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„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ „„„2 一、目 的„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2 二、描述和要求„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2 描述和要求„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ „„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 三、硬件选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2 硬件选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 四、硬件电路图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 硬件电路图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ „„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 五、程序设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 程序设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ „„„„7 六、总 结„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7 七、参考书目„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8 参考书目„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 附录：程序代码„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 附录：程序代码„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„9 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 1
一、目的 随着社会物质财富的日益增长和人们生活水平的提高， 安全成为现代居民最 关心的问题之一。而创自古以来就是把守门户的铁将军，人们对它要求甚高。即 要安全可靠地防盗，又要使用方便，这也是制锁者长期以来研制的主题。传统的 门既要备有大量的钥匙。又要担心钥匙丢失后的麻烦。另外，如:宾馆、办公大 楼、仓库、保险柜等由于人员的变动，开锁的钥匙也不再是只有一人拥有。购得 新居的家庭。由于装修施工等人住时也要把原有的锁胆更换，况且钥匙随身携带 也诸多不便。 随着单片机的问世，出现了带微处理器的电子密码锁，它的出现解决了传统 锁的许多缺点，使密码锁具有很高的安全性、可靠性。目前已经大量地应用于日 常生活之中。希望通过本课设完成具有一定实用性的电子密码锁，从而培养对单 片机学习的兴趣，巩固 PIC 单片机的知识内容，提高实践动手能力。
二、描述和要求 1、密码正确则电机转动。 2、密码错误则需重新输入，若连续三次输入错误则报警声响起，键盘被锁。 3、按错键时可按“删除”键删除输入键值。 4、按下一个键时响一声，说明按键按下。
三、硬件选择 1、单片机 PIC16F887 本系统设计的核心控制芯片为 PIC16F887。它是一款采用纳瓦技术的 40 引脚 8 位 CMOS 增强型闪存单片机。 PIC16F887 具有 8K 字程序存储器，368 字节用户可用数据存储器和 256 字节 EEPROM。具有 36 个 I/0 口，14 个 A/D 通道，1 个 CCP，1 个增强型 CCP， 1 个增强型通用同步/异步收发器，1 个主控同步串行端口，2 个比较器，2 个 8 位计数器/定时器，1 个 16 位计数器/定时器。 PIC16F887 引脚图如下： 2
本系统用到的引脚主要有： 引脚 1：RE3/MCLR/Vpp，系统复位端。接操作按键 K1。 引
脚 11、32：Vdd，系统电源端。 引脚 12、31：Vss，系统接地端。 引脚 13、14：RA7/OSC1/CLKIN、RA6/OSC2/CLKOUT，接 4MHz 的晶振，为 系统的时钟源。 引脚 33：RB0/AN12/INT，为外部中断输入端。接操作按键 K2。 引脚 34：RB1/AN10/C12IN3，设为输入口，接操作按键 K3。 引脚 35：RB2/AN8，设为输入口，接操作按键 K4。 引脚 19~23：RD0~RD3，设为输出口，接 LCD1602 的数据输入端高四位。 引脚 27：RD4，设为输出口，接 LCD1602 的 RS 数据/命令选择端。 引脚 28：RD5/P1B，设为输出口，接 LCD1602 的 RW 读写选择端。 引脚 29：RD6/P1C，设为输出口，接 LCD1602 的 E 使能端。 引脚 16：RC1/T1OSI/CCP2，设为输出口，接微型直流电机。 引脚 17：RC2/P1A/CCP1,设为输出口，接蜂鸣器。 2、 点阵型 LCD YB1602A 3
