1、<p>　　本科課程設計（論文）</p><p><b>　　題目：多功能密碼鎖</b></p><p>　　課程名稱 微機原理課程設計 </p><p>　　學 院 自動化科學與工程學院 </p><p>　　班 級

2、 </p><p>　　學生姓名 </p><p>　　學生學號 </p><p>　　提交日期 2015 年 1 月 3 日</p><p

3、><b>　　目錄</b></p><p>　　一、目的···························

4、3;················3</p><p>　　二、內容···············

5、3;····························3</p><p>　　三、設計任務···&#

6、183;····································

7、3</p><p>　　四、方案選擇及原理·······························&

8、#183;··3</p><p>　　五、所用器件·····························

9、;···········3</p><p>　　主要器件簡介····················

10、83;················4</p><p>　　六、原理圖···············&#

11、183;··························6</p><p>　　1、8086和存儲器連接····

12、··························6</p><p>　　2、CPU與8255A連接····

13、83;··························6</p><p>　　8255A的A口與鍵盤連接····

14、·····················7</p><p>　　8255A的B、C口··········

15、····················7</p><p>　　5、完整電路圖···········

16、83;·························8</p><p>　　七、軟件設計思路······

17、;·································8</p><p>

18、;　　八、流程圖···································&#

19、183;······9</p><p>　　1、主程序·························&

20、#183;···············10</p><p>　　2、子程序················

21、;························11</p><p>　　九、程序代碼·······&#

22、183;·································11</p><

23、p>　　十、設計中的難點··································&

24、#183;·13</p><p>　　十一、收獲及體會·····························&#

25、183;········14</p><p><b>　　多功能密碼鎖</b></p><p><b>　　一、目的</b></p><p>　　了解和掌握8086，8255，等接口芯片以及LED顯示器的原理和功能；</p>&l

26、t;p>　　能用這些接口芯片構建一個簡單的系統(tǒng)控制對象，</p><p>　　掌握接口電路的綜合設計與使用；</p><p>　　通過自己動手，進一步了解計算機得工作原理，接口技術，提高計算機硬件，軟件綜合應用能力，即對微機原理，接口技術，匯編語言程序設計進行綜合訓練。</p><p><b>　　二、內容</b></p>

27、<p>　　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</p><p>　　顯示00字樣。當輸入密碼錯誤時，發(fā)出錯誤警告聲音，同時顯示FF字樣。當六次誤碼輸入的條件下，產(chǎn)生報警電平報警。還可以實現(xiàn)對密碼的修改，修改成功后，蜂鳴器發(fā)出確認音。</p><p><b>　　三、設計任務</b></p><p>　　1、選

28、用8086和適當?shù)拇鎯ζ骷敖涌谛酒瓿上鄳墓δ堋?lt;/p><p>　　2、用LED顯示器顯示電子鎖的當前狀態(tài)。</p><p>　　3、畫出詳細的硬件連接圖。</p><p>　　4、給出程序設計思路、畫出軟件流程圖。</p><p>　　5、給出地址分配表。</p><p>　　6、給出所有程序清單并加上必要注釋。

29、</p><p>　　7、完成設計說明書（列出參考文獻，所用器件型號）。</p><p><b>　　四、方案選擇及原理</b></p><p>　　這次的設計要求是在密碼輸入正確時輸出開鎖電平和顯示“00”，密碼錯誤時顯示“FF”和蜂鳴器發(fā)出報警聲音等，我們采用8255A的B口作為顯示器的輸出，c口為選管和接蜂鳴器，開鎖及報警電平。對于6次密

30、碼錯誤輸入，剛開始用8253計數(shù)器，后來發(fā)覺可以直接用軟件控制，線路簡單，程序也很易實現(xiàn)。</p><p>　　用蜂鳴器發(fā)聲次數(shù)來區(qū)分確認和警告聲音，一聲表示確認，三聲表示警告。鍵盤上的按鍵用SW-PB共12個，0-9為數(shù)字鍵，連接到8255A的A口對應二進制數(shù)，還有確認鍵和密碼修改鍵，按下表示A口接收到低電平信號。</p><p><b>　　五、所用器件</b>&

