多功能密码锁课程设计Word文件下载.docx
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therelatedalarmfunctionneedstooutputequipmentanditsinterfacecircuit.
Iusethe8255ABasthedisplayoutput,Cforselectedtubeandabuzzer,lockandalarmlevel.Forthe6timepasswordinputerrors,startingwitha8253counter,andthenfoundcanbedirectlycontrolledbythesoftware,simplecircuit,theprogramisveryeasytorealize.Withbuzzersoundfrequencytodistinguishandconfirmthewarningsound,asoundthatconfirm,threesoundwarning.ThekeysonthekeyboardtouseSW-PBinall12,forthenumberkeys0-9,connecttothe8255AAportcorrespondingbinarynumber,andaconfirmationkeyandpasswordmodifykey,presstheAportreceivesalowlevelsignal.
Keywords：
Passwordlock,buzzer,microcomputerprinciple,interfacetechnology,
2.3设计任务‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥8
2.4方案选择及原理‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥8
3.1所用到的相关芯片元件及其介绍‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥9
3.1.1所用器件‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥9
3.1.2主要元件及芯片介绍‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥9
3.2.1.8086和存储器连接‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥11
3.2.2CPU与8255A连接‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥12
3.2.38255A的A口与键盘连接‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥12
3.2.48255A的B、C口‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥13
3.3完整电路图‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥14
4.1软件设计思路‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥15
4.2.2子流程图‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥17
6.1设计中的难点‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥20
6.1．1硬件‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥20
6.1.2软件‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥20
6.2收获及体会‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥21
第1章绪论
1.1密码锁的发展现状
从历史上技术发展的规律看，在功能相似的情况下，简单可靠的东西总是替代繁杂的东西，而电子密码锁正是以简代繁的东西。
所以，它是大众化的实用性新产品，替代传统圆盘式机械密码锁和部分电子密码锁是应该的。
拨码盘式全机械密码锁适用于在保险柜、保险箱、文件柜、防磁防火柜、防盗门、银库门、仓库门、车门、民用门及机械卡阻机构上广泛使用。
它可以替代现有的传统圆盘式机械密码锁和部分电子密码锁。
为某些产品的更新提供了契机。
由于电子技术的风靡，很多产品以采用了电子结构为荣。
但在某些场所，电子产品并没有绝对的优势，反而是机械产品或机电混合产品更实用。
举两个例子：
一是燃气灶的打火装置，早期是晶体管的点火器风靡一时，但它不耐潮湿，容易损坏，离不了电池。
时间一长，反而是靠手扭动旋钮储能的机械（压电）打火装置显露出它的优越性－-简单实用，成为燃气灶点火器的主流。
二是汽车的后视镜及公共汽车（单厢）的后门窥视器，都曾有被电子监视器替代的危险，但人们发现：
传统的后视镜及公共汽车驾驶员上方的普通后视镜，观察效果并不比电子监视器差，更简单实用。
1.2密码锁的发展前景
当今智能电子密码锁发展已经到了非常高的境界，由于电子元件特别是单片机应用在这几年得到空前发展，无论功能性，稳定性都比较全面，在保密方面已做到人眼识别，指纹识别，人声识别基本上电影上有的现实也有。
在国外发展比较早，所以应用也比较广泛，主要在家庭装较贵重地方，银行，保险柜等应用较多，在国内这方面发展也较快，不管自己开发或是引进都有，在重要地方应用也较多，由于价钱比普通弹子锁较贵，早几年应用较少，现在越来越普及到平常化，未来的发展也会越来越被大众采用，由于它的功能、安全是弹子锁无法相比的。
发展前境是非常大的。
事实上，在传统的工业中，也能够找到比所谓的“新经济”更保险但是利润却毫不逊色的投资方向。
密码锁并不是一种频繁操作使用的产品，可以说是一种半静态的产品，采用机械方式更实用一些。
但电子方式的密码量大，人们主观感觉会安全一些。
电子密码锁，操作又比传统机械密码锁快得多，简单实用，可以象前述两例一样，有望成为高档次密码锁主流。
第2章密码锁的工作原理及结构设计方案
2.1目的
1、了解和掌握8086，8255，等接口芯片以及LED显示器的原理和功能；
2、能用这些接口芯片构建一个简单的系统控制对象，
3、掌握接口电路的综合设计与使用；
4、通过自己动手，进一步了解计算机得工作原理，接口技术，提高计算机硬件，软件综合应用能力，即对微机原理，接口技术，汇编语言程序设计进行综合训练。
2.2内容
密码锁在输入密码正确的条件下输出开锁电平，控制电控锁开启，同
显示00字样。
2.3设计任务
1、选用8086和适当的存储器及接口芯片完成相应的功能。
2、用LED显示器显示电子锁的当前状态。
3、画出详细的硬件连接图。
4、给出程序设计思路、画出软件流程图。
5、给出地址分配表。
6、给出所有程序清单并加上必要注释。
7、完成设计说明书（列出参考文献，所用器件型号）。
2.4方案选择及原理
这次的设计要求是在密码输入正确时输出开锁电平和显示“00”，密码错误时显示“FF”和蜂鸣器发出报警声音等，我们采用8255A的B口作为显示器的输出，c口为选管和接蜂鸣器，开锁及报警电平。
对于6次密码错误输入，刚开始用8253计数器，后来发觉可以直接用软件控制，线路简单，程序也很易实现。
3.1所用到的相关芯片元件及其介绍
3.1.1所用器件
CPU8086、并行接口8255A、存储器27c513、地址锁存器8282、74LS138、石英晶振，8284A、共阴极数码管、非门74LS04、蜂鸣器，电阻、开关等。
3.1.2主要器件简介
图9-1CPU8086
8086是Inter系列的16位微处理器，芯片上有2.9万个晶体管，采用HMOS工艺制造，用单一的+5V电源，时钟频率为5MHz~10MHz。
8086有16根数据线和20根地址线，它既能处理16位数据，也能处理8位数据。
可寻址的内存空间为1MB.
