嵌入式課程設計--應用試驗箱開發(fā)電子密碼鎖系統(tǒng)

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文檔簡介

1、　　嵌入式系統(tǒng)課程設計報告　　摘要　　嵌入式系統(tǒng)應用廣泛，涉及通信、網絡消費電子產品、醫(yī)療儀器、汽車電子、工業(yè)控制、儀器儀表、航天軍事等各個行業(yè)和領域。通信領域大量使用嵌入式系統(tǒng)，主要包括程控交換機，路由器，IP交換機，傳輸設備等。在消費電子產品領域，隨著技術的發(fā)展，消費電子產品正向數(shù)字化和網絡化方

2、向發(fā)展。在醫(yī)療儀器，汽車電子，工業(yè)控制，儀器儀表等領域，隨著醫(yī)療衛(wèi)生，汽車，工業(yè)等各部門對智能控制需求的不斷增長，需要對設備進行智能化，數(shù)字化改造，位嵌入式系統(tǒng)提供了很大的市場。就汽車電子系統(tǒng)而言，目前的大多數(shù)高檔轎車每兩擁有約50個嵌入式微處理器。嵌入式系統(tǒng)在應用數(shù)量上已經遠遠超過了各種通用計算機?？梢哉f嵌入式產品“無處不在”。本次課程設計，使用基于華邦W90P710處理器的實驗教學系統(tǒng)設計了一個電子密碼鎖。&

3、lt;p>　　關鍵字：華邦W90P710微處理器、UART、USI、FLASH、LCD，鍵盤　　目錄　　1.緒論…………………………………………………………………………………………4　　1.1 課程設計的目的………………………………………………………………………4&

4、lt;/p>　　1.2 課程設計的要求………………………………………………………………………4　　1.3 課程設計的任務………………………………………………………………………4　　1.4 課程設計的意義………………………………………………………………………4　　2.應用試驗箱開發(fā)

5、電子密碼鎖系統(tǒng) ……………………………………………5　　2.1 電子密碼鎖系統(tǒng)概述…………………………………………………………………5　　2.2 題目意義………………………………………………………………………………5　　2.2.1 系統(tǒng)的主要功能……………………………………………………………………5<

6、/p>　　2.2.2 密碼鎖系統(tǒng)功能框圖………………………………………………………………7　　2.2.3 LCD液晶顯示模塊…………………………………………………………………7　　2.3 軟件設計流程及主要函數(shù)描述 ………………………………………………………8　　2.3.1 程

7、序流程圖…………………………………………………………………………8　　2.3.2 主要函數(shù)……………………………………………………………………………11　　3.程序設計中遇見的問題及解決的方法………………………………………………12　　4.課程設計體會………………………………………………………………………………

8、12　　5.參考文獻……………………………………………………………………………………13　　緒論　　課程設計目的　?。?）通過設計加深對書本知識的理解；

9、　（2）增強實踐動手能力；　　（3）培養(yǎng)綜合設計能力。　　課程設計要求　　（1）根據(jù)教師布置的題目自行選題；　?。?）根據(jù)實驗板提供的功能，自行設計功能模塊，畫出硬件原理圖；　?。?）畫出軟件

10、流程圖；　?。?）采用C語言進行編程；　　（5）編寫完整的軟件程序；　　（6）調試、修改、完善；　?。?）寫出課程設計報告。　　課程設計任務　　用華邦

11、W90P710開發(fā)板實現(xiàn)電子密碼鎖。要求：　　1、設置密碼：從鍵盤輸入任意6位數(shù)字作為密碼，將這六位數(shù)字經過USI總線存儲到Flash芯片中，設置密碼完成。　　2、通過密碼登陸系統(tǒng)：　　(1)、從鍵盤輸入密碼，比較鍵盤輸入的密碼與Flash中存儲的密碼是否相同。　　(2)

12、、如果密碼正確，則LED燈點亮；如果密碼不正確，則LED燈閃爍，而且如果連續(xù)三次輸入密碼錯誤則系統(tǒng)鎖定，不允許再次輸入密碼。　　課程設計的意義　　本次實訓，在實驗指導書中已經給出一些實例程序，其中包括已有實驗程序：（1）啟動代碼程序；　　（2）流水燈程序；

13、　?。?）鍵盤程序；　　（4）外部中斷程序；（5）定時計數(shù)器程序；　?。?）串口通信程序；　?。?）實時時鐘程序；　?。?）USI程序；</b&g

