宿舍安全系統(tǒng)單片機(jī)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書

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1、 接口課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告 宿舍安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告 一 .實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙?目的：結(jié)合一個(gè)實(shí)際的接口技術(shù)問題在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上編程模擬實(shí)現(xiàn)。 要求： 結(jié)合實(shí)際應(yīng)用，設(shè)計(jì)一微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，要求該系統(tǒng)綜合應(yīng)用并行接口、串行接口、其它接口（定時(shí)器接口、中斷接口、模擬接口可選）、編制對(duì)應(yīng)的程序，實(shí)現(xiàn)主控中心微機(jī)與下位機(jī)遠(yuǎn)距離傳送以及遠(yuǎn)程控制或監(jiān)測(cè)功能。 二 .系統(tǒng)功能 本系統(tǒng)是用來(lái)驗(yàn)證進(jìn)入宿舍人員的身份的。用戶從下位機(jī)刷卡，并錄入用戶名和密碼。下位機(jī)分別將用戶名和密碼發(fā)送給主控機(jī)，主控機(jī)驗(yàn)證之后，發(fā)送相應(yīng)的反饋信息給下位機(jī)。只有 當(dāng)用戶名和密碼都被確認(rèn)，用戶身份才合法。合法時(shí)下位機(jī)控制發(fā)光部件逐個(gè)亮燈提示，不合法時(shí)則下

2、位機(jī)控制發(fā)聲部件鳴聲警報(bào)。 三 .系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1. 系統(tǒng)硬件由主控機(jī)（其中一臺(tái)微機(jī)）、下位機(jī)（另一臺(tái)位微機(jī)）和執(zhí)行部件組成。主控機(jī)與下位機(jī)通過(guò)串行通信線連接。 2. 執(zhí)行部件：由接口電路等組成，將接收的數(shù)據(jù)送入到下位機(jī)或?qū)⑾挛粰C(jī)輸出的數(shù)據(jù)送到執(zhí)行部件。 3. 下位機(jī)：與主控機(jī)通信，控制執(zhí)行部件。 4主控機(jī)：與所有下位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，必要時(shí)需建數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理等。 5主控機(jī)程序：串行（ RS232/RS485）通信程 序，數(shù)據(jù)處理程序等。 6下位機(jī)程序：串行（ RS232/RS485）通信程序，執(zhí)行部件控制程序。 系統(tǒng)接口框圖見下頁(yè)所示： 下圖中， 8255 是用來(lái)進(jìn)行下位機(jī)控制部件的接口單元

3、。 A 口的 8 個(gè)引腳和控制板上的 8個(gè)顯示燈相連，其輸出決定燈的狀態(tài)； B 口 8 個(gè)引腳和控制板上的撥碼開關(guān)的 8 位相連，編碼開關(guān)的狀態(tài)可由 B 口讀入下位機(jī)； C 口的 PC0,PC1,PC3 分別和控制板上的 SW1,SW2,S24 相連，可由下位機(jī)讀入各開關(guān)的狀態(tài)， PC6 則和喇叭相連，由 PC6 輸出方波控制喇叭發(fā)聲。 四程序設(shè)計(jì) 本次課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我主要負(fù)責(zé)下位機(jī)的程序的編寫，以及導(dǎo)線在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的連接這兩部分的程序設(shè)計(jì)工作。 系統(tǒng)的模塊框圖由系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容可知，即 8255 芯片以上的部分是本系統(tǒng)的通訊模塊框圖，以下的部分為本程序的功能模塊框圖。 系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)是緊密圍

4、繞系統(tǒng)功能進(jìn)行的，程序要實(shí)現(xiàn)的功能就是系統(tǒng)的功能。 流程框圖如下： 1主控機(jī)程序流程圖 程序設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了模擬用戶的刷卡進(jìn)入，讓下位機(jī)去測(cè)試控制板上的開關(guān) sw4，其按下表示有用戶刷卡進(jìn)入，這時(shí)就可以發(fā)送插卡信號(hào)給主控機(jī)， 下圖中“接收用戶插卡信號(hào)”就是指這個(gè)信號(hào)。 主控機(jī) 8251 RS232 RS232 8251 下位機(jī) 8255 A 口 B 口 C 口 顯示燈 sw1,sw2,sw4 和 喇叭 開關(guān) 總線 總線 2下位機(jī)程序流程圖 下位機(jī)部分需要操作控制板，這里要用到控制板上的 8 位編碼開關(guān)，以及開關(guān) sw1， sw2，sw4。按下 sw4 表示用戶插卡進(jìn)入，然后撥動(dòng)控制板上的編碼開