31、lt;/p><p>　　CPU8086、并行接口8255A、存儲器27c513、地址鎖存器8282、74LS138、石英晶振，8284A、共陰極數(shù)碼管、非門74LS04、蜂鳴器，電阻、開關等。</p><p><b>　　主要器件簡介</b></p><p><b>　　CPU8086</b></p><p

32、>　　8086是Inter系列的16位微處理器，芯片上有2.9萬個晶體管，采用 HMOS工 藝制造，用單一的+5V電源，時鐘頻率為5MHz~10MHz。 8086有16根數(shù)據(jù)線和20根地址線，它既能處理16位數(shù)據(jù)，也能處理8位數(shù)據(jù)。可 尋址的內存空間為1MB.</p><p><b>　　并行接口8255</b></p><p>　　Intel 8086/808

33、8 系列的可編程外設接口電路（Programmable Peripheral Interface)簡稱 PPI，型號為8255（改進型為8255A及8255A-5），具有24條輸入/輸出引腳、可編程的通用并行輸入/輸出接口電路。它是一片使用單一+5V電源的40腳雙列直插式大規(guī)模集成電路。8255A的通用性強，使用靈活，通過它CPU可直接與外設相連接。</p><p>　　地址鎖存器74LS138</p>

34、;<p>　　74LS138 為3 線－8 線譯碼器，共有 54/74S138和 54/74LS138 兩種線路結構型式，其工作原理如下：當一個選通端（G1）為高電平，另兩個選通端（/(G2A)和/(G2B)）為低電平時，可將地址端（A、B、C）的二進制編碼在一個對應的輸出端以低電平譯出。 利用 G1、/(G2A)和/(G2B)可級聯(lián)擴展成 24 線譯碼器；若外接一個反相器還可級聯(lián)擴展成 32 線譯碼器。 若將選通端中的一

35、個作為數(shù)據(jù)輸入端時，74LS138還可作數(shù)據(jù)分配器。</p><p><b>　　六、原理圖</b></p><p>　　1、8086和存儲器連接</p><p>　　存儲器地址：0000H~3FFFH</p><p>　　2、CPU與8255A連接</p><p>　　8255A地址分配：PA8

36、00H PB802H PC804H 控制寄存器806H</p><p>　　為了滿足8255A的四個端口地址必須為偶地址這一要求，將8255A的A1、A0分別與8086系統(tǒng)地址總線的A2、A1相連，并且，CPU在對8255A的端口進行訪問時，總是將地址中的A0設置為0.</p><p>　　3、8255A的A口與鍵盤連接</p><p>　　共12個按鍵，0-

37、9為數(shù)字鍵，每個十進制數(shù)對應PA3~PA0四位二進制數(shù)，確認鍵和修改密碼鍵按下時，PA4和PA5為低電平。</p><p>　　4、8255A的B、C口</p><p>　　C口低四位用了低三位，都是輸出高電平有效，高四位用了兩位，輸出低電平有效。</p><p><b>　　完整電路圖</b></p><p><

38、b>　　七、軟件設計思路</b></p><p>　　由于硬件設計部分沒有用到8259和8253，主要器件是8086和8255，所以使得設計簡單很多。程序也主要解決如何利用8255來實現(xiàn)所要求的功能這個問題。首先需要初始化8255，A口作為輸入，B、C口作為輸出。一開始縱觀設計內容及要求，可以大致知道需要三個子程序，修改密碼程序、開鎖程序、閉鎖程序。由A口輸入的數(shù)據(jù)決定調用哪個子程序，而相關子程