采用 4 位数据线接线方式，是为节省单片机的 I/O 口 用到的引脚有： 引脚 1：GND，接地 引脚 2；VCCB,电源正极 引脚 3：VO,液晶显示偏压信号口 引脚 4：RS,命令/数据选择，接单片机 RD4 口 引脚 5：R/W，读/写选择，接单片机 RD5 口 引脚 6：E，数据使能，接单片机 RD6 口 引脚 11~14：DB4~DB7，数据输入口，接单片机 RD0~RD3 口 3、 4x4 按键 4 行（RB0~RB3）作为输入状态，低 4 位有弱上拉使能并允许电平变化中断
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4 列（RB4~RB7）作为输入状态，输出低电平 4、 5、 微型直流电机（5V 供电） 蜂鸣器
四、硬件电路图
五、程序设计 1．模块介绍 该电子密码锁系统的软件设计分为以下几个模块： (1)主程序模块 主程序主要完成初始化、 设置中断向量、 检查有无按键按下、 以及调用显示等等。 主程序的流程图如下所示。 (2)键盘扫描及识别子程序 键盘采用查询的方式，放在主程序中，当没有按键按下的时候，单片机循环 主程序，一旦有按键按下，便转向相应的子程序处理，处理结束再返回。 (3)显示子程序 由于是分屏显示数据，所以就要用到 4 个显示子程序，分别是： LCD 初始化设定 写入指令数据到 LCD void lcdcsh(void)； void xie_ml(unsigned char ml)；
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写入字符显示数据到 LCD 写入字符串到 LCD LCD 字符清除子程序 (4)密码比较子程序 输入密码与正确密码的比较 （5）声响子程序 void xie_sj(unsigned char sj)； void xie_zfc(unsigned char *pp,unsigned int n)； void qingchu(void)/； int bijiao(void)；
通过改变蜂鸣器接口电平高低发声，包括 2 个声响子程序 警报声 按键声 void jingbao (void)； void anjiansheng (void)； void delay(unsigned int)； （6）延时子程序 通过软件程序进行延时 2、程序流程图： 开 始
初始化
按键扫描 N 有键按下？ Y 防抖动延时 识别按键
按下“C”键则清除 按下“E”键则确认
错误 比较密码 正确 电机转动 再次提示输入密码 3 次输入错误密码 警报响起 键盘锁定
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3、程序代码： 详见附录
六、总结 1、LCD YB1602A 的编程，主要要点为： （1）数据使能端 E 的控制,高电平
变为低电平时写入； （2）4 位数据线的写入方式，要分别将高 4 位和低 4 位写入； （3）体现删除效果时，可在原数据位写入“空格” 。 2、键盘扫描及识别子程序的编程，主要要点为： （1）将 RB 低 4 位设置为输入状态，注意弱上拉和电平变化中断设置。 （2）将 RB 高 4 位设置为输出状态，通过判断按下键时的 PORTB 值判断键值 （3）要有防抖动措施，防止按键错误。 3、其他程序要点： （1）注意 switch 语句的运用，包括 break 别漏。 （2）标志位的设置有助于程序的判断。 （3）字符串的运用中用 for 语句进行各位的比较和写入。 （4）延时子程序的多处运用，如防抖、显示等。 经过将近三周的 PIC 单片机课程设计，终于完成了我的电子密码锁的设计， 虽然功能不算强大，譬如说无法从硬件上修改密码，电路的密码不能遗忘，一旦 遗忘，就很难打开，这可以通过增加电路解决，但过于复杂，本次设计未其中； 虽然如此但从心底里说，还是高兴的，毕竟这次设计把实物都做了出来。 通过这三周的学习，我感觉有很大的收获：首先，通过学习使自己对课本上的知 识可以应用于实际，使的理论与实际相结合，加深自己对课本知识的更好理解， 同时实习也段练了我个人的动手能力：能够充分利用网络去查阅资料，增加了许 多课本以外的知识。 能对 proteus、 mplab-ide 等软件操作， 和 能达到学以致用。 对我们学生来说，理论与实际同样重要，这是我们以后在工作中说明自己能力的 一个重要标准。 在课设实践过程中，我感受到了老师对学生的负责态度，无论是在课堂还是 在网咯上老师都来给我们指导， 使我们少走弯路， 顺利完成课设任务， 感谢你们， 老师！ 7
七、参考书目