5、關(guān)，設(shè)置用戶名編碼，按下sw1 發(fā)送給主控機(jī)，若被主控機(jī)確認(rèn)無(wú)誤，則撥動(dòng)控制板上的編碼開關(guān)設(shè)置密碼，再按下 sw2發(fā)送給主控機(jī)，等待主控機(jī)確認(rèn)。 正確情況下的燈亮很好控制，只要 A 口輸出數(shù)據(jù)到燈的引腳，再設(shè)計(jì)一段程序控制燈的閃爍方式即可。喇叭的發(fā)聲 要說(shuō)明的是，此處并不是用 8253 的 out 端輸出方波來(lái)使之發(fā)聲，而是將 C 口的 PC6 交替置位和復(fù)位產(chǎn)生方波，使之發(fā)聲的。 開始 按鍵？ 結(jié)束 接收用戶插卡信號(hào) 合法？ 發(fā)確認(rèn)信號(hào) 接收用戶密碼信息 發(fā)確認(rèn)信號(hào) 接收用戶名信息 正確？ 合法？ 發(fā)確認(rèn)信號(hào) 提示用戶可以進(jìn)入 初始化 提示用戶名錯(cuò)誤 發(fā)否認(rèn)信號(hào) 提示密碼錯(cuò)誤 發(fā)否認(rèn)信號(hào) 提

6、示卡非法 Y Y Y Y N N N N 3.主控機(jī)源程序 ；每次驗(yàn)證用戶名和密碼之前，都有退出提示，即 3 秒鐘內(nèi)按任意鍵退出，此時(shí) ；按任意鍵方可退出 data segment data51 equ 308h ；8251A 數(shù)據(jù)口 ctr151 equ 309h ；8251A 命令 /狀態(tài)口 defuser db 65h,81h,24h,37h,02ah,54h ；依次為各用戶名 defpwd db 20h,17h,34h,25h,04ch,44h ；依次為各用戶對(duì)應(yīng)的密碼 userno dw 6 ；用戶數(shù)目 YN db 0 ；發(fā)送緩存 user db 0 ；存放接收的用戶名 開始 按鍵？

7、 結(jié)束 發(fā)送用戶插卡信號(hào) 接收 確認(rèn)信號(hào) 合法？ 發(fā)用戶密碼信息 接收確認(rèn)信號(hào) 發(fā)送用戶名信息 接收確認(rèn)信號(hào) 正確？ 合法？ 提示用戶可以進(jìn)入 燈亮 初始化 聲音報(bào)警 提示用戶名錯(cuò)誤 接收否認(rèn)信號(hào) 聲音報(bào)警 提示密碼錯(cuò)誤 接收否認(rèn)信號(hào) 提示卡非法 Y Y Y Y N N N N pwd db 0 ；存放接收的密碼 t dw 0 ；延時(shí)初值 bufb db 0ah,0dh,The domitory system is running.!$ bufu db 0ah,0dh,username(4 characters):$ ；接收用戶名提示 bufp db 0ah,0dh,password(6 ch

8、aracters):$ ；接收密碼提示 bufr db 0ah,0dh,You can get in!$ ；正確提示 bufus db 0ah,0dh,Error username!$ ；用戶名錯(cuò)誤提示 bufpd db 0ah,0dh,Error password!$ ；密碼錯(cuò)誤提示 buferr db 0ah,0dh,Can not identify the card!$ ；不可識(shí)別的卡 bufexit db 0ah,0dh,Press any key within 3 seconds to exit!$ data ends stack segment stack db 200 dup(0

9、) stack ends code segment assume cs:code,ds:data,ss:stack hh macro ；回車換行的宏 mov dl,0ah mov ah,2 int 21h mov dl,0dh mov ah,2 int 21h endm int51 proc near ；8251A 初始化子程 mov dx,ctr151 ；8251A 命令口 mov al,0 ；空操作 out dx,al mov al,40h ；內(nèi)部復(fù)位 out dx,al mov al,4Eh ；8251A 方式命令 out dx,al mov al,27h ；8251A 工作命令 out

10、 dx,al ret int51 endp delay1 proc ；延時(shí)子程 1 push bx mov bx,t dl1: dec bx jnz dl1 pop bx ret delay1 endp quit proc ；3 秒鐘之內(nèi)按任意鍵退出程序 push cx lea dx,bufexit mov ah,9 int 21h mov cx,05fffh qxx: cmp cx,0 je qx mov ah,1 ；檢測(cè)是否有鍵按下，有則退出 int 16h jnz qnext mov t,0ffffh call delay1 dec cx jmp qxx qnext: mov ah,4c

11、h int 21h qx: pop cx ret quit endp send macro a；發(fā)送一個(gè)字符的宏，首先必須將要發(fā)送的字符送入變量 YN mov dx,ctr151 a: in al,dx test al,01 ；發(fā)送準(zhǔn)備好？ TXRDY=1? jz a ；未準(zhǔn)備好，則等待 mov dx,data51 ；已準(zhǔn)備好，則發(fā)送 Y 給下位機(jī) mov al,YN out dx,al endm receive macro b ；接收一個(gè)字符的宏 ,接收到 al b: mov dx,ctr151 ；檢測(cè)接收準(zhǔn)備好沒 in al,dx test al,02 ；接收數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好？ RXRDY=1?

