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【TB作品】数码管独立按键密码锁,ATMEGA16单片机,Proteus仿真 atmega16数码管独立按键密码锁

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文章目录

  • 基于ATmega16的数码管独立按键密码锁设计实验报告
    • 实验背景
    • 硬件介绍
      • 主要元器件
      • 电路连接
    • 设计原理
      • 硬件设计
      • 软件设计
    • 程序原理
      • 延时函数
      • 独立按键检测
      • 密码显示
      • 主函数
  • 资源代码

基于ATmega16的数码管独立按键密码锁设计实验报告

实验背景

本实验旨在设计并实现一个基于ATmega16单片机的数码管独立按键密码锁系统。该系统能够接受用户输入的密码,并与预设的系统密码进行比对,若匹配成功则点亮绿色LED灯,否则点亮红色LED灯。此设计广泛应用于电子门锁等安全系统中。

硬件介绍

主要元器件

  1. ATmega16单片机:核心控制器,负责按键扫描、密码存储及比较、LED灯和数码管显示控制等。
  2. 独立按键:用于用户输入密码。
  3. 共阴极数码管:用于显示用户输入的密码。
  4. LED灯:绿色和红色LED分别用于指示密码输入正确与否。
  5. 电阻、电容:用于限流和滤波。

电路连接

  1. 独立按键:连接至单片机的PINA和PINB引脚,用于检测按键输入。
  2. 数码管:连接至单片机的PORTC和PORTD引脚,通过动态扫描方式显示用户输入的密码。
  3. LED灯:分别连接至单片机的PORTA引脚,通过控制高低电平实现亮灭。
  4. 电源:为整个系统提供稳定的电源供给。

设计原理

硬件设计

  • 独立按键检测:采用独立按键,通过PINA和PINB端口检测按键状态。每个按键对应一个独立的引脚,当按键按下时,检测到低电平,从而获取按键值。
  • 数码管显示:采用动态扫描方式,逐个显示数码管的内容。通过控制PORTD和PORTC实现数码管的选择和段码显示。
  • LED指示:通过控制PORTA的高低电平来实现绿色和红色LED灯的亮灭,指示密码输入的正确与否。

软件设计

程序采用C语言编写,主要包括以下几个模块:

  1. 延时函数:通过简单的循环实现延时,以配合数码管动态扫描的刷新。
  2. 按键检测:扫描独立按键,获取用户按键输入的值。
  3. 密码显示:将用户输入的密码通过数码管显示出来。
  4. 密码比较:将用户输入的密码与预设密码进行比对,控制LED灯的显示状态。

程序原理

延时函数

void delay_nms(int time) {int i;for (; time > 0; time--) {for (i = 0; i < 1000; i++);}
}

延时函数通过简单的循环实现,以配合数码管的动态扫描。

独立按键检测

int getKeyBoardValue(void) {if ((PINB & 0x01) == 0) return 0;else if ((PINB & 0x02) == 0) return 1;else if ((PINB & 0x04) == 0) return 2;else if ((PINB & 0x08) == 0) return 3;else if ((PINB & 0x10) == 0) return 4;else if ((PINB & 0x20) == 0) return 5;else if ((PINB & 0x40) == 0) return 6;else if ((PINB & 0x80) == 0) return 7;else if ((PINA & 0x08) == 0) return 8;else if ((PINA & 0x10) == 0) return 9;else if ((PINA & 0x20) == 0) return 10;else if ((PINA & 0x40) == 0) return 11;else if ((PINA & 0x80) == 0) return 12;return 20;
}

通过检测PINA和PINB引脚的电平状态,判断哪个键被按下。

密码显示

void display_pwd(char *pwdptr, unsigned char length) {int i = 0;for (i = 0; i < length; i++) {LedOut[i] = Disp_Tab[pwdptr[i] - '0'];}for (i = length; i < 6; i++) {LedOut[i] = Disp_Tab[11];}
}

将用户输入的密码通过数码管显示出来,未输入的位显示为空白。

主函数

void main(void) {char cnt_seg = 0;int keyTemp = 0;char SYSTEM_PASSWORD[7] = "123456";char in_buffer[7] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};char input_nuber = 0;char key_press_flag = 0;while (1) {keyTemp = getKeyBoardValue();if ((keyTemp != 20) && (key_press_flag == 0)) {key_press_flag = 1;if (keyTemp <= 9) keyTemp += '0';if ((keyTemp >= '0') && (keyTemp <= '9') && (input_nuber < 6)) {in_buffer[input_nuber++] = keyTemp;}if ((keyTemp == 11) && input_nuber) {input_nuber--;in_buffer[input_nuber] = 0;}if (keyTemp == 12) {input_nuber = 0;memset(in_buffer, 0, sizeof(in_buffer));PORTA |= 0x01;PORTA |= 0x02;}if ((keyTemp == 10) && (input_nuber == 6)) {if (memcmp(in_buffer, SYSTEM_PASSWORD, 6) == 0) {PORTA &= ~0x02;PORTA |= 0x01;} else {PORTA &= ~0x01;PORTA |= 0x02;}memset(LedOut, Disp_Tab[11], sizeof(LedOut));input_nuber = 0;memset(in_buffer, 0, sizeof(in_buffer));}display_pwd(in_buffer, input_nuber);}if (getKeyBoardValue() == 20) {key_press_flag = 0;}cnt_seg++;if (cnt_seg > 5) {cnt_seg = 0;}delay_nms(2);}
}

主函数负责初始化各端口,循环检测按键输入,处理用户输入的密码,并通过数码管显示和LED指示密码验证结果。

资源代码

https://docs.qq.com/sheet/DUEdqZ2lmbmR6UVdU?tab=BB08J2

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