[1]李荣正、刘启中、陈学军，PIC 单片机原理及应用，北京航空航天大学出版社，2006 年 10 月 [2]江和、鲍光海，PIC 单片机课程设计指导书，2010 年 6 月 [3 谭浩强. C 程序设计（第二版） ，清华大学出版社，1999 [4]Microchip Technology Inc. PIC16F87XA Data Sheet. DS39582B,2003 [5]长沙太阳人电子有限公司.LCD1602 使用说明书 8
附录： 附录：程序代码 #include
__CONFIG(0x20f1); #define RS RD4 #define RW RD5 #define E RD6 #define LCD PORTD void lcdcsh(void); void xie_sj(unsigned char sj); void xie_ml(unsigned char ml); void xie_zfc(unsigned char *pp,unsigned int n); void delay(unsigned int); void anjian(void); void qingchu(void); void jingbao (void); void anjiansheng (void); int bijiao(void); unsigned char k,j=0,errorflag=0; unsigned str1[]=\"password:\ char
void main(void) { TRISB=0x0F;//B 口高 4 位设置为输出，低 4 位设置为输入 TRISC=0x00;//C 口设置为输出 TRISD=0X00;//C 口设置为输出 PORTB=0X0F;//B 口高 4 位设置为低电平，低 4 位设置为高电平 PORTC=0x00;//C 口设置为低电平 WPUB=0x0F;//B 口低 4 位设置为使能弱上拉 IOCB=0x0F;//B 口低 4 位设置为允许电平变化中断 ANSEL=0X00;//数字 I/O 设置 ANSELH=0X00; OPTION=0X00;//选项寄存器设置 xie_zfc(str1,9);//LCD 写入\"password:\" while(1) { while(PORTB==0x0f)//等待键按下 { while(RBIF==0); delay(2); RBIF=0;//RB 中断标志位清零
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delay(2); } anjiansheng();//按下一个键响一声 anjian();//判断哪个键按下 switch(k) { case'C':{qingchu();j--;}break;//清除 LCD 前一个字符 case'E': {if(bijiao()==0)//如果密码比较错误 {errorflag++;//密码错误标志位加 1 if(errorflag==3)//当密码输入错误三次 { xie_zfc(str2,4);//LCE 写入“lock”
jingbao();//警报声响起 TRISB=0X00;//B 口设置为输出，键盘被锁 } else//当密码输入错误不足三次,允许再次输入 { xie_zfc(str1,9);//LCD 写入\"password:\" j=0; } } else//如果密码比较正确 {PORTC=0x02;//RC2 口输出高电平，电机转动 errorflag=0;//密码错误标志位清 0 } };break; default: { pw[j]=k;//按键值依次输入字符串 PW 中 j++; xie_sj('*');//每按一个键，LCE 写入一个“*” } } } }
void xie_ml(unsigned char ml)//写入指令数据到 LCD { RW=0;//选择写入 E=1;//数据使能：下降沿送入有效 RS=0;//选择命令 delay(1);
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LCD=ml;//命令送入 D 口 delay(1); E=0;//数据使能：写入命令 }
void qingchu(void)//清除命令 { xie_ml(0x00);//写入命令：完成一个字符码传送后，光标左移，AC 自动减 1 xie_ml(0x04); delay(2); xie_sj(' ');//在光标目前所在的位置写入空格 delay(2); xie_sj(' ');//在需删除的字符位写入空格 xie_ml(0x01);//写入命令：没有读写显示数据的情况下光标右移，AC 自动加 1 xie_ml(0x04); xie_ml(0x00);//写入命令：完成一个字符码传送后，光标左右移，AC 自动加 1 xie_ml(0x06); }
