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任务六 电子密码锁的制作

任务六 电子密码锁的制作. 学习目标 ：过学习任务六的完成方法，熟悉单片机的键盘与显示接口、存储器的扩展等 。 任务描述 ：电子密码锁由电路和机械两部分组成。可以完成密码的修改、设定及非法人侵报警、驱动外围电路等功能。从硬件上看，它主要由以下部分组成 :LED 显示器、键盘输入、外围扩展器件等。能够实现数码输入、数码清除、密码解除、码更改、密码上锁和密码解除等功能。. 工作原理

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任务六 电子密码锁的制作

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  1. 任务六 电子密码锁的制作 学习目标：过学习任务六的完成方法，熟悉单片机的键盘与显示接口、存储器的扩展等。任务描述：电子密码锁由电路和机械两部分组成。可以完成密码的修改、设定及非法人侵报警、驱动外围电路等功能。从硬件上看，它主要由以下部分组成:LED显示器、键盘输入、外围扩展器件等。能够实现数码输入、数码清除、密码解除、码更改、密码上锁和密码解除等功能。

  2. 工作原理 系统工作时,用户通过按键输入8位密码,按下“确认”键后,单片机将输入密码与设定密码进行比较,若密码正确,则发出开锁信号,将门打开, 系统不报警;若密码不正确,则有相应的指示灯闪动,并要求重新输入密码,重新输入密码的次数不能超过3次,若3次输入的密码都不正确,则发出报警信号。 当发生破门而入等非正常开锁情况时, 此时系统报警。

  3. 第七章MCS-51单片机的系统扩展 • 7.1 存储器的扩展 • 7.2 并行口的扩展 • 7.3 8279接口芯片 • 7.4 键盘及显示接口 为什么要扩展？ 　　单片机内部资源有限,在复杂的运用中,需要进行资源性扩展

  4. 7.1 存储器的扩展 • 扩展原则 　（１）地址唯一性，一个单元一个地址； 　（２）同一时刻，CPU只能访问一个地址，即只能与一 　　　个单元交换数据。 • 扩展方式 　采用总线结构形式 　总线：连接系统中各扩展部件的一组公共信号线 8051是通过三类总线完成扩展的。 • 单片机系统扩展的实现 返回本章首页

  5. 三类总线 • 地址总线AB 作用：传送单片机送出的地址信息，用于访问外 部存储器或I/O端口，为单向线。16根，由P0、P2实现。 • 数据总线DB 作用：单片机与外部存储器或I/O端口（外设）之间数据传送，为双向线。8根，由P0实现。 • 控制总线CB 作用：为单片机与外设之间的联络信号线，为双向线。

  6. 单片机系统扩展的实现 一、8051单片机的引脚与功能 二、外部ROM的扩展 三、外部RAM的扩展 返回本节

  7. P1.0 1 40 V CC P1.1 2 39 P0.0/AD 0 P P A 1.7 2.7 15 P1.2 3 38 P0.1/AD 1 P P A 1.6 2.6 14 P1.3 4 37 P0.2/AD P P A 1.5 2.5 13 2 P P A 1.4 2.4 12 P1.4 5 36 P0.3/AD 3 P P A 1.3 2.3 11 P P A 1.2 2.2 10 P1.5 6 35 P0.4/AD 8031 4 P P A 8031 1.1 2.1 9 地 P1.6 7 34 P0.5/AD P P A 用 1.0 2.0 8 5 址 8051 户 总 P1.7 8 33 P0.6/AD 6 P P A I/O 3.7 0.7 7 线 8051 P P A 3.6 0.6 6 RST 9 32 P0.7/AD (AB) 锁 7 P P A 3.5 0.5 5 P P A RXD/P3.0 10 31 EA/V 3.4 0.4 4 PP 存 P P A 3.3 0.3 3 TXD/P3.1 11 30 ALE/PROG P P A 3.2 0.2 2 器 P P A 3.1 0.1 1 12 29 PSEN P P A 3.0 0.0 0 控 13 28 P2.7/A 15 G PSEN ALE 制 T0/P3.4 14 27 P2.6/A EA 14 总 D 7 ALE 线 T1/P3.5 15 26 P2.5/A D 13 6 RESET (CB) 数 D 5 WR/P3.6 16 25 P2.4/A 据 12 D 4 总 +5V V CC D 3 RD/P3.7 17 24 P2.3/A 11 线 D 2 (DB) V XTAL2 18 23 P2.2/A SS D 10 1 D 0 XTAL1 19 22 P2.1/A 9 V 20 21 P2.0/A SS 8 一、8051单片机的引脚与功能 INT0/P3.2 INT1/P3.3