图10-1并行接口8255
Intel8086/8088系列的可编程外设接口电路（ProgrammablePeripheralInterface）简称PPI，型号为8255（改进型为8255A及8255A-5），具有24条输入/输出引脚、可编程的通用并行输入/输出接口电路。
它是一片使用单一+5V电源的40脚双列直插式大规模集成电路。
8255A的通用性强，使用灵活，通过它CPU可直接与外设相连接。
图10-2地址锁存器74LS138
74LS138为3线－8线译码器，共有54/74S138和54/74LS138两种线路结构型式，其工作原理如下：
当一个选通端（G1）为高电平，另两个选通端（/（G2A）和/（G2B））为低电平时，可将地址端（A、B、C）的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。
利用G1、/（G2A）和/（G2B）可级联扩展成24线译码器；
若外接一个反相器还可级联扩展成32线译码器。
若将选通端中的一个作为数据输入端时，74LS138还可作数据分配器。
3.2硬件电路图
3.2.1、8086和存储器连接
存储器地址：
0000H~3FFFH
图11-18086和存储器连接
3.2.2CPU与8255A连接
图12-1
8255A地址分配：
PA800HPB802HPC804H控制寄存器806H
为了满足8255A的四个端口地址必须为偶地址这一要求，将8255A的A1、A0分别与8086系统地址总线的A2、A1相连，并且，CPU在对8255A的端口进行访问时，总是将地址中的A0设置为0.
3.2.3、8255A的A口与键盘连接
图12-2
共12个按键，0-9为数字键，每个十进制数对应PA3~PA0四位二进制数，确认键和修改密码键按下时，PA4和PA5为低电平。
3.2.48255A的B、C接口
图13-1
C口低四位用了低三位，都是输出高电平有效，高四位用了两位，输出低电平有效。
3.4完整电路图
图14-1
4.1软件设计思路
由于我的硬件设计部分主要器件是8086和8255，所以使得我的设计简单很多。
程序也主要解决如何利用8255来实现所要求的功能这个问题。
首先需要初始化8255，A口作为输入，B、C口作为输出。
一开始纵观设计内容及要求，可以大致知道需要三个子程序，修改密码程序、开锁程序、闭锁程序。
由A口输入的数据决定调用哪个子程序，而相关子程序需要具有所要求的功能，比如修改密码程序需要在修改成功后发出蜂鸣声，开锁程序需要输出开锁电平和显示00字样，等等。
为方便程序编写，采用输入数据逐位与正确密码相比的方法，只要有一位不相同即转入闭锁程序，而在闭锁程序中需要设置计数值，当转入闭锁程序六次也即输入错误密码六次则输出报警电平报警。
这样则能完成所需的所有功能。
程序设计思路基本如此。
按此思路画完流程图之后则进入程序设计阶段。
大框架已经确定下来，现在需要决定一些重要的细节。
比如如何安排计数值的位置，子程序的返回处，等等。
经过多次试探与检验，最终将这些细节确定下来。
最后将程序开始的初始化、退出程序补充完整，整体再检查一遍，查漏补缺，即可完成设计。
4.2.1主流程图
图16-1
4.2.3子流程图
修改密码子程序流程图闭锁子程序流程图开锁子程序流程图
第五章程序编码
5.1程序编码
DATASSEGMENT
PASSWORDDB0,0,0,0,0,0;
设置初始密码
DATASENDS
CODESSEGMENT
ASSUMECS:
CODES,DS:
DATAS,ES:
STACKS
START:
MOVAX,DATAS
MOVDS,AX
MOVAX,STACKS
MOVES,AX
MOVAL,90H
OUT63H,AL;
初始化8255，方式0，A口输入，B、C口输出
INAL,60H;
读取A口数据
ANDAL,20H;
是否需要修改密码
JNECHANGE;
需要则调用修改密码子程序
MOVBX,5;
设置错误密码输入最大次数
A1:
MOVCX,5;
设置密码个数
MOVSI,OFFSETPASSWORD
A2:
INAL,60H
CMPAL,BYTEPTR[SI];
逐位比较，判断输入密码是否正确
JNECLOSE;
只要有一位错误就调用闭锁子程序
INCSI
LOOPA2
CALLOPEN;
正确就调用开锁子程序
JMPST
CHANGEPROCNEAR;
修改密码子程序
MOVSI,OFFSETPASSWORD
A3:
INAL,60H
MOV[SI],AL
LOOPA3;
依次修改六位密码
A4:
