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1、 編號：0 8 1 4 1 1 4課程設計微型計算機原理與接口技術（ 2008級本科）題 目：一種由微機實現的多功能密碼鎖設計 系（部）院： 物理與機電工程學院 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 作者姓名： 指導教師： 職稱： 副 教 授 完成日期： 2011 年 6 月 30 日河西學院本科生畢業(yè)論文（設計）任務書論 文 題 目一種由微機實現的多功能密碼鎖作 者 姓 名所屬院、專業(yè)、年級物理與機電工程學院電氣工程及其自動化專業(yè)08年級指導教師姓名、職稱張靜 副教授任務下達日期2011年6月20日一、設計內容及技術要求：密碼鎖在輸入密碼正確的條件下輸出開鎖電平，控制電控鎖開啟，同時顯示00字樣。當

2、輸入密碼錯誤時，發(fā)出錯誤警告聲音，同時顯示FF字樣。當六次誤碼輸入的條件下，產生報警電平報警。采用90秒定時中斷，輸出控制信號，防止長時間無效操作。二、課程設計總結報告要求1、選用8086和適當的存儲器及接口芯片完成相應的功能。2、用LED顯示器顯示電子鎖的當前狀態(tài)。3、畫出詳細的硬件連接圖。4、給出程序設計思路、畫出軟件流程圖。5、給出所有程序清單并加上必要注釋。6、完成設計說明書（包括封面、目錄、設計任務書、硬件設計思路、硬件原理圖、軟件設計思路、程序流程框圖、程序清單、所用器件型號、總結體會、參考文獻等）。三、設計進度第一周：星期一上午 討論設計題目星期一下午 查資料星期二至星期五 完成

3、對硬件電路的基本設計第二周：星期一至星期二 完成軟件流程圖及軟件設計星期三至星期四 軟硬件統(tǒng)調，寫說明書，畫圖星期五 答辯指導教師簽字：目錄一、設計任務 1二、設計要求 1三、整體功能描述 1四、設計思路 1五、硬件設計 2 1.鍵盤 2 2.中斷控制 2 3.計時 2 4.按鍵響應 2 5.報警 3 6.儲存器及片選 3 7.硬件部分電路圖 4六、軟件設計 6七、程序清單 7八、設計總結與體會8九、參考資料8十、附錄8一種由微機實現的多功能密碼鎖設計說明書一、 設計目標1密碼鎖在輸入密碼正確的條件下輸出開鎖電平，控制電控鎖開啟，同時顯示00字樣。2當輸入密碼錯誤時，發(fā)出錯誤警告聲音，同時顯示

4、FF字樣。3當六次誤碼輸入的條件下，產生報警電平報警。4還可以實現對密碼的修改，修改成功后，蜂鳴器發(fā)出確認音。二、 設計要求1選用8086和適當的存儲器及接口芯片完成相應的功能。2用LED顯示器顯示電子鎖的當前狀態(tài)。3畫出詳細的硬件連接圖。4給出程序設計思路、畫出軟件流程圖。5給出所有程序清單并加上必要注釋。6完成設計說明書（包括封面、目錄、設計任務書、硬件設計思路、硬件原理圖、軟件設計思路、程序流程框圖、程序清單、所用器件型號、總結體會、參考文獻等）。三、 整體功能描述本設計為多功能密碼鎖，使用存儲器保存密碼防止斷電后密碼丟失。工作時按下按鍵蜂鳴器會發(fā)出聲音提示按鍵有效并在數碼管有“- -”

5、閃爍字樣，若相隔1分鐘無按鍵按下，則清零。在輸入密碼正確的條件下輸出開鎖電平，控制電控鎖開啟，同時顯示00字樣。開鎖后可按下“復位/修改密碼鍵”實現修改密碼功能的轉入，之后先輸入密碼再輸入同樣的密碼確認才可成功修改，修改成功后蜂鳴器會發(fā)出三聲，數碼管“00”閃爍三次提示修改密碼成功。當輸入密碼錯誤時，發(fā)出錯誤警告聲音，同時顯示FF字樣，當輸入密碼錯誤次數累積夠6次后，蜂鳴器會產生90秒的報警聲響進行報警。 四、設計思路在本次設計中，因為密碼鎖的基本功能使可以判斷密碼是否正確，以及完成對密碼的修改，所以需要用到輸入設備以及CPU的接口電路以及相關存儲設備；因為有報警提示功能，所以要用到相關的輸出