  8. P0输出低8位地址信息，ALE=1 • P0输出8位数据信息，ALE=0 • P2输出高8位地址信息 • 锁存器——74LS373 74LS373：8D锁存器芯片 返回

  9. 二、外部ROM的扩展 • 1.常用ROM介绍 ROM EPROM E2PROM Intel的EPROM：2716、2764、27128等 27——系列号 后跟的数据为该芯片的容量 例：2764 容量 64/8=8KB 27256 容量 256/8=32KB • 2.以2764为例（P7-3）

  10. 地址线：13根 A0~A12 数据线：8根 D0~D7 片选线：CS 数据输出选通线：OE 电源：VCC 编程电源：Vpp 地：GND 编程脉冲：PGM NC

  11. 3.ROM扩展的实现 AB：A0~A7 P0 A8~A12 P2的低5位 DB：P0 D0~D7 CB：PSEN OE ALE 74LS373的G 外部程序存储器一般连接方法 例.用一片2764扩展8KBROM的8031系统。 解：见下图。

  12. PSEN OE A8 P2.0 A9 P2.1 A10 P2.2 A11 P2.3 A12 P2.4 P2.5 D0 P2.6 QO A0 Q1 D1 P2.7 A1 Q2 D2 A2 Q3 D3 A3 Q4 D4 A4 74LS373 Q5 D5 A5 2764 Q6 D6 8031 A6 Q7 D7 A7 G OE D0 P0.0 D1 P0.1 D2 P0.2 D3 P0.3 D4 P0.4 D5 P0.5 D6 P0.6 CE D7 P0.7 EA ALE 扩展8K字节程序存储器的连线图 地址范围 0000H 1FFFH 返回

  13. 三、外部RAM的扩展 • 1.RAM的分类 MOS型 工艺 双极型 静态：只须电源 工作方式 动态：增加刷新电路 • 2.常用芯片 Intel 6116 6264 62128等 61 62——系列号 后跟的数据表示该芯片的容量 例如 6116 容量为16/8=2KB 6264 容量为64/8=8KB 62128 容量为128/8=16KB • 3.以6116为例

  14. 地址线：11根 A0~A10 数据线：8根 D0~D7 片选信号输入线：CE 读选通信号输入线：OE 写选通信号输入线：WE 电源：VCC 地：GND NC 例.用一片6116扩展2KBRAM的8031系统。 解：见下图。

  15. P3.7(RD) OE P3.6(WR) WE P2.0 A8 P2.1 A9 P2.2 A10 P2.3 P2.4 P2.5 QO D0 P2.6 A7 Q1 D1 P2.7 A6 Q2 D2 A5 D3 Q3 A4 A3 D4 Q4 74LS373 A2 D5 Q5 6116 8031 A1 D6 Q6 A0 D7 Q7 G OE I/O0 P0.0 I/O1 P0.1 I/O2 P0.2 I/O3 P0.3 I/O4 P0.4 I/O5 P0.5 I/O6 P0.6 CE I/O7 P0.7 EA ALE 扩展2KB数据存储器的线路图 地址范围 0000H 07FFH

  16. G Y2 P2.7 B Y1 P2.6 74LS139 A Y0 P2.5 A12 A12 A12 A12 A12 A12 A12 A12 A12 A12 A12 A12 A12 A12 A12 A12 CE CE CE CE CE CE CE CE CE CE CE CE CE CE CE CE P2.4 A11 A11 A11 A11 A11 A11 A11 A11 A11 A11 A11 A11 A11 A11 A11 A11 P2.3 A10 A10 A10 A10 A10 A10 A10 A10 A10 A10 A10 A10 A10 A10 A10 A10 P2.2 A9 A9 A9 A9 A9 A9 A9 A9 A9 A9 A9 A9 A9 A9 A9 A9 P2.1 IC12764 IC36264 IC02764 IC02764 IC02764 IC26264 A8 A8 A8 A8 A8 A8 A8 A8 A8 A8 A8 A8 A8 A8 A8 A8 P2.0 Q7 A7 A7 A7 A7 A7 A7 A7 A7 A7 A7 A7 A7 A7 A7 A7 A7 ALE 74LS373 Q0 A0 A0 A0 A0 A0 A0 A0 A0 A0 A0 A0 A0 A0 A0 A0 A0 D7-D0 D7-D0 80C51 OE OE OE OE OE OE OE OE OE OE OE OE WE OE OE OE OE D7 D7 D7 D7 D7 D0 D0 D0 D0 D7 D7 D7 D7 D0 D0 D0 D0 WE D0 P0 PSEN WR RD 综合扩展实例 扩展16KB RAM和16KBROM 返回