void xie_sj(unsigned char sj)//写入字符显示数据到 LCD { char sj_h,sj_l; sj_h=(sj&0xf0)>>4;//获得数据高 4 位写入 sj_h 低 4 位 sj_l=sj&0x0f;//获得数据低 4 位写入 sj_l 低 4 位 E=1;NOP();//数据使能：下降沿送入有效 RW=0;NOP();//选择写入 RS=1;NOP();//选择数据 delay(1); LCD&=0xf0;//B 口低 4 位清 0，高 4 位保留 LCD|=sj_h;//B 口低 4 位为 sj_h 低 4 位值，高 4 位值不变 E=0;//数据使能：写入命令 delay(1); E=1;//数据使能：下降沿送入有效 LCD&=0xf0;//B 口低 4 位清 0，高 4 位保留 LCD|=sj_l;//B 口低 4 位为 sj_l 低 4 位值，高 4 位值不变 delay(1); E=0;//数据使能：写入命令 }
void lcdcsh(void)//LCD 初始化设定 { 11
char i; delay(50); for(i=0;i<3;i++)//写控制命令“0b0011”3 次 { xie_ml(0x03); delay(10); } xie_ml(0x02);//写数据格式命令“0b0010” delay(5); xie_ml(0x02);//写功能设置命令“0b00101000” 位数据格式，2 ，4 行，5*7 点阵 xie_ml(0x08); xie_ml(0x00);//写显示控制命令“0b00001111” ，打开显示，光标 闪烁 xie_ml(0x0f); xie_ml(0x00);//写清除命令“0b00000001” xie_ml(0x01); delay(10); xie_ml(0x00);//写模式命令“0b00000110” ，每显示一个字符后地 址自动加 1 xie_ml(0x06); }
void xie_zfc(unsigned char *pp,unsigned int n) { int i; lcdcsh();//LCD 初始化 xie_ml(0x08);//光标移至 LCD 第一行第一位 xie_ml(0x00); for(i=0;ivoid anjian(void)//判断按键值 { unsigned int y; y=PORTB; switch(y) {case(0x0e):{//如果 B 口值为 0x0e，即 RB0==0 第一行按下 TRISB=0xF0;//B 口高 4 位设置为输入，低 4 位设置为输12
出 PORTB=0XF0;//B 口高 4 位设置为高电平，低 4 位设置为 低电平 WPUB=0xF0;//B 口高 4 位设置为使能弱上拉 IOCB=0xF0;//B 口高 4 位设置为允许电平变化中断 if(RB4==0)k='0';//如果 RB4 口为低电平，则‘0’键按 下 if(RB5==0)k='1'; if(RB6==0)k='2'; if(RB7==0)k='3'; } break; case(0x0d): { TRISB=0xF0; PORTB=0XF0; WPUB=0xF0; IOCB=0xF0; if(RB4==0)k='4'; if(RB5==0)k='5'; if(RB6==0)k='6'; if(RB7==0)k='7'; } break; case(0x0b): { TRISB=0xF0; PORTB=0XF0; WPUB=0xF0; IOCB=0xF0;
if(RB4==0)k='8'; if(RB5==0)k='9'; if(RB6==0)k='A'; if(RB7==0)k='B'; } break; case(0x07):{ TRISB=0xF0; PORTB=0XF0; WPUB=0xF0; IOCB=0xF0; if(RB4==0)k='C'; if(RB5==0)k='D'; if(RB6==0)k='E'; if(RB7==0)k='F'; } 13
break; default: break; } TRISB=0x0F; PORTB=0X0F; WPUB=0x0F; IOCB=0x0F; while(PORTB!=0x0F);//如果有按键按下则保持循环扫描 } int bijiao(void)//密码比较 { int flag=1; unsigned char h; for (h=0;h<6;h++) { if (pw[h]!=password[h])//如果输入值与原密码有一位不相等则密码错误 flag=0;//标志位为 0 } return(flag);//标志位值返回 }
void jingbao (void)//警报声 {while(1) { RC2=1; delay(500); RC2=0; delay(300); } }
void anjiansheng (void)//按键声 { RC2=1; delay(100); RC2=0; }
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void delay(unsigned int n) // 延时 { unsigned int i; char j; for(i=0;i