14、t;　?。?）LCD顯示程序；　　通過對已有程序的理解，之后進行修改拼湊，在由華邦W90P710為核心器件的硬件系統(tǒng)上實現(xiàn)了具有一定功能的系統(tǒng)。通過設計，熟悉了ARM 開發(fā)系統(tǒng)，及開發(fā)流程，并深入了解了嵌入式系統(tǒng)的實際應用，能更深地理解課堂上所學的內容，使得單調的理論知識與實際聯(lián)系起來，幫助我們更好的理解。　　應

15、用實驗箱開發(fā)電子密碼鎖系統(tǒng)　　電子密碼鎖系統(tǒng)概述　　題目意義　　生活中，安全一直都是人們關心的話題。隨著人們生活水平的提高，如何實現(xiàn)家庭防盜這一問題也變的尤其的突出，傳統(tǒng)的機械鎖由于其構造的簡單，被撬的事件屢見不鮮，電子鎖由于其保密性高，

16、使用靈活性好，安全系數(shù)高，受到了廣大用戶的親呢。本次課程設計，我實現(xiàn)一款電子密碼鎖，既簡單又適用。　　系統(tǒng)的主要功能　　本系統(tǒng)的基本功能就是密碼鎖，如果用戶是第一次使用則提示其先設定密碼，要求輸入兩次以確認。成功設定密碼后將密碼通過USI寫到FLASH中保存，并寫入密碼已設定的標志。如果用戶不是是第一次使用則提示其輸

17、入密碼，系統(tǒng)將比對設定好的密碼及用戶輸入的密碼，如果密碼正確，則屏幕顯示“密碼正確”；若不正確則提示錯誤，同時LED閃爍，若連續(xù)三次錯誤，系統(tǒng)就自動鎖定。　　2.1.3 創(chuàng)新特點　　本設計添加了退格鍵，以便用戶輸入錯誤密碼時可以退格清除。在設定密碼階段加上了重輸密碼以確認的功能，防止用戶不小心設定了錯誤的密碼。界面和操作更友好，更人性化。</p&g

18、t;　　2.2 硬件電路設計及描述　　2.2.1實驗箱硬件電路及原理框圖　　密碼鎖系統(tǒng)功能框圖　　系統(tǒng)各個功能模塊的概述：　　1）嵌入式處理器模塊：　　此模塊為本系統(tǒng)的

19、重心，是程序運行的載體，同時這個模塊也是我們這次課程設計的運行平臺，我們所做的便是通過編寫程序應用其自身的外設和資源。　　按鍵輸入模塊：　　通過鍵盤調實現(xiàn)密碼輸入。　　LCD模塊：

20、;　　密碼鎖界面顯示。　　LCD液晶顯示模塊　　LCD控制器的主要目的是用于將video/OSD的原始圖像數(shù)據(jù)顯示到外部顯示設備。它支持一般的小包RGB和小包YUV格式的原始數(shù)據(jù)，并且能夠連接到一般的TFT LCD, STN LCD和電視編碼器。可以支持LG的 TFT屏，CASIO的TFT屏，以及

21、STN LCD，支持VIDEO和OSD 模式，這兩種模式的設定有不同的寄存器控制，通過設定寄存器的設置可以實現(xiàn)不同的模式及功能。　　W90P710試驗板，使用的是AUO 3.0" TFT A030DL01（960x240, 8 位數(shù)據(jù)總線）數(shù)字式TFT 液晶屏，可以將video/OSD的原始圖像數(shù)據(jù)顯示到外部顯示設備。TFT液晶屏的顯示是對屏上每個像素點進行操作，通過向這些像素點配置

22、不同的值，以顯示不同的顏色，由于其內部沒有緩存，所要顯示的數(shù)據(jù)要隨著時鐘脈沖一點一點的傳送過來。因此，它需要在中開辟出一片緩沖區(qū)，將要顯示的數(shù)據(jù)先存放到的緩沖區(qū)中，即存在SDRAM 中，一般按照一維數(shù)組的形式進行存儲，然后把存儲數(shù)據(jù)的SDRAM的地址送給FIFO，然后送給顏色生成器，進而實現(xiàn)在屏幕上的顯示；如果在屏上的定位顯示，算出所要顯示的內容在屏幕上的位置，然后在相應的SDRAM的地址內存入要顯示的數(shù)據(jù)即可。

23、　　硬件圖如下：　　該模塊由40個引腳與外界電路相連，由于本身沒有寄存器，需要由W90P710提供的LCD控制寄存器來控制選擇對應的液晶類型及顯示形式，F(xiàn)IFO的使用、顏色的顯示模式和時序的設置，并通過配置相應的的寄存器即可實現(xiàn)。　　模塊可以選擇并行或串行方式與微控制器相連，通過配置寄存器、送入指令