39、序需要具有所要求的功能，比如修改密碼程序需要在修改成功后發(fā)出蜂鳴聲，開鎖程序需要輸出開鎖電平和顯示00字樣，等等。為方便程序編寫，采用輸入數(shù)據(jù)逐位與正確密碼相比的方法，只要有一位不相同即轉入閉鎖程序，而在閉鎖程序中需要設置計數(shù)值，當轉入閉鎖程序六次也即輸入錯誤密碼六次則輸出報警電平報警。這樣則能完成所需的所有功能。程序設計思路基本如此。按此思路畫完流程圖之后則進入程序設計階段。大框架已經(jīng)確定下來，現(xiàn)在需要決定一些重要的細節(jié)。比如如何安排

40、計數(shù)值的位置，子程序的返回處，等等。經(jīng)過多次試探與檢驗，最終將這些細節(jié)確定下來。最后將程序開始的初始化、退出程序補充完整，整體再檢查一遍，查漏補缺，即可完成設計。</p><p><b>　　八、流程圖</b></p><p><b>　　主程序流程圖</b></p><p>　　修改密碼子程序流程圖 閉

41、鎖子程序流程圖 開鎖子程序流程圖</p><p><b>　　九、程序代碼</b></p><p>　　DATAS SEGMENT</p><p>　　PASSWORD DB 0,0,0,0,0,0 ;設置初始密碼</p><p>　　DATAS ENDS</p>

42、<p>　　CODES SEGMENT</p><p>　　ASSUME CS:CODES,DS:DATAS,ES:STACKS</p><p>　　START: MOV AX,DATAS</p><p>　　MOV DS,AX</p><p>　　MOV AX,STACKS</p><p>　　MO

43、V ES,AX</p><p>　　MOV AL,90H</p><p>　　OUT 63H,AL ;初始化8255，方式0，A口輸入，B、C口輸出</p><p>　　IN AL,60H ;讀取A口數(shù)據(jù)</p><p>　　AND AL,20H

44、 ;是否需要修改密碼</p><p>　　JNE CHANGE ;需要則調用修改密碼子程序</p><p>　　MOV BX,5 ;設置錯誤密碼輸入最大次數(shù)</p><p>　　A1: MOV CX,5 ;設置密碼個數(shù)</p><p>　　

45、MOV SI,OFFSET PASSWORD</p><p>　　A2: IN AL,60H</p><p>　　CMP AL,BYTE PTR[SI] ;逐位比較，判斷輸入密碼是否正確</p><p>　　JNE CLOSE ;只要有一位錯誤就調用閉鎖子程序</p><p>&

46、lt;b>　　INC SI</b></p><p><b>　　LOOP A2</b></p><p>　　CALL OPEN ;正確就調用開鎖子程序</p><p><b>　　JMP ST</b></p><p>　　CHANGE

47、 PROC NEAR ;修改密碼子程序</p><p>　　MOV CX,5 ;設置密碼個數(shù)</p><p>　　MOV SI,OFFSET PASSWORD</p><p>　　A3: IN AL,60H </p><p>　　MOV [SI],AL&

48、lt;/p><p>　　INC SI</p><p>　　LOOP A3 ;依次修改六位密碼</p><p>　　A4: IN AL,60H</p><p>　　AND AL,10H ;判斷有否按下確認鍵</p><p>　　JN

49、E A4 ;沒按下則繼續(xù)等待</p><p>　　MOV AL,01H</p><p>　　OUT 62H,AL ;蜂鳴器響一下表示確認</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　CHANGE ENDP</p

50、><p>　　CLOSE PROC NEAR ;閉鎖子程序</p><p>　　MOV AL,71H</p><p>　　OUT 61H,AL ;數(shù)碼管輸出“F”</p><p>　　MOV AL,10H</p><p>　　OUT 6

51、2H,AL ;選中L0輸出“F”</p><p>　　MOV AL,71H</p><p>　　OUT 61H,AL</p><p>　　MOV AL,20H</p><p>　　OUT 62H,AL ;選中L1輸出“F”</p><p>

52、;　　A5: MOV CX,3</p><p>　　MOV AL,01H</p><p>　　OUT 62H,AL</p><p>　　LOOP A5 ;蜂鳴器響四下表示錯誤警告</p><p>　　DEC BX</p><p>　　CMP