  17. 7.2 并行口的扩展 • 一、 简单I/O口的扩展 • 二、 专用可编程并行口芯片 返回本章首页

  18. D0 Q0 LED0 +5V P0.0 Q1 D1 LED1 P0.1 D2 Q2 LED2 P0.2 Q3 D3 LED3 P0.3 74LS273 D4 Q4 LED4 P0.4 D5 Q5 LED5 P0.5 LED6 Q6 D6 P0.6 LED7 D7 Q7 P0.7 K0 Q0 D0 8051 K1 Q1 D1 K2 Q2 D2 K3 WR Q3 D3 K4 P2.0 Q4 D4 K5 RD 74LS244 Q5 D5 K6 Q6 D6 K7 Q7 D7 G 一、 简单I/O口的扩展 三态门74LS244作输入8D锁存器作输出 简单I/O接口扩展电路 返回本节

  19. 二、 专用可编程并行口芯片 • 8155 • 8255 返回本节

  20. 8155 1.8155的结构和引脚

  21. AD0~AD7 选 中 寄 存 器 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 × × × × × 0 0 0 内部命令寄存器 × × × × × 0 0 1 通用I/O口A寄存器 × × × × × 0 1 0 通用I/O口B寄存器 × × × × × 0 1 1 口C：通用I/O口或控制口 × × × × × 1 0 0 定时/计数器的低8位寄存器 × × × × × 1 0 1 定时/计数器的高8位寄存器 2.8155口地址分布

  22. P2.4 P2.3 选择 地 址 0 0 RAM E700H～E7FFH (256B) 0 1 I/O口 EF00H 命令口/状态口 EF01H 通用I/O口A EF02H 通用I/O口B EF03H 口C EF04H 计数值低8位 EF05H 计数值高8位和计数方式 3.8155与单片机的连接 8155的RAM和I/O口地址分配 扩展一片8155的基本方案

  23. 方式 位 ALTI ALT2 ALT3 ALT4 PC0 输入方式 输出方式 AINTR（A口中断） AINTR（A口中断） PC1 ABF（A口缓冲器满） ABF（A口缓冲器满） PC2 ASTB（A口选通） ASTB（A口选通） PC3 输出方式 BINTR（B口中断） PC4 BBF（B口缓冲器满） PC5 BSTB（B口选通） 备注 A口B口为基本I/O口 A口B口为基本I/O口 A口为选通输入方式 B口为基本I/O口 A口、B口为选通 输入/输出方式 4．8155片内RAM的使用 C口工作方式

  24. 8155方式4的逻辑结构图

  25. M2 M1 方 式 定时器输出方波 0 0 单个方波 0 1 连续方波 1 0 在终止计数时输出单个脉冲 1 1 连续脉冲 5．作定时/计数器用 8155定时器输出方式

  26. 8255 • 1.8255结构 • 2.8255A控制字 • 3.8255A工作方式 • 4.MCS-51与8255的连接方式

  27. 1.8255结构

  28. 内部结构 8255A由三部分组成。 ⑴、与外设接口部分 8255A内部包括三个8位的输入输出端口，分别是端口A、端口B、端口C，相应信号线是PA7～PA0、PB7～PB0、PC7～PC0。端口都是8位，都可以作为输入或输出，但功能上各有特色： 端口A：一个8位数据输出锁存和缓冲器；一个8位数据输入锁存器。 端口B：一个8位数据输入/输出、锁存/缓冲器；一个8位数据输入缓冲器。 端口C：一个8位数据输出锁存/缓冲器；一个8位数据输入缓冲器（输入没有锁存）。