6、設備以及接口電路。首先，因為要完成邏輯運算功能，所以必須要有CPU，CPU就選用我們最常用也最熟悉的8086，分別用一個2764作為外部存儲設備，因為ROM只讀不可斷電信息不丟失，用來存儲相關程序，而ram可讀可寫，但斷電信息會丟失，故用來存儲運行期間產生的相關數據?？紤]到8255的端口兼具輸入輸出功能，靈活方便，所以選用一片8255作為輸入輸出設備與8086間的接口；采用0到9數字按鍵以及相關功能選擇的輸入；輸出設備方面，采用兩位數碼管實現題目的狀態(tài)提示要求，用一個蜂鳴器作為相關的警報，提示的聲音輸出。另外，為簡化編程，采用8259中斷控制器來觸發(fā)中斷實現密碼鎖工作模式的轉換，其中的密碼輸入

7、及判斷功能與密碼修改功能分別用兩個外部中斷來觸發(fā)中斷服務程序來實現。本設計的密碼位數為6位。五、硬件設計本設計使用了8086、8259A、8255、8253、2764、74LS138、74LS148、地址鎖存器、數碼管以及74系列邏輯門、蜂鳴器、開關等芯片與元器件，實現了鍵盤輸入、中斷控制、計時、按鍵響應、開鎖及報警等功能模塊。以下一一詳述。1.鍵盤本設計8255A的A口與兩片級聯(lián)的74LS148組合接用于輸入鍵盤，實現對輸入鍵號的讀入。工作時，8086通過程序掃描鍵盤，當無鍵盤按下時，74LS148工作于無輸入狀態(tài)，GS口輸出高電平，接到PA4作為識別有無按鍵按下信號，PA口輸入為10H；當

8、有按鍵輸入時，74LS148輸入口接到低電平，輸入有效，經編碼后鍵號轉換為相應二進制編碼送到PA口，成為能為CPU識別的代表鍵值的有效信號。讀入的按鍵信號經8086判斷后，根據不同的功能，輸出不同的按鍵響應，并轉移到相對應的功能服務程序。本設計總共用到11位按鍵，包括10位數碼輸入按鍵及一位“復位/修改密碼”按鍵，電路設計總共可用按鍵有16位，供升級功能使用。鍵盤電路如下圖1所示：2.中斷控制用一片8259A芯片作為中斷控制接口電路。其中IR0與IR1中斷開放，單片工作于非緩沖方式，電平觸發(fā)，優(yōu)先級是普通全嵌套方式。可通過編程開中斷，通過編程或者8253計時器關中斷。電路連接如圖2所示：3.計

9、時采用8253計時器控制中斷的關斷，實現單次輸入密碼超時則退出輸入密碼中斷子程序、報警器響鈴時間控制等功能。電路如圖2所示。4.按鍵響應8255PC0、PC1接到數碼管片選、PC2接到蜂鳴器、PC3接到電子鎖。電路連接如圖3所示：5.報警功能同時用8255A的B口控制數碼管的顯示，C口片PC0、PC1選數碼管，PC2用來驅動SPEAK發(fā)出報警。電路如圖3所示。6.儲存器及片選電路：存儲器及片選電路采用一片2764存儲器和一片74LS138，連接電路如圖4所示：7.硬件部分電路圖8.整機電路圖：見附錄一圖1 鍵盤連接圖圖2 中斷控制器連接圖 圖3 按鍵響應、報警、開鎖功能電路圖4 片選及存儲器電

10、路六、 軟件設計1.程序流程圖七、程序清單：見附錄二八、設計總結與體會通過本次課程設計，我對所學知識有了一個完整的應用，對課程所學知識的體現，尤其是對8255,8259,8253等芯片的內部結構,熟悉各種基本工作模式和編程方法；加深了對8086中斷系統(tǒng)工作過程的了解；學會綜合應用多種微機接口與單元電路，構成滿足要求的小型微機應用系統(tǒng)；學會了CPU與存儲器的連接方法，擴展存儲空間的方法。通過這次的微機課程設計，對所學知識有了個補充和完善，對那些模糊不懂的地方，進行了徹底完全的學習。在設計過程中，我發(fā)現我對上課中講述的知識還有很大的欠缺，對很多芯片了解的不夠透徹，這也造成了我在連接硬件圖時遇到了很

