单片机实验报告 基于PIC单片机的电子密码锁

xx 班 xx 号 xx 单片机设计实验报告2016 年小学期单片机设计实验报告题目：基于 PIC 单片机的电子密码锁班 级： 班内序号： 实验组号： 学生姓名： 指导教师： xx 班 xx 号 xx 单片机设计实验报告2期中检查教师评语指导教师签字：年 月 日基于 PIC 单片机的电子密码锁xx 班 xx 号 xx 单片机设计实验报告3xx 班 xx实验摘要在日常的生活和工作中, 住宅与部门的安全防范、单位的文件档案、财务报表以及一些个人资料的保存多以加锁的办法来解决。若使用传统的机械式钥匙开锁，人们常需携带多把钥匙, 使用极不方便, 且钥匙丢失后安全性即大打折扣。随着科学技术的不断发展，人们对日常生活中的安全保险器件的要求越来越高。为满足人们对锁的使用要求，增加其安全性，用密码代替钥匙的密码锁应运而生。密码锁具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等优点。 在安全技术防范领域，具有防盗报警功能的电子密码锁逐渐代替传统的机械式密码锁，克服了机械式密码锁密码量少、安全性能差的缺点，使密码锁无论在技术上还是在性能上都大大提高一步。随着大规模集成电路技术的发展，特别是单片机的问世，出现了带微处理器的智能密码锁，它除具有电子密码锁的功能外，还引入了智能化管理、专家分析系统等功能，从而使密码锁具有很高的安全性、可靠性，应用日益广泛。 设计本课题时构思的方案是用以 PIC16F877 为核心的单片机控制方案。目前使用的电子密码锁大部分是基于单片机技术，以单片机为主要器件，其编码器与解码器的生成为软件方式。本系统由16F877单片机系统（美国微芯Microchip 公司推出的高性能单片机）、44矩阵键盘、LCD1602显示和报警系统等组成，具有设置、修改四位用户密码、输入提示、密码错误报警等功能 。本系统成本低廉，功能实用。 AbstractReplace the lock on the preservation of the safety precautions in their daily life and work, housing and department, unit files, financial statements, and some personal information to lock approach to solve. If the use of traditional mechanical key in the lock, people often need to carry multiple keys, use very inconvenient, and the loss of key security that is greatly reduced. Along with the science and technology unceasing development, people daily life safety insurance device requirements more and more high. In order to meet the people on the requirements and increase the security of password key password lock shipped. Password lock is safe, low cost and power consumption is low, easy to operate and When the advent of the shortcomings of less type. In the security technology to guard against, with anti-theft alarm function electronic password lock gradually replace the traditional mechanical cipher lock, overcome the mechanical password lock, safety performance is poor, the password lock both in technology and in performance are greatly improved step. With large scale integrated circuit technology development, in particular, is a single chip, the microprocessor intelligent password lock, which is in addition to the electronic password lock function, but also introduced the intelligent management, expert analysis system and other functions, which enable password lock has a high safety and reliability, is applied more and more widely. This design topic conception scheme Is used to PIC16F877 as the core of the microcontroller control program.At present, most of the electronic password lock is based on SCM technology, xx 班 xx 号 xx 单片机设计实验报告4with the single chip microcomputer as the main device, the encoder and decoder are generated as the software.The functions of this system by 16F877 microcontroller system (American microchip microchip company launched high performance microcontroller), 4 * 4 matrix keyboard, LCD1602 display and alarm system, has set up, modify the four user password, input prompt, wrong password alarm etc. The system into the low, functional and practical.