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《微机原理及接口技术》课程设计
目录
第一章 设计任务与功能要求.....................................................................................................................................1
1.1 设计课题.........................................................................................................................................................1
1.2 设计目的.........................................................................................................................................................1
1.3 设计任务.........................................................................................................................................................1
1.4 基本设计要求.................................................................................................................................................1
1.5 实现目标.........................................................................................................................................................3
第二章 总体设计规划与方案论证............................................................................................................................4
2.1 硬件需求分析.................................................................................................................................................4
2.2 软件的总体设计结构.....................................................................................................................................4
2.3 软件需求分析.................................................................................................................................................5
2.4 方案论证.........................................................................................................................................................5
2.4.1 编程方案选择......................................................................................................................................5
2.5 局部程序的方案选择.....................................................................................................................................5
2.5.1 数码管自检方案选择.........................................................................................................................5
2.5.3 开关量输入以及矩阵键盘消抖方案的选择.....................................................................................6
2.5.3 矩阵键盘按键扫描方案的选择.........................................................................................................7
第三章 总体软件设计说明及总流程图.....................................................................................................................8
3.1 总体软件设计说明.........................................................................................................................................8
3.2 总流程图.......................................................................................................................................................10
第四章 系统资源分配及数据定义说明...................................................................................................................11
4.1 硬件资源分配...............................................................................................................................................12
4.2 数据单元定义及进程说明..........................................................................................................................12
4.2.1 初始化及自检设置...........................................................................................................................12
4.2.2 存储单元分配表................................................................................................................................12
第五章 局部程序设计说明.......................................................................................................................................14
5.1 自检及总初始化...........................................................................................................................................14
5.2 系统休眠子模块程序...................................................................................................................................15
5.3 拨动开关 5 次消抖动子模块程序...............................................................................................................15
5.4 驱动电机子程序...........................................................................................................................................16
5.5 矩阵键盘的响应程序...................................................................................................................................16
5.5 到位开关的响应子程序..............................................................................................................................16
5.6 矩阵键盘的消抖子程序..............................................................................................................................17
5.7 动画子模块程序...........................................................................................................................................17
5.8 拆字子模块程序...........................................................................................................................................17
5.9 蜂鸣器控制子模块程序..............................................................................................................................18
5.10 显示更新模块程序.....................................................................................................................................18
5.11 恢复出产设置子模块程序.........................................................................................................................19
第六章 存在问题及改进方案...................................................................................................................................20
6.1 存在问题.......................................................................................................................................................20
6.2 改进方案.......................................................................................................................................................20
第七章 系统功能与用户操作使用说明...................................................................................................................21
《微机原理及接口技术》课程设计
7.1 系统功能..........21
7.2 用户操作使用说
明............................21
第八章 课程设计总结..............................................................................................................................................23
.................................................................................................................................................................................24
附录:源程序清单.....................................................................................................................................................24
1
《微机原理及接口技术》课程设计
第一章 设计任务与功能要求
1.1 设计课题
酒店客房电子密码保险箱的控制程序设计
1.2 设计目的
(1)本课程设计在理论课程《微机原理及接口技术》的基础上,通过小型微机应用产
品控制程序的设计与调试过程,进而提高设计、编程、分析与调试的能力,同时作为工
程技术工作的一次基本训练。
(2)通过进一步熟悉和掌握单片机的结构及工作原理,加深对单片机理论知识的理解。
将所学知识融会贯通,锻炼设计和调试单片机应用系统的能力,领会单片机应用系统的
设计与调试方法,为进一步的学习打下一定的基础。
(3)通过这一课程设计,掌握单片机的接口及相关外围芯片的特性、使用与控制方法,
对自己储备的单片机知识加深理解,巩固基础知识的同时,提高整体的动手能力和接受
新任务项目时的执行能力。同时,为我们以后的工作积累经验,培养团队的合作精神和
分工协调能力,为今后能独立承担起电路设计、能进行微机单片机应用系统的开发与设
计工作打下一定的基础.