12、 jz b ；未準(zhǔn)備好則繼續(xù)檢測(cè) mov dx,data51；已準(zhǔn)備好，即有數(shù)據(jù)傳送過(guò)來(lái)，則接收 1 個(gè)字符 in al,dx endm begin: mov ax,data mov ds,ax call int51 ；調(diào)用 8251A 子程序，初始化 8251A k: call quit ；延時(shí) 3 秒退出 hh lea dx,bufb ；系統(tǒng)提示 mov ah,9 int 21h receive o ；接收插卡信號(hào) cmp al,O jne error mov YN,Y ；發(fā)送卡確認(rèn)信息 send yyy lea dx,bufu ；用戶名提示信息 mov ah,9 int 21h mov

13、al,0 receive a ；接收一個(gè)字符，用戶信息 mov user,al ；保存接收的用戶信息 mov dl,user ；顯示接收的字符 mov ah,02h int 21h jmp cmpuser error: lea dx,buferr ；無(wú)法識(shí)別的卡 mov ah,9 int 21h hh jmp k over: mov ax,4c00h int 21h cmpuser: mov al,user lea si,defuser ；取用戶名數(shù)組的首地址 mov cx,userno ；取用戶數(shù)目 cu: cmp cx,0 je sendnu cmp al,si je sy ；和某一個(gè)用戶

14、名相等則發(fā)送 Y 確認(rèn)信號(hào) inc si dec cx jmp cu sy: push si ；保存該用戶名的地址 mov YN,Y send y lea dx,bufp ；密碼提示信息 mov ah,9 int 21h ；接收密碼 receive pp mov pwd,al ；保存接收的密碼 pop si mov ax,si add ax,userno ；得到該用戶名對(duì)應(yīng)的密碼在密碼數(shù)組中的地址 mov si,ax mov bl,si cmp pwd,bl ；和密碼比較 jne sendnp ；不相等則發(fā)送 N,相等則發(fā)送 Y mov YN,Y send yy lea dx,bufr ；顯示

15、正確 mov ah,9 int 21h hh jmp k ；重新開始 sendnp: mov YN,N send n lea dx,bufpd ；顯示密碼錯(cuò)誤 mov ah,9 int 21h hh jmp k ；重新開始 sendnu: mov YN,N send n lea dx,bufus ；顯示用戶名錯(cuò)誤 mov ah,9 int 21h hh jmp k ；重新開始 code ends end begin 4.下位機(jī)源程序 ；程序開始時(shí)，提示在 3 秒鐘內(nèi)按任意鍵退出，否則繼續(xù)執(zhí)行。若繼續(xù)執(zhí)行，首 ；先按 sw4 表示插卡，再由開 ；關(guān)狀態(tài)設(shè)置用戶名，按 sw1 發(fā)送之，顯示提示信息

16、 ；仍然用開關(guān)狀態(tài)設(shè)置密碼，按 sw2 發(fā)送之，顯示提示 ；信息，回程序開始 . data segment data51 equ 308h ；8251A 數(shù)據(jù)口 ctr151 equ 309h ；8251A 命令 /狀態(tài)口 ctr155 equ 303h ；8255 命令口 ctr155a equ 300h ；8255 數(shù)據(jù)口 a ctr155b equ 301h ；8255 數(shù)據(jù)口 b un db 0 ；存放讀入的用戶名 pd db 0 ；存放讀入的密碼 hh db 0ah,0dh,$ ；回車換行 light db 0feh,0fdh,0fbh,0f7h,0efh,0dfh,0bfh,07f

17、h ；閃爍燈狀態(tài) t dw 0 ；延時(shí)初值 f db 0 ；計(jì)數(shù)初始值 j db 0 ；計(jì)數(shù)初始值 YN db 0 bufexit db 0ah,0dh,Press any key within 3 seconds to exit!$ buf1 db 0ah,0dh,Press sw4 instand of inserting the card!$ buf2 db 0ah,0dh,Change the state of the switch to set username! Press sw1 to send it!$ ；提示錄入和發(fā)送用戶名 buf3 db 0ah,0dh,Change th