11、多困難，不得不請教組長和學習好的同學，徹底的搞懂問題。這說明我們光掌握課本上的知識是遠遠不夠的，必須要通過實踐才能加深對知識的理解。九、參考資料1 馮博琴,吳寧. 微型計算機原理與接口技術. 北京 清華大學出版社（第二版），2007。.2 趙國相等. 微型計算機原理與匯編語言程序設計. 北京 科學出版社，2004。.3 張睿,趙艷華,劉志剛. 精通Protel DXP 2004電路設計. 北京 電子工業(yè)出版社，2005.。4艾德才，微型計算機原理與與接口技術，北京：高等教育出版社，2004。5周明德，微型計算機系統(tǒng)原理及應用。北京：清華大學出版社，2002。6 鄭學堅，周斌。微型計算機原理及應

12、用。北京：清華大學出版社，2001.十、附錄附錄一：電路基本連接圖附錄二：程序清單DATA SEGMENT ;以下代碼寫入RAMDATA1 DB 6 DUP(?) ;輸入的密碼保存的地址DATA2 DB 6 DUP(?) ;修改后的密碼的保存地址DATA3 DB 3,6,3,7,3,8 ;初始密碼ORG 01000H ;下面的代碼寫入ROMDTABLE DB 80H,02H,10H,3FH,79H,71H,60H,5BHDATA ENDSSTACKS SEGMENTSTA DB 20 DUP(?)STACKS ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DATA,SS:

13、STACKSSTART: ；主程序MOV AX,DATAMOV DS,AX ；初始化數據段MOV AX,STACKSMOV SS,AX ；初始化堆棧段 MOV SI,OFFSET DATA1MOV DI,OFFSET DATA2MOV BP,OFFSET DATA3MOV AL,09H ;(鍵盤輸入中斷)設定密碼輸入的中斷向量(即IR0的中斷向量)MOV AH,25HINT 21HPUSH BXPUSH DSMOV DX,SEG SMMMOV DS,DXMOV DX,OFFSET SMMINT 21HMOV AL,09H ;(鍵盤輸入中斷)設定密碼修改的中斷向量(即IR1的中斷向量)MOV A

14、H,25HINT 21HPUSH BXPUSH DSMOV DX,SEG GMMMOV DS,DXMOV DX,OFFSET GMMINT 21HMOV AL,1BH ;初始化8259OUT 10H,AL ;單片工作，高電平有效MOV AL,08HOUT 11H,ALMOV AL,03HOUT 11H,ALMOV AL,0FCHOUT 11H,AL ;開放IR0，IR1MOV AL,20HOUT 10H,ALMOV AL,68HOUT 10H,ALMOV AL,82H ;初始化8255 A口方式0輸出，B口方式0輸入，C口輸出OUT 06H,ALA1:STIMOV AL,00HOUT 04H,

15、AL ;輸出低電平使數碼管熄滅SMM: ;密碼輸入程序CLIMOV DL,00HIN1:CMP DL,06H ;判斷是否連續(xù)6次輸入錯誤密碼JNZ IN2 ;若不是這繼續(xù)輸入MOV CX,03FFH ;使蜂鳴器長鳴報警(通過延時實現)R1:MOV DH,3FHMOV AL,02HOUT 00H,AL ;輸出高電平使蜂鳴器發(fā)聲R2:DEC DHCMP DH,00HJNZ R2LOOP R1JMP IN4 ;報警完畢，跳至中斷返回IN2: ;輸入密碼MOV AL,BP+4OUT 04H,AL ;數碼管顯示EE提示輸入密碼MOV BX,0HMOV CX,03H ;設置循環(huán)次數IN3:MOV BP,O

16、FFSET DTABLEMOV AL,BPOUT 04H,AL ;數碼管提示輸入位數CALL CCSCAN ;調用鍵盤掃描程序CMP AL,0BH ;判斷是否按下返回鍵JZ IN4MOV BX+SI,AL ;保存輸入密碼INC BXINC BPLOOP IN3MOV BP,OFFSET DTABLE ;判斷密碼是否正確CLDMOV CX,03MOV SI,OFFSET CODEINMOV DI,OFFSET CODEORREPZ CMPSB ;判斷密碼是否正確JNZ WRO ;若錯誤就報警MOV AL,BP+3OUT 04H,AL ;若正確數碼管就顯示00MOV AL,04HOUT 00H,A

17、L ;且給LED高電平使其點亮XOR DL,ALJMP IN4WRO: ;出錯報警部分INC DLMOV AL,BP+5 ;數碼管顯示FF提示錯誤OUT 04H,ALMOV CX,03H ;設定蜂鳴器響的次數W1:MOV AL,02H ;使蜂鳴器發(fā)聲OUT 00H,ALW2: ;延時MOV BL,3FHDEC BLCMP BL,00HJNZ W2XOR AL,AL ;輸出低電平關蜂鳴器OUT 00H,ALW3: ;延時MOV BL,3FHDEC BLCMP BL,00HJNZ W3LOOP W1JMP IN1 ;中斷返回IN4:STIIRETGMM: ;密碼修改程序CLIMOV DL,00HI