24、和數(shù)據(jù)，可對顯示方式和顯示內容作出選擇。　　軟件設計流程及主要函數(shù)描述　　程序流程圖　　主函數(shù)流程圖：　　LED工作流程<p&g

25、t;　　LED工作的代碼：　　for(i=0;i<5;i++)　　{　　EBILedSet(0xF0);　　Delay(1000000);　　EBI

26、LedSet(0x0f);　　Delay(1000000);　　}　　if(++ti==3)　　for(i=0;i<10;i++)　　{</p

27、>　　EBILedSet(0xFF);　　Delay(1000000)　　EBILedSet(0x81);　　Delay(1000000);　　}

28、　　主要函數(shù)　　int main(void)　　{ 　　LCD_IMAGE_T LCD_Size;　　LCD_LOCATION_T LCD_Location;

29、LCD_Size.width = 480;　　LCD_Size.height = 240;　　LCD_Location.StartX = 0;　　LCD_Location.StartY = 0;　　LCD_Location.EndX = 960;&

30、lt;p>　　LCD_Location.EndY = 240;　　LCDInit(); //LCD初始化　　LCDShow(LCD_Size, LCD_Location);　　LCDFIFOBufferSet(gImage_login); //裝入背景圖片

31、;　　LCDDisplayOn(); //開顯示　　KPIInit(); //鍵盤初始化　　EBILedInit(); //LED初始化　　USIInit(); //USI初始化　　//USIRead_ID();

32、　　USIRead(0x0,2,pswSign); //從FLASH中讀取0x0開始的　　//兩個“已設定密碼”標志　　if(pswSign[0]==0x00&& pswSign[1]==0x01) setFlg=1;　　//如果兩位分別是0x20,0x09則表示已經設定好

33、密碼，置setFlg為1　　if(!setFlg) setPsw(); //如果未設定密碼，則先調用設定密碼函數(shù)　　USIRead(0x10,6,psw2); //從FLASH中讀取6位密碼　　inpPsw(); //調用輸入密碼函數(shù)

34、　　return 0;　　}　　調試設計中遇見的問題及解決的方法　　首先我實現(xiàn)了密碼鎖最基本的功能：設置密碼，輸入正確密碼允許進入，輸入錯誤密碼禁止進入，三次錯誤后密碼鎖鎖定，以及相應的屏幕文字顯示和LED燈相應變化。接下來我打算擴展密碼鎖的功能：<

35、/p>　?。?）當輸入密碼正確時顯示圖片。　?。?）操作密碼鎖是可以作為電子相冊。　　1）問題：把多個工程的相關文件組合成一個工程時出現(xiàn)編譯錯誤。　　解決方法：分析各變量、函數(shù)所依賴的頭文件，把缺失的加入到工程，把相同的定義去除。　　2）問題：

36、LCD無法顯示漢字和顯示圖片失真。　　解決方法：在調試運行時把漢字字庫文件加載到內存即可顯示漢字。把圖片轉換成字模時色彩選擇“真彩”，字模數(shù)組大小為480*240。　　課程設計體會 　　在大學時候的第一次在書本之外，自己設計實現(xiàn)的小系統(tǒng)讓我初步的了解嵌入式的前景。</

37、p>　　這次小系統(tǒng)設計讓我體會了一種學習方式，那就是實踐和書本上的理論很不同，卻又緊密相關，激發(fā)了我積極參與到實踐中的熱情，收獲了實踐的經驗。　　參考文獻　　[1]張石，佘黎煌等.【嵌入式系統(tǒng)技術教程】.北京：人民郵電出版社，2009.3　　[2]

38、【嵌入式實驗指導書】　　程序的主要代碼：MAIN .C　　int main(void)　　{ 　　U8 np=0,ti=0,i;　　U8 pswSign[2],setFlg=0,reFl

39、g=0;　　U8 psw[6],psw2[6];　　U8 ast[]="＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊";　　U8 prmpt1[]= "請設定密碼：";　　U8 prmpt2[]= "請重輸確認：";

40、　　U8 prmpt3[]= "兩次密碼不符！請重新輸入：";　　U8 prmpt4[]= "密碼設定成功！";　　U8 prmpt5[]= "請輸入密碼：";　　U8 prmpt6[]= "密碼錯誤！