18、e state of the switch to set password! Press sw2 to send it!$ ；提示錄入和發(fā)送密碼 buf4 db 0ah,0dh,The user is not existed or you have the wrong password!$ ；錯(cuò)誤提示信息 buf5 db 0ah,0dh,You can get in!$ ；成功登錄信息 data ends stack segment stack DB 200 DUP(0) stack ends code segment assume cs:code,ds:data,ss:stack int51

19、 proc near ；8251A 初始化子程 mov dx,ctr151 ；8251A 命令口 mov al,0 ；空操作 out dx,al mov al,40h ；內(nèi)部復(fù)位 out dx,al mov al,4Eh ；8251A 方式命令 out dx,al mov al,27h ；8251A 工作命令 out dx,al ret int51 endp send macro a；發(fā)送一個(gè)字符的宏，首先必須將要發(fā)送的字符送入變量 YN mov dx,ctr151 a: in al,dx test al,01 ；發(fā)送準(zhǔn)備好？ TXRDY=1? jz a ；未準(zhǔn)備好，則等待 mov dx,da

20、ta51 ；已準(zhǔn)備好，則發(fā)送一個(gè)字符給下位機(jī) mov al,YN out dx,al endm clear macro c ；置口 c 某一位 ,c 為置位控制字 mov dx,303h mov al,c out dx,al endm receive macro b ；接收一個(gè)字符的宏 ,接收到 al b: mov dx,ctr151 ；檢測(cè)接收準(zhǔn)備好沒 in al,dx test al,02 ；接收數(shù)據(jù)準(zhǔn) 備好？ RXRDY=1? jz b ；未準(zhǔn)備好則繼續(xù)檢測(cè) mov dx,data51 ；已準(zhǔn)備好，即有數(shù)據(jù)傳送過(guò)來(lái)，則接收 1 個(gè)字符 in al,dx endm delay1 proc

21、；延時(shí)子程 1 push bx mov bx,t dl1: dec bx jnz dl1 pop bx ret delay1 endp delay2 proc ；延時(shí)子程 2 push cx mov cx,00fffh xx: cmp cx,0 je x mov t,0ffffh call delay1 dec cx jmp xx x: pop cx ret delay2 endp quit proc ；3 秒鐘之內(nèi)按任意鍵退出程序 push cx lea dx,bufexit mov ah,9 int 21h mov cx,07fffh qxx: cmp cx,0 je qx mov ah,

22、1 ；檢測(cè)是否有鍵按下，有則退出 int 16h jnz qnext mov t,0ffffh call delay1 dec cx jmp qxx qnext: mov ah,4ch int 21h qx: pop cx ret quit endp flutter proc ；燈閃爍函數(shù)， 8 個(gè)燈依次亮，循環(huán) 3 次 lea di,light mov f,3 wyyy: cmp f,0 je wy mov cx,8 l: cmp cx,0 je wyy mov al,di ；燈亮 mov dx,ctr155a out dx,al call delay2 ；延時(shí) 2 mov al,0ffh

23、；燈滅 mov dx,ctr155a out dx,al inc di dec cx jmp l wyy: lea di,light dec f jmp wyyy wy: ret flutter endp noise proc ；聲音報(bào)警子函數(shù)， 3 次長(zhǎng)鳴 push cx mov f,3 jj: cmp f,0 je ejj ；產(chǎn)生一定頻率的方波，使喇叭發(fā)聲 mov cx,00dffh xxkk1: cmp cx,0 je xkk mov dx,ctr155 ；pc6 置 1 mov al,0dh out dx,al mov t,0ffffh call delay1 ；延時(shí) mov dx,c

24、tr155 ；pc6 置 0 mov al,0ch out dx,al mov t,0ffffh call delay1 ；延時(shí) dec cx jmp xxkk1 xkk: call delay2 ；不產(chǎn)生方波，停止發(fā)聲 dec f jmp jj ejj: pop cx ret noise endp begin: mov ax,data mov ds,ax call int51 ；調(diào)用 8251A 子程序，初始化 8251A mov dx,ctr155 ；初始化 8255A mov al,10000011b out dx,al ww: lea dx,hh ；回車換行 mov ah,9 int