  29. ⑵、与微处理器接口部分 这部分主要完成数据传送及逻辑控制。 CS、RESET、RD、WR、A1 A0、VCC、 GND ⑶、内部控制部分 由A、B两组控制电路组成，主要作用是根据CPU送来的控制字用以决定两组端口（A组为A口C口的高4位，B组为B口和C口的低4位。）的工作方式，也可根据控制字的要求对C口按位进行置位或复位。

  30. 2.8255A控制字 ⑴、工作方式控制字

  31. 例 要求8255的PA口为方式0，输入；PB为方式1，输出；PC4~PC7输出；PC0~PC3为输入。 解：工作方式控制字 10010101

  32. ⑵、8255A置位复位控制字

  33. 例 从PC0输出一个方波。 解：置位 00000001 复位 00000000

  34. 3.8255A工作方式 • 三种基本的工作方式： 方式0－基本的输入输出方式 方式1－选通输入输出方式 方式2－双向传送方式。   ⑴、方式0 方式0不使用联络信号，也不使用中断，A口和B口可定义为输入或输出口，C口分成两个部分（高四位和低四位），C口的两个部分也可分别定义为输入或输出。在方式0，所有口输出均有锁存，输入只有缓冲，但无锁存，C口还具有按位将其各位清0或置1的功能。

  35. ⑵、方式1   A口借用C口的一些信号线用作控制和状态线，形成A组，B口借用C口的一些信号线用作控制和状态线，组成B组。在方式1下，A口和B口的输入输出均带有锁存。

  36. ⑶、方式2  方式2是A组独有的工作方式。外设既能在A口的8条引线上发送数据，又能接收数据。此方式也是借用C口的5条信号线作控制和状态线，A口的输入和输出均带有锁存。

  37. 4.MCS-51与8255的连接方式

  38. 例 设PA口接一组开关，PB接指示灯，将R2的内容送指示灯，将开关转态读入A。 解：10010000 控制口地址：7FFFH PA口地址 ：7FFCH PB口地址 ：7FFDH PC口地址 ：7FFEH MOV DPTR，#7FFFH MOV A，#90H MOVX @DPTR,#7FFDH MOV A,R2 MOVX @DPTR,A MOV DPTR,#7FFCH MOVX A,@DPTR

  39. 例 从PC0送出一方波。 解： 置位00000001 复位00000000 控制口地址：7FFFH PA口地址 ：7FFCH PB口地址 ：7FFDH PC口地址 ：7FFEH MKOV DPTR，#7FFFH L3：MOV A，#01H MOVX @DPTR,A MOV R0,#0FFH L1:DJNZ R0,L1 MOV A,#00H MOVX @DPTR,A MOV R1,#0FFH L2:DJNZ R1,L2 SJMP L3

  40. 7.3 8279接口芯片 • 8279是专用键盘/显示器控制芯片，能对显示器自动扫描，能识别键盘上按下键的键号；可充分提高CPU的工作效率。 • 8279与MCS-51接口方便，由它构成的标准键盘/显示器接口在微机应用系统中使用越来越广泛。 返回本章首页

  41. 1．8279接口和编程的一般方法 • 接口电路的一般连接方法 8279的键盘/显示器电路与8031接口的一般连接方法如图8-22所示。 ALE可直接与8279CLK相连，由8279设置适当的分频数，分频至100KHz。

  42. 8279的键盘/显示器电路及与8031接口

  43.   8279键盘、显示接口应用特性： （1）8279操作命令（表8-2所示） （2）8279的FIFO状态查询 （3）8279的数据输入/输出 （4）显示器的填入/移位方式 （5）8279的内部译码与外部译码 （6）键盘键值的给定

  44. 8279命令功能键一览表

  45. （续表）

  46. 8031和8279键盘/显示器接口的编程方法 对于图8-22所示的一般接口电路，键盘的读出既可用中断方式，也可用查询方式。 设若16位LED显示，16个按键，键盘采用查询方式读出。16位显示数据的段选码存放在8031片内RAM的30H～3FH单元；16个键的键值读出后存放在 40H～4FH中。8031晶振为8MHz。

  47. 8×8键盘的键值与键号 返回本节

  48. 7.4 键盘及显示接口 7.4.1键盘接口 • 一、行列式键盘 • 二、独立式键盘接口 • 三、键盘工作方式 7.4.2显示接口 一、LED显示器接口 二、 LCD显示器接口 三、 典型键盘/显示器接口实例 返回本章首页

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