1.3 设计任务
设计一个以 AT89S51 单片机为核心的智能密码箱,该系统具有开机自检,可以在数码
管上显示 24 小时制的时、分、秒信息,具备调时,调分的功能。允许用户设定 4 到 6 位
的开箱密码。同时,为了提高可靠性,智能密码箱还具有主密码开箱的功能。节能方面,
智能密码箱具备自动休眠的功能。
1.4 基本设计要求
1、开机进行有关接口部件及数码显示器、指示灯、讯响器的自检。
2、数码管作为界面的信息显示。
3、在基本显示界面为按照 24 小时制动态显示实时钟的时、分、秒信息。
4、键盘上的键按下时应回馈短促的键音。
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《微机原理及接口技术》课程设计
5、时钟设定功能:
在显示时钟的基本显
示界面状态下按下“#”键则进入时钟设定界面,动态调取并显示当前实时钟的小时和分钟
值,从高位开始可逐位输入新的时、分值,当前数字位以 2Hz 频率闪烁显示的形式标示;
一旦有输入新数字则停止动态调取实时钟的时、分值,即显示的时、分值不再跟随内部
实时钟走时的变化,若按下“*”键则撤销本次修改返回基本显示界面,若按下“#”键则确
认本次修改,将新的时、分值更替到实时钟相应单元,返回基本显示界面。
6、实验板上的按钮、拨动开关用来模拟设备的开关量输入信号,应当由开关量输入处理
子模块程序统一对开关量输入信号进行检测输入并进行软件消抖动处理;实验板上的
LED 指示灯驱动电路用来模拟设备的开关量输出驱动信号,应当对输出控制信息建立输
出缓存,并统一由输出驱动子模块程序根据输出缓存内容执行实质的输出驱动;实验板
上的蜂鸣器用来模拟设备的声音告警功能,应当统一由讯响驱动子模块程序综合各功能
程序模块所产生的讯响标志信息执行实质的蜂鸣器驱动。
7、保险箱的门拴由开关式带无源触点信号反馈式电动执行器驱动,需要“正转伸出”与“反
转收缩”两个输出驱动、有“伸出到位”与“收缩到位”两个开关信号输入、此外还有箱门关闭
到位检测开关信号输入。
8、客人设置密码(客密)关箱功能:在已开箱状态下,关上箱门,并用手按紧箱门,检
测到箱门关闭到位检测开关信号输入有效的前提下,许可客人依序输入数字作为客密,
显示器同步显示,期间按下“*”键则撤销本次操作回到基本显示界面,当已输入 4~6 位
客密情况下按下“#”键则确认本次锁箱操作,控制单元驱动门栓伸出扣住箱门,门栓伸出
到位则撤销驱动信号,讯响提示锁箱完成,继续显示客密 2 秒后返回基本显示界面。
9、客密开箱功能:在已锁箱状态(箱门关闭到位且门栓伸出到位)下,客人依序输入关
箱时设置的客密,显示器同步显示,按下“*”键则撤销本次操作回到基本显示界面,按下
“#”键则确认本次输入内容,如果输入的不超过 6 位的密码与先前设置的客密吻合则控制
单元驱动门栓收缩,门栓收缩到位则撤销驱动信号,讯响提示开箱完成,即时返回基本
显示界面;如果输入的客密不吻合则讯响告警,返回基本显示界面同时统计出错次数,
如果连续三次错误输入密码,则键盘进入 3 分钟的被锁定状态,显示器黑屏,若再按任
何键,仅讯响告警,3 分钟后可重新操作。
10、主密开箱功能:首次开箱或客人忘记客密时由管理人员运用主密码开箱,在已锁箱
状态下,依序输入 8 位主密,显示器同步显示,按下“*”键则撤销本次操作回到基本显示
界面,按下“#”键则确认本次输入内容,如果输入的 8 位密码与主密吻合则控制单元驱动
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《微机原理及接口技术》课程设计
门栓收缩,门栓收缩
到位则撤销驱动信号,
讯响提示主密开箱完成,黑屏且延时 10 秒后返回基本显示界面;如果输入的主密不吻合
则讯响告警,返回基本显示界面,同时统计出错次数,如果连续三次错误输入密码,则
键盘进入 5 分钟的被锁定状态,显示器黑屏,若再按任何键,仅讯响告警,5 分钟后可重
新操作。
11、为节约电能,非待机状态下键盘无操作时间超过 30 秒钟后自动进入休眠待机状态,
只保留内部走时、扫描键盘及判断键动作,关闭显示及其它功能使功耗至低,在待机状
态按下任意键则恢复基本显示界面。
1.5 实现目标
1、结合老师给的任务书,以及老师在课堂上对任务书的讲解与分析后,我对总体方案
进行规划,编写相应程序并进行调试,满足基本要求,能够通过实验面板上的按键进行
实时钟的调校,以及密码箱的密码设定功能与输入主密开箱,客密开箱功能。
2、通过这一课程设计,对课上所学的知识加以理解与巩固,同时能够清清楚楚地说明
此次课程设计的设计程序逻辑,并做好相应的答辩准备,并撰写课程设计说明书。
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