_nop_(); nop_();}unsigned char readbyte() //读一个字节{unsigned char i,j,k=0;scl=0;_nop_();_nop_();sda=1;for(i=0;i<8;i++){_nop_();_nop_();scl=1; _nop_();_nop_();if(sda==1) j=1;else j=0;k=(k<<1)|j;scl=0;}_nop_();_nop_();return(k);}unsigned char read24c02(unsigned char address)//从24c02的地址address中读取一个字节数据{unsigned char date;start();writebyte(0xa0);clock();writebyte(address);clock();start();writebyte(0xa1);clock();date=readbyte();stop();delay1(100);return(date); }void write24c02(unsigned char address,unsigned char info) // 向24c02的address地址中写入一字节数据info{start();writebyte(0xa0);clock();writebyte(address);clock();writebyte(info);clock();stop();delay1(5000); //这个延时一定要足够长，否则会出错。