53、BX,0 ;判斷是否已經(jīng)輸入六次錯誤密碼</p><p>　　JNE A1 ;不夠六次則重新轉到A1</p><p>　　MOV AL,04H</p><p>　　OUT 62H,AL ;已輸入六次誤碼則產(chǎn)生報警電平報警</p><p&g

54、t;<b>　　RET</b></p><p>　　CLOSE ENDP</p><p>　　OPEN PROC NEAR ;開鎖子程序</p><p>　　A6: IN AL,60H</p><p>　　AND AL,10H</p><p&g

55、t;　　JNE A6 ;等待確認鍵按下</p><p>　　MOV AL,3F</p><p>　　OUT 61H,AL ;數(shù)碼管輸出“0”</p><p>　　MOV AL,10H</p><p>　　OUT 62H,AL

56、 ;選中L0輸出“0”</p><p>　　MOV AL,3F</p><p>　　OUT 61H,AL</p><p>　　MOV AL,20H</p><p>　　OUT 62H,AL ;選中L1輸出“0”</p><p>　　MOV AL,02H&l

57、t;/p><p>　　OUT 62H,AL ;輸出開鎖電平，開通LED,顯示電子鎖開啟</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　OPEN ENDP</p><p>　　ST: MOV AX,4CH</p><p>　　INT

58、 21H</p><p>　　CODES ENDS</p><p>　　END START</p><p><b>　　十、設計中的難點</b></p><p><b>　　1.硬件</b></p><p>　　在硬件方面，設計過程也遇到不少的問題。首先沒看過實物，

59、對硬件沒有一個大概的輪廓，最后經(jīng)過網(wǎng)上查找資料和跟同學交流，完成了設計。</p><p><b>　　2.軟件</b></p><p>　　首先是如何安排好幾個子程序調用的順序。按照一般的邏輯思維，我將修改密碼安排在第一個，如果用戶剛開始即要修改密碼可以很方便地實現(xiàn)，如果不用則轉入輸入密碼步驟。而若輸入錯誤密碼則調用閉鎖程序，否則調用開鎖程序，這樣則可初步安排好順序。

60、其次是如何判斷錯誤密碼。如果輸入的是錯誤的密碼，按照我們日常生活經(jīng)驗，是全部輸入才提示出錯，而我覺得這樣太浪費時間，所以考慮將輸入的密碼逐位與正確密碼相比較，只要有一位不符合則馬上顯示出錯，這樣實現(xiàn)起來也比較容易，只需要獲取正確密碼的偏移地址和輸入的相應密碼，然后用一個邏輯語句“與”將兩者進行比較，再利用條件轉移語句即可輕松實現(xiàn)。最后是警告聲音的處理問題。因為已經(jīng)要用到蜂鳴器來發(fā)出對新密碼的確認音，故為了簡化電路，我們決定也用蜂鳴器來發(fā)

61、出錯誤警告聲音，規(guī)定響一聲表示確認新密碼，響四聲表示錯誤警告。</p><p><b>　　十一、收獲及體會</b></p><p>　　這次的課程設計雖有四個設計題目，但比較熟悉，平時比較常接觸到的只有密碼鎖這個，而且感覺這個題目相對來說也比較簡單一點，設計思路比較清晰一些，所以選了多功能密碼鎖這個設計題目。但想的時候感覺不難，實際去設計的時候遇到的問題缺不少，首先

62、硬件這個東西就感覺無從下手，畢竟沒見過實物，所以連個起碼的概念也沒有，只能先通過在網(wǎng)上查找資料讓自己有大概的輪廓，然后在對硬件慢慢設計，但還是有很多地方不懂，最后在和同學交流后才完成設計。至于軟件部分，則是先畫了流程圖，把思路縷清后，才寫程序，但因為有很些指令不熟悉，最后借鑒了網(wǎng)上的一些程序，在加上看書，才完成了設計。在這次設計中，讓我知道了看起來很難的事情，只要有耐心，一步一步，總會完成的，并且知道有時和別人交流會讓自己少走彎路。而更