关键字关键字单片机单片机microcontroller 密码锁Password lockLCD1602LCD1602 4*4矩阵键盘4*4 matrix keyboard1.实验论证与比较实验论证与比较1.实验总体方案的确定实验总体方案的确定本系统电子密码锁的设计主要由 4 部分组成：PIC16F877 单片机，44 矩阵键盘接口电路,LCD1602 液晶显示以及 LED 提示灯。本实验的核心是编写程序，实验中采用汇编语言，通过软件 MPLAB 进行程序的烧写，将一块块的子程序进行嵌套最终融合起来成为整个项目的完整程序。为了实现密码的保密性，采用一个 44 的矩阵式键盘来提高密码的保密性。采用 LCD1602 液晶显示器来作为显示单元，提高了可读性，使用户对密码锁的运行情况一目了然。 2.PIC16F877 系列单片机简介PIC16F87X ( 含873P874P876P877) 是美国微芯(Microchip) 公司推出的高性能单片机，除具有单片机的通用资源外，该系列单片机还采用哈佛总线结构、二级指令流水线取指方式、精简指令集(RISC)和内部具有E2 PROM 数据存储器及FLASH 结构的程序存储器、仅35 条单字节单周期指令、在系统串行编程技术和在线调试技术。 因此采用该系列单片机的产品具有低成本、低功耗、高速度、高可靠性、体积小、性价比高等特点。 其芯片引脚图如图1所示。 另外，它内部的EEPROM 数据存储器不仅具有掉电保护数据的功能，更重要的是它的读写操作均是由单片机内部时序控制，即外部电路无法对其进行访问， 因而具有极高的数据保密性，这使得PIC16F87X在加密性产品如智能IC 卡、密码锁、电子防盗系统等方面有很广泛的应用。xx 班 xx 号 xx 单片机设计实验报告52.系统总体设计系统总体设计本设计主要由单片机、矩阵键盘和液晶显示器等部分组成。其中矩阵键盘用于输入数字密码和进行各种功能的实现。由用户通过连接单片机的矩阵键盘输入密码，后经过单片机对用户输入的密码与自己保存的密码进行对比，从而判断密码是否正确，然后控制引脚的高低电平传到开锁电路或者报警电路控制开锁还是报警，实际使用时只要将单片机的负载换成电子密码锁的电磁铁吸合线圈即可。1.系统模块总体框图：1.1 电源电路模块单片机16F877复位电路 LCD 显示电路键盘电路晶振电路LED 报警电路电源电路xx 班 xx 号 xx 单片机设计实验报告6D11BH62VregU1LM7805CTIN OUTC5100nFC1100uF C2 100uF C3100nF从电源插座进来的是 9V 直流电，经一片三端稳压器，将其转换为 5V 的稳定电压。电源滤波的重要性，一个电路板的滤波特性如果不好，严重时将会影响整个电路板不能正常工作。所以要注意一个大电容和一个小电容并联滤波，电源线要粗，走线要合理，模拟电路最好大面积接地。其主要作用是为电路提供工作电压，保证电路正常工作。1.2 复位电路模块主要是用于人工复位。1.3 晶振电路模块主要是为单片机工作提供适当的工作频率。1.44*4 矩阵键盘输入模块的设计 Osc1 5vGND 空空空Osc1 5vGND 空xx 班 xx 号 xx 单片机设计实验报告7VCCR1 R2 R3 R4行线 4.7k 4.7k 4.7k 4.7k3 行 RD7 1 2 3 42 行 RD6 5 6 7 8 1 行 RD5 9 0 A B0 行 RD4 C D E F列线 RB3 RB2 RB1 RB03 列 2 列 1 列 0 列键盘采用 4* 4 矩阵键盘 ，行线连接到 RD 端口，列线连接到 RB 接口。行列式键盘，由横竖两排线路组成，每个行与列的交叉点有一个按键，当键盘按下时就将相互交叉的两条导通，能够有效地提高单片机系统中 I/O 口的利用率。 其中 R1-R4 是上拉电阻，16 个键分别为 09 的数字键及 AF 的功能键，F 键则表示密码重置。键盘主要用于输入密码或进行功能、状态切换。1.5 LCD1602 液晶显示模块的设计本系统设计的显示电路是为了给使用者以提示而设置的为了达到界面友好的目的，显示部分由液晶显示器 LCD1602 取代普通的数码管完成。开锁时，按下键盘上的开锁按键后，利用键盘上的数字键 09 输入密码，每按下一个数字键后在显示器上显示一个*，输入多少位就显示多少个*。当密码输入完成时，如果输入的密码正确的话， LCD 显示“SUCCESS”;如果密码不正确，LCD 显示屏会显示“5 TIMES LEFT”， 若 5 次输入都不正确，则 LCD 显示“5 TIMES FAILED ”“LOCKED 10S”。当按下 F 键重置密码时，LCD 显示“PLEASE RESET”“OLD”,输入正确旧密码之后，LCD 显示“NEW”,再输入新密码即可。1.5.1 LCD1602A 液晶显示屏接线图xx 班 xx 号 xx 单片机设计实验报告81 VSSVDD 2 VDD3 VLRE0 4 RS5 R/WRE1 6 ENRD0 7 D0RD1 8 D1RD2 9 D2RD3 10 D3RD4 11 D4RD5 12 D5RD6 13 D6RD7 14 D715 LED+VCC 16 LED-xx 班 xx 号 xx 单片机设计实验报告91.5.2 引脚功能引脚说明：第 1 脚：VSS 为地电源。第 2 脚：VDD 接 5V 正电源。第 3 脚：VL 为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，对比度过高时产生“鬼影”，使用时通过一个 10K 的电位器调整对比度。第 4 脚：RS 为寄存器选择，高电平时选数据寄存器、低电平时选指令寄存器。第 5 脚：R/W 为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当 RS 和 R/W 共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当 RS 为低电平 R/W 为高电平时可以读忙信号，当 RS 为高电平 R/W 为低电平时可以写入数据。第 6 脚：E 端为使能端，当 E 端由高电平