18、NP1:CMP DL,06HJNZ INP2MOV CX,03FFHRR1:MOV DH,3FHMOV AL,02HOUT 00H,ALRR2:DEC DHCMP DH,00HJNZ RR2LOOP RR1JMP C4INP2:MOV AL,BP+4OUT 04H,ALMOV BX,0000HMOV CX,03HINP3:MOV BP,OFFSET DTABLEMOV AL,BPOUT 04H,ALCALL CCSCANCMP AL,0BHJZ IN4MOV BX+SI,ALINC BXINC BPLOOP INP3MOV BP,OFFSET DTABLECLDMOV CX,03HMOV SI

19、,OFFSET DATA1MOV DI,OFFSET DATA3REPZ CMPSBJNZ WRROMOV AL,BP+3OUT 04H,ALXOR DL,DLJMP GMMWRRO:INC DLMOV AL,BP+5OUT 04H,ALMOV CX,03HWW1:MOV AL,02HOUT 00H,ALWW2:MOV BL,3FHDEC BLCMP BL,00HJNZ WW2XOR AL,ALOUT 00H,ALWW3:MOV BL,3FHDEC BLCMP BL,00HJNZ WW3LOOP WW1JMP INP1 ;當密碼輸入正確時，轉入密碼修改部分CHAN: ;修改密碼部分MOV SI

20、,OFFSET DATA1MOV DI,OFFSET DATA2MOV AL,BP+6 ;數碼管提示第一次輸入OUT 04H,ALMOV CX,03FFHY1:LOOP Y1MOV BP,OFFSET DTABLEMOV BX,0HMOV CX,03HC1:MOV AL,BPOUT 04H,ALCALL CCSCANCMP AL,0BHJZ C4MOV BX+SI,AL ;存放在輸入密碼緩沖區(qū)INC BXINC BPLOOP C1MOV BP,OFFSET DTABLEMOV AL,BP+7OUT 04H,AL ;數碼管提示第二次輸入MOV CX,03FFHY2:LOOP Y2MOV BP,O

21、FFSET DTABLEMOV BX,0HMOV CX,03HC2:MOV AL,BPOUT 04H,ALCALL CCSCANCMP AL,0BHJZ C4MOV BX+DI,AL ;存放在修改密碼緩沖區(qū)INC BXINC BPLOOP C2MOV BP,OFFSET DTABLEREPZ CMPSBJNZ CHAN ;判斷兩次輸入的密碼是否一致MOV DI,OFFSET CODEORMOV CX,03HCLDREP MOVSB ; 若是相等那就保存密碼MOV AL,02H ;且蜂鳴器響一下提示修改成功OUT 00H,ALMOV CX,03FFHC3: LOOP C3XOR AL,ALOUT

22、 00H,AL ;中斷返回C4:STIIRETCCSCAN PROC NEAR ;鍵盤掃描子程序MOV AL,00HOUT 00H,ALIN AL,02HNOT ALAND AL,0FHCMP AL,00H ;判斷是否有鍵按下JNZ K1JMP CCSCANK1:MOV CX,0EFFH ;延時LOOP K1IN AL,02HCMP AL,00HJZ CCSCANMOV AH,60H ;掃描第一列K2:MOV AL,AHOUT 00H,ALIN AL,02HNOT ALAND AL,0FHCMP AL,00H ;判斷是否有鍵按下JNZ K3OR AH,01HROR AH,1 ;掃描下一列AND

23、 AH,0FHJMP K2K3:ADD AL,AHRETCCSCAN ENDPCODE ENDSEND START 微機原理與接口技術課程設計成績評定表姓 名 劉 世 兵學 號0814114專業(yè)班級電氣工程及其自動化 08級1 班課程設計題: 一種由微機實現的多功能密碼鎖課程設計答辯或質疑記錄：成績評定依據：評 定 項 目評 分 成 績1.選題合理、目的明確（10分）2.設計方案可行性、創(chuàng)新性（20分）3.設計結果（系統(tǒng)原理圖、源程序、調試運行結果）（30分）4.平時成績（態(tài)度認真、遵守紀律）（10分）5.設計報告的規(guī)范性、參考文獻充分（不少于5篇）（10分）6.答辯（20分）總 分最終評定成績（以優(yōu)、良、中、及格、不及格評定） 指導教師簽字： 年 月 日 第18頁