41、請重新輸入：";　　U8 prmpt7[]= "密碼正確！";　　U8 prmpt8[]= "對不起，您已經連續(xù)三次輸入密碼錯誤，系統(tǒng)鎖定！";　　LCD_IMAGE_T LCD_Size;　　LCD_LOCATION_T

42、 LCD_Location;　　LCDShowParameter LSP,LSP0,LSP1,LSP2,LSP3,LSP4,LSP5,LSP6,LSP7,LSP8　　LCD_Size.width = 480;　　LCD_Size.height = 240;　　LCD_Lo

43、cation.StartX = 0;　　LCD_Location.StartY = 0;　　LCD_Location.EndX = 960;　　LCD_Location.EndY = 240;　　LSP.StartX = 12;

44、　LSP.StartY = 4;　　LSP.LibPlace = 0x400000;　　LSP.Color = 0x0;　　LSP.LetterChar = ast;　　LSP.LCDBuffer = BlackBoard;　　L

45、SP0.StartX = 12;　　LSP0.StartY = 4;　　LSP0.LibPlace = 0x400000;　　LSP0.Color = 0x07ff;　　LSP0.LetterChar = ast;　　LSP0.L

46、CDBuffer = BlackBoard;　　LSP1.StartX = 5;　　LSP1.StartY = 4;　　LSP1.LibPlace = 0x400000;　　LSP1.Color = 0x07ff;　　LSP1.L

47、etterChar = prmpt1;　　LSP1.LCDBuffer = BlackBoard;　　LSP2.StartX = 5;　　LSP2.StartY = 6;　　LSP2.LibPlace = 0x400000;　　L

48、SP2.Color = 0x07ff;　　LSP2.LetterChar = prmpt2;　　LSP2.LCDBuffer = BlackBoard;　　LSP3.StartX = 8;　　LSP3.StartY = 8;　　L

49、SP3.LibPlace = 0x400000;　　LSP3.Color = 0x07ff;　　LSP3.LetterChar = prmpt3;　　LSP3.LCDBuffer = BlackBoard;　　LSP4.StartX = 8;<

50、;p>　　LSP4.StartY = 8;　　LSP4.LibPlace = 0x400000;　　LSP4.Color = 0x07ff;　　LSP4.LetterChar = prmpt4;　　LSP4.LCDBuffer = BlackBoard;</p

51、>　　LSP5.StartX = 5;　　LSP5.StartY = 4;　　LSP5.LibPlace = 0x400000;　　LSP5.Color = 0x07ff;　　LSP5.LetterChar = prmpt5;

52、;　　LSP5.LCDBuffer = BlackBoard;　　LSP6.StartX = 8;　　LSP6.StartY = 8;　　LSP6.LibPlace = 0x400000;　　LSP6.Color = 0x07ff;

53、;　　LSP6.LetterChar = prmpt6;　　LSP6.LCDBuffer = BlackBoard;　　LSP7.StartX = 8;　　LSP7.StartY = 8;　　LSP7.LibPlace = 0x400000;<

54、/p>　　LSP7.Color = 0x07ff;　　LSP7.LetterChar = prmpt7;　　LSP7.LCDBuffer = BlackBoard;　　LSP8.StartX = 4;　　LSP8.StartY = 8;<

55、/p>　　LSP8.LibPlace = 0x400000;　　LSP8.Color = 0x07ff;　　LSP8.LetterChar = prmpt8;　　LSP8.LCDBuffer = BlackBoard;　　/**********

56、********************************************************/　　USIInit();　　USIRead_ID();　　USIRead(0x0,2,pswSign);　　if(pswSign[0]==0x20 &

57、& pswSign[1]==0x07) setFlg=1;　　LCDInit();　　LCDShow(LCD_Size, LCD_Location);　　LCDFIFOBufferSet(BlackBoard);　　LCDDisplayOn();

58、;　　KPIInit();　　EBILedInit();　　EBILedSet(0x00);　　if(!setFlg)　　{　　LCDOutputShow(LSP1,6)

59、;　　LCDOutputShow(LSP2,6);　　}　　while(!setFlg)　　{　　if(keyFlg)<p&

60、gt;　　{　　keyFlg=0;　　if(keyValue==0x0e)　　{　　if(np==6)

61、;　　{　　if(reFlg)　　{　　for(i=0;i<6;i++)　　if(psw[i]!=psw2[i]) break;&

62、lt;/p>　　if(i<6)　　{　　LCDOutputShow(LSP3,13);　　np=0;　　r

63、eFlg=0;　　LSP0.StartX = 12;　　LSP0.StartY = 4;　　LSP.StartX = 12;　　LSP.StartY = 6;　　LCDOutputShow(LSP,6);<

