西电微原课设——矩阵式键盘数字密码锁设计

一、课程设计目的

1. 掌握微机系统总线与各芯片管脚连接方法，提高接口扩展硬件电路连接能力。
2. 初步掌握键盘扫描，密码修改和计时报警程序的编写方法。
3. 掌握通过矩阵式键盘扫描实现密码锁功能的设计思路和实现方法。

二、课程设计内容
根据设定好的密码，采用4x4矩阵键盘实现密码的输入功能。当密码输入正确
之后，锁就打开（绿灯亮），10秒之后，锁自动关闭（红灯亮）；如果连续输入三次密码不正确，就锁定按键5秒钟，同时发出报警(黄灯闪)，5秒后，解除按键锁定，恢复密码输入。

三、系统功能与设计要求
1．基本功能要求
（1）具有开锁、修改用户密码等基本的密码锁功能。
（2）对于超过3次密码密码错误，锁定键盘5秒，系统报警。5秒后解除锁定。
（3）通过LCD字符液晶和LED指示灯（红，绿，黄）实时显示相关信息。
（4）用户密码为6位数字，显示采用“*”号表示。
（5）密码锁键盘设计合理，功能完善，方便用户使用。

3．本小组实现的功能
（1）我们设定用户的初始密码为“123456”，系统加电运行后，密码锁初始状态为常闭（红灯亮），用户可以选择开锁或修改密码。如果选择开锁就按“Open”键，系统提示输入密码，输入用户密码+“#”键后，如果密码正确，就打开锁（绿灯亮10秒+红灯亮5秒），然后重新进入初始状态；若密码错，提示重新输入，连续三次错误，提示警告词同时报警（黄灯闪+蜂鸣器发出警报声），锁定键盘5秒，然后重新进入初始状态。
（2）如果选择修改密码就按“Modify”键，系统提示输入旧密码，输入旧密码+“#”键后，如果正确，系统提示输入新密码，输入新密码+“#”后，新密码起效，重新进入初始状态；如果旧密码错，不能修改密码，密码锁直接进入初始状态。
（3）增加管理员（Admin）功能：管理员密码为“12345678”，管理员按“Admin”键后，系统提示输入管理员密码，输入管理员密码+“#”键后，如果正确，系统自动恢复用户初始密码为“123456”；如果管理员密码输入错误，则不断提示重新输入，直到管理员密码输入正确。
（4）增加“shift”键功能：在用户输入密码的过程中，如果中途按下“shift”键，则用户需再按下“0”-“9”中的一个键，此时系统可自动将用户按下的键转为字符“a”-“j”，即实现了输入英文字母的功能。
（5）增加输入清除功能（Delete）：在输入密码过程中，如果中途按下“Del”键，则清除前面的输入，开始重新输入密码。

四、整体设计方案
密码锁键盘采用实验箱上的4x4矩阵键盘，液晶显示采用12864j液晶显示器，指示灯实现采用LED模块。通过8255可编程并行接口实现读取矩阵键盘、控制LED灯的亮灭和控制蜂鸣器发出警报声。我们采用A口控制LED灯，B口作为矩阵键盘的列扫描信号的输入，PC1和PC0分别读取键盘输出KL2和KL1的信号值。对于12864j液晶显示器的控制我们采用软件编程的方式实现。
1.密码锁键盘设计图：

2.硬件设计及连接图：

3.软件运行流程图：

4.硬件连线图：

六、测试情况
（1）输入密码123456，显示密码正确，成功；
（2）输错三次，黄灯闪烁伴有蜂鸣器警告，成功；
（3）按下Admin按键，输入管理员密码，即可初始化密码，输入初始化后的密码，显示密码正确，成功；
（4）按下Delete按键可以清除之前输入的字符，成功；
（5）按下Shift按键可以进行字母数字键组合，利用Modify键修改密码123456为b2345g，输入123456无法登录，输入b2345g密码正确，成功。