ANDAL,10H;
判断有否按下确认键
JNEA4;
没按下则继续等待
MOVAL,01H
OUT62H,AL;
蜂鸣器响一下表示确认
RET
CHANGEENDP
CLOSEPROCNEAR;
闭锁子程序
MOVAL,71H
OUT61H,AL;
数码管输出“F”
MOVAL,10H
选中L0输出“F”
OUT61H,AL
MOVAL,20H
选中L1输出“F”
A5:
MOVCX,3
OUT62H,AL
LOOPA5;
蜂鸣器响四下表示错误警告
DECBX
CMPBX,0;
判断是否已经输入六次错误密码
JNEA1;
不够六次则重新转到A1
MOVAL,04H
已输入六次误码则产生报警电平报警
CLOSEENDP
OPENPROCNEAR;
开锁子程序
A6:
ANDAL,10H
JNEA6;
等待确认键按下
MOVAL,3F
数码管输出“0”
选中L0输出“0”
选中L1输出“0”
MOVAL,02H
输出开锁电平，开通LED,显示电子锁开启
OPENENDP
ST:
MOVAX,4CH
INT21H
CODESENDS
ENDSTART
6.1设计中的难点
6.1．1硬件
本次设计总的来说还是比较简单的，但设计过程也遇到不少的问题。
在硬件方面，我们用的是protel99se软件画连接图，由于对这个软件不是很熟悉，在找元件和连线时花了不少的时间。
在画图过程中通过不断的修改，最终画出如上电路图。
6.1.2软件
首先是如何安排好几个子程序调用的顺序。
按照一般的逻辑思维，我将修改密码安排在第一个，如果用户刚开始即要修改密码可以很方便地实现，如果不用则转入输入密码步骤。
而若输入错误密码则调用闭锁程序，否则调用开锁程序，这样则可初步安排好顺序。
其次是如何判断错误密码。
如果输入的是错误的密码，按照我们日常生活经验，是全部输入才提示出错，而我觉得这样太浪费时间，所以考虑将输入的密码逐位与正确密码相比较，只要有一位不符合则马上显示出错，这样实现起来也比较容易，只需要获取正确密码的偏移地址和输入的相应密码，然后用一个逻辑语句“与”将两者进行比较，再利用条件转移语句即可轻松实现。
最后是警告声音的处理问题。
因为已经要用到蜂鸣器来发出对新密码的确认音，故为了简化电路，我们决定也用蜂鸣器来发出错误警告声音，规定响一声表示确认新密码，响四声表示错误警告。
6.2收获及体会
硬件部分主要是设计原理图跟连接线路，这次主要是用到Protel这个软件，这个软件之前没接触过，所以在下载下来以后第一件事就是上网看教程，看了两三个教程之后大概就明白了它的大体操作，开始自己动手绘图。
在绘图之前，我先把软件仔细看了一下，并问了同伴一些端口问题，最后初步定下来一个图样，但是在实际绘图过程中发现太过复杂了，又重新制定了一个图样，也就是现在上交的这份。
因为是第一次用这个软件，里面很多功能都不懂，经常点出很多不懂得文件，最后不得不重新设计，导致绘图时间大大增加。
在多次实践后我终于较为熟练的掌握里面的工具了，后面的绘图过程也就相对来说比较轻松，出了自己绘制元件的时候有些麻烦，不过碰到不会的就上网XX或者问问同学，其实这个绘图过程还是挺有意思的。
线路图终于接好了，这里可以总结为三点：
第一，在绘图之前一定要先熟练掌握Protel这个软件；
第二，一点要把程序看懂，这样才可以合理布线路图；
第三，第三，在搜索元件的过程中可以大量的求助XX，里面有很多元件库表，这样可以大大缩短查找时间。
2、软件设计总结：
这次课程设计中我负责软件设计。
刚开始以为之前接触了不少程序，这次应该轻车熟路，但是真正开始设计的时候才发现实际需要解决的问题很多。
如何从大局上把握，如何平衡出现的一些冲突和矛盾，如何用简练、有条理的语言实现所有功能，如何与硬件设计更好地结合起来，这些都是我要考虑的问题。
在参考了之前学过的程序，重温了接口芯片的知识之后，我有了初步的思路，然后在流程图的基础上添加一些需要的细节，于是就将程序写了出来。
如今真的体会到流程图对于程序设计的重要性，而且一个好的流程图也能帮助别人理解你的程序。
而在设计程序的过程中，我不仅对以前学过的汇编语言进行了重温和查漏补缺，而且对程序整体的把握和细节的处理能力得到了很大的提高。
毕竟看程序和写程序是有很大区别的，只有实践才能真正将汇编语言学到家。
最后看着自己写出来的程序，心里很有成就感！
《微型计算机原理及应用》华南理工大学出版社吴荣光吕钧星著
《微型计算机原理及应用实验指导书》华南理工大学出版
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