64、;/p>　　LSP.StartY = 4;　　LCDOutputShow(LSP,6); 　　}　　else　　{<

65、;/b>　　LSP.StartX = 5;　　LSP.StartY = 4;　　LCDOutputShow(LSP,14);　　LSP.StartX = 5;　　LSP.StartY = 6;<

66、p>　　LCDOutputShow(LSP,14);　　LSP.StartX = 8;　　LSP.StartY = 8;　　LCDOutputShow(LSP,14);　　LCDOutputShow(LSP4,7);　　De

67、lay(1000000);　　USIWriteEnable();　　while(USICheckBusy());　　USISectorErease(0x10);　　USIWriteEnable();

68、USIWrite(0x10,6,psw);　　Delay(100000);　　pswSign[0]=0x20;　　pswSign[1]=0x07;　　USIWriteEnable();　　USIWrite(0x0,2,pswSig

69、n);　　Delay(100000);　　setFlg=1;　　}　　}　　else</b&

70、gt;　　{　　np=0;　　reFlg=1;　　LSP0.StartX = 12;　　LSP0.StartY =

71、6;　　LSP.StartY = 6;　　}　　}　　}　　else if(keyValue==0x0f)</

72、p>　　{　　if(np>0)　　{　　np--;　　LSP0.StartX--;&l

73、t;/p>　　LSP.StartX=LSP0.StartX;　　LCDOutputShow(LSP,1);　　}　　}　　else

74、　　{　　if(np==6) continue;　　if(reFlg) psw2[np++]=keyValue;　　else psw[np++]=keyValue;　　LCDOutputSho

75、w(LSP0,1);　　LSP0.StartX ++;　　}　　}　　}　　USIRead(0x10,6,psw2)

76、;　　LSP.StartX = 8;　　LSP.StartY = 8;　　LCDOutputShow(LSP,14);　　LCDOutputShow(LSP5,6);　　np=0;</p

77、>　　LSP0.StartX = 12;　　LSP0.StartY = 4;　　LSP.StartY = 4;　　while(1)　　{<

78、p>　　if(keyFlg)　　{　　keyFlg=0;　　if(keyValue==0x0e)　　{<

79、b>　　if(np==6)　　{　　for(i=0;i<6;i++)　　if(psw[i]!=psw2[i]) break;　　if(i<6)</p&g

80、t;　　{　　LCDOutputShow(LSP6,11);　　np=0;　　LSP0.StartX = 12;　　LSP0.StartY = 4;&

81、lt;p>　　LSP.StartX = 12;　　LSP.StartY = 4;　　LCDOutputShow(LSP,6);　　for(i=0;i<5;i++)　　{　　EBIL

82、edSet(0xF0);　　Delay(1000000);　　EBILedSet(0x0f);　　Delay(1000000);　　if(++ti==3)　　{<

83、p>　　for(i=0;i<10;i++)　　{　　EBILedSet(0xFF);　　Delay(1000000);　　EBILedSet(0x81);　　Delay(10000

84、00);　　}　　LSP.StartX = 8;　　LSP.StartY = 8;　　LCDOutputShow(LSP,14);　　LCDOutputShow(LSP8,23);</p

85、>　　while(1)　　for(i=0;i<5;i++)　　{　　EBILedSet(00000001);　　Delay(100000);

86、　　EBILedSet(00000010);　　Delay(100000);　　EBILedSet(00000100);　　Delay(100000);　　EBILedSet(00001000);　　Delay

87、(100000);　　EBILedSet(00010000);　　Delay(100000);　　EBILedSet(00100000);　　Delay(100000);　　EBILedSet(01000000);</p&g

88、t;　　Delay(100000);　　EBILedSet(10000000);　　Delay(100000);　　}　　}<

89、b>　　}　　else　　{　　LSP.StartX = 8;　　LSP.StartY = 8;　　LCDOutputShow(

90、LSP,14);　　LCDOutputShow(LSP7,5);　　break;　　}　　}　　}

91、　　else if(keyValue==0x0f)　　{　　if(np>0)　　{<

92、b>　　np--;　　LSP0.StartX--;　　LSP.StartX=LSP0.StartX;　　LCDOutputShow(LSP,1);　　}<b&g

93、t;　　}　　else　　{　　if(np==6) continue;　　psw[np++]=keyValue;　　LCDOutput

94、Show(LSP0,1);　　LSP0.StartX ++;　　}　　}　　}　　while(1)

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