25、21h call quit ；延時(shí)退出程 序 lea dx,hh ；回車換行 mov ah,9 int 21h lea dx,buf1 ；提示按 sw4 表示插卡 mov ah,9 int 21h ；檢測(cè) sw4 是否按下 clear 07h ；清 sw4 狀態(tài) wait4: mov dx,302 in al,dx ；sw4 按下 ? pc3=0? test al,08h ；否，則繼續(xù)檢測(cè) jnz wait4 ；是則發(fā)送卡插入信號(hào) mov YN,O send o mov al,0 ；接收主控機(jī)反饋信息 receive i cmp al,Y ；確認(rèn)則繼續(xù)，否則重新開始 jne ww lea dx

26、,buf2 ；提示設(shè)置用戶名并發(fā)送之 mov ah,9 int 21h ；檢測(cè) sw1 狀態(tài) clear 01h ；清 sw1 狀態(tài) wait1: mov dx,302h ；檢測(cè) sw1 是否按下 in al,dx test al,01h ；sw1 按下 ? pc0=0? jnz wait1 ；否則繼續(xù)檢測(cè) ；按下則讀開關(guān)狀態(tài)（口 b），得到用戶名 mov dx,ctr155b ；讀 b 口 in al,dx mov un,al ；保存用戶名 mov YN,al ；發(fā)送用戶名 send us jmp receiv over: mov ax,4c00h ；程序退出 int 21h ；接收主控機(jī)反

27、饋信息 receiv: receive y cmp al,Y ；接收的字符和 Y比較 jne wrong ；不合法就提示錯(cuò)誤信息 lea dx,buf3 ；合法則提示設(shè)置密碼并發(fā)送之 mov ah,09h int 21h clear 02h ；清 sw2 狀態(tài) wait2: mov dx,302h ；檢測(cè) sw2 是否按下 in al,dx test al,02h ；sw2 按下 ? pc1=0? jnz wait2 ；否則繼續(xù)檢測(cè) ；按下則讀開關(guān)狀態(tài)（口 b），得到密碼 mov dx,ctr155b ；讀口 b in al,dx mov pd,al ；保存密碼 mov YN,al ；發(fā)送密碼

28、 send pd ；接收主控機(jī)反饋回來(lái)的信息 receive yy cmp al,Y ；接收的字符和 Y比較 jne wrong ；不相等就提示錯(cuò)誤信息，相等則提示登錄成功 lea dx,buf5 ；提示登錄成功 mov ah,9 int 21h ；此處亮燈提示 call flutter jmp ww ；準(zhǔn)備第二次刷卡 wrong: lea dx,buf4 ；顯示錯(cuò)誤提示信息 mov ah,9 int 21h ；此處聲音報(bào)警 call noise jmp ww ；準(zhǔn)備第二次刷卡 code ends end begin 五心得體會(huì) 此次程序設(shè)計(jì)我們小組同心協(xié)力，通過(guò)三天多的時(shí)間，終于完成了接口的

29、課程設(shè)計(jì)。通過(guò)這個(gè)課程設(shè)計(jì)，我真正掌握了 8255， 8251 等芯片的功能和使用方法，以前在課堂上一知半解的知識(shí)通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)都徹底弄清楚了。通過(guò)寫 8255， 8251 等芯片的命令口，可以使得各種芯片工作在不同的狀態(tài)，這可以發(fā)揮這些芯片的使用范圍，特別是撥碼開關(guān)的地方，通過(guò)撥碼開關(guān)可以設(shè)置 8255 的 PB 口的值，而這些值可以通過(guò) 8251 發(fā)送出去，這就是卡號(hào)和車費(fèi)輸入的地方。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我認(rèn)識(shí)到了匯編語(yǔ)言的強(qiáng)大功能，匯編語(yǔ)言是計(jì)算機(jī)能夠提供給用戶使用的最快而又最有效的語(yǔ)言，也是能夠利用計(jì)算機(jī)所有硬件特性并能直接控制硬件 的唯一語(yǔ)言。但是，匯編語(yǔ)言作為一種低級(jí)語(yǔ)言，有他自身無(wú)法克服的缺點(diǎn)，他的圖形用戶界面效果，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能和 C 語(yǔ)言或者 C語(yǔ)言相提并論，最好的方法是匯編語(yǔ)言和 C/C混合編程，高級(jí)語(yǔ)言編程方便簡(jiǎn)潔，匯編語(yǔ)言能充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)硬件特性并且程序運(yùn)行效率高，二者相結(jié)合，效果勝過(guò)單獨(dú)一門語(yǔ)言體現(xiàn)出來(lái)的效果。 我還想提一個(gè)建議，那就是實(shí)驗(yàn)室最好為我們的控制板提供一本使用說(shuō)明或指南，這樣我們就可以徹底拋棄控制板的束縛，靈活地從單個(gè)接口芯片的功能特性出發(fā)，設(shè)計(jì)出更好更精彩的程序。