目录
一、目的············································3 二、内容············································3 三、设计任务········································3 四、方案选择及原理··································3 五、所用器件········································3
主要器件简介·····································4 六、原理图··········································6 1、8086和存储器连接······························6 2、CPU与8255A连接·······························6
8255A的A口与键盘连接·························7 4、 8255A的B、C口······························7 5、完整电路图·····································8 七、软件设计思路·······································8 八、流程图··········································9
1、主程序·········································9 2、子程序········································10 九、程序代码·········································10 十、设计中的难点····································12 十一、收获及体会······································13 十二、参考文献·······································14
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多功能密码锁
一、目的
1、 了解和掌握8086，8255，等接口芯片以及LED显示器的原理和功能； 2、 能用这些接口芯片构建一个简单的系统控制对象， 3、 掌握接口电路的综合设计与使用； 4、 通过自己动手，进一步了解计算机得工作原理，接口技术，提高计算机硬件，软件综合应用能力，即对微机原理，接口技术，汇编语言程序设计进行综合训练。
二、内容
密码锁在输入密码正确的条件下输出开锁电平，控制电控锁开启，同
显示00字样。当输入密码错误时，发出错误警告声音，同时显示FF字样。当六次误码输入的条件下，产生报警电平报警。还可以实现对密码的修改，修改成功后，蜂鸣器发出确认音。
三、设计任务
1、选用8086和适当的存储器及接口芯片完成相应的功能。 2、用LED显示器显示电子锁的当前状态。 3、画出详细的硬件连接图。
4、给出程序设计思路、画出软件流程图。 5、给出地址分配表。
6、给出所有程序清单并加上必要注释。
7、完成设计说明书（列出参考文献，所用器件型号）。
四、方案选择及原理
这次的设计要求是在密码输入正确时输出开锁电平和显示“00”，密码错误时显示“FF”和蜂鸣器发出报警声音等，我们采用8255A的B口作为显示器的输出，c口为选管和接蜂鸣器，开锁及报警电平。对于6次密码错误输入，刚开始用8253计数器，后来发觉可以直接用软件控制，线路简单，程序也很易实现。用蜂鸣器发声次数来区分确认和警告声音，一声表示确认，三声表示警告。键盘上的按键用SW-PB共12个，0-9为数字键，连接到8255A的A口对应二进制数，还有确认键和密码修改键，按下表示A口接收到低电平信号。
五、所用器件
CPU8086、并行接口8255A、存储器27c513、地址锁存器8282、74LS138、石英晶振，8284A、共阴极数码管、非门74LS04、蜂鸣器，电阻、开关等。
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主要器件简介
CPU8086
8086是Inter系列的16位微处理器，芯片上有2.9万个晶体管，采用 HMOS工 艺制造，用单一的+5V电源，时钟频率为5MHz~10MHz。 8086有16根数据线和20根地址线，它既能处理16位数据，也能处理8位数据。可 寻址的内存空间为1MB.
并行接口8255
Intel 8086/8088 系列的可编程外设接口电路（Programmable Peripheral Interface)简称 PPI，型号为8255（改进型为8255A及8255A-5），具有24条输入/输出引脚、
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可编程的通用并行输入/输出接口电路。它是一片使用单一+5V电源的40脚双列直插式大规模集成电路。8255A的通用性强，使用灵活，通过它CPU可直接与外设相连接。
地址锁存器74LS138
74LS138 为3 线－8 线译码器，共有 54/74S138和 54/74LS138 两种线路结构型式，其工作原理如下：当一个选通端（G1）为高电平，另两个选通端（/(G2A)和/(G2B)）为低电平时，可将地址端（A、B、C）的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。 利用 G1、/(G2A)和/(G2B)可级联扩展成 24 线译码器；若外接一个反相器还可级联扩展成 32 线译码器。 若将选通端中的一个作为数据输入端时，74LS138还可作数据分配器。
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六、原理图
1、8086和存储器连接
存储器地址：0000H~3FFFH
2、CPU与8255A连接
8255A地址分配：PA800H PB802H PC804H 控制寄存器806H
为了满足8255A的四个端口地址必须为偶地址这一要求，将8255A的A1、A0分别与8086系统地址总线的A2、A1相连，并且，CPU在对8255A的端口进行访问时，总是将地址中的A0设置为0.
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3、8255A的A口与键盘连接
共12个按键，0-9为数字键，每个十进制数对应PA3~PA0四位二进制数，确认键和修改密码键按下时，PA4和PA5为低电平。
4、8255A的B、C口
C口低四位用了低三位，都是输出高电平有效，高四位用了两位，输出低电平有效。
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5、 完整电路图
七、软件设计思路
由于我们的硬件设计部分没有用到8259和8253，主要器件是8086和8255，所以使得我们的设计简单很多。程序也主要解决如何利用8255来实现所要求的功能这个问题。首先需要初始化8255，A口作为输入，B、C口作为输出。一开始纵观设计内容及要求，可以大致知道需要三个子程序，修改密码程序、开锁程序、闭锁程序。由A口输入的数据决定调用哪个子程序，而相关子程序需要具有所要求的功能，比如修改密码程序需要在修改成功后发出蜂鸣声，开锁程序需要输出开锁电平和显示00字样，等等。为方便程序编写，采用输入数据逐位与正确密码相比的方法，只要有一位不相同即转入闭锁程序，而在闭锁程序中需要设置计数值，当转入闭锁程序六次也即输入错误密码六次则输出报警电平报警。这样则能完成所需的所有功能。程序设计思路基本如此。按此思路画完流程图之后则进入程序设计阶段。大框架已经确定下来，现在需要决定一些重要的细节。比如如何安排计数值的位置，子程序的返回处，等等。经过多次试探与检验，最终将这些细节确定下来。最后将程序开始的初始化、退出程序补充完整，整体再检查一遍，查漏补缺，即可完成设计。
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八、流程图
主程序流程图
开始 设置初始密码，对8255初始化 需要重新修改密码？ 调用修改密码子程序 设置最大误码输入次数。 设置密码个数，获取密码偏移地址 输入密码，并与原定密码进行逐位比较 输入密码是否正确？ 调用闭锁子程序 调用开锁子程序 结束
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修改密码子程序流程图 闭锁子程序流程图 开锁子程序流程图
开始 开始 开始 设置密码个数 数码管显示“FF” 数码管输出“00” 输入新密码 蜂鸣器响四输出开锁电平 声表示警告 返回 蜂鸣器响一次表示确认 输入误码已达6次？ 返回 输出报警电平报警 返回
九、程序代码
DATAS SEGMENT
PASSWORD DB 0,0,0,0,0,0 ;设置初始密码 DATAS ENDS
CODES SEGMENT
ASSUME CS:CODES,DS:DATAS,ES:STACKS START: MOV AX,DATAS MOV DS,AX MOV AX,STACKS MOV ES,AX MOV AL,90H
OUT 63H,AL ;初始化8255，方式0，A口输入，B、C口输出
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IN AL,60H ;读取A口数据 AND AL,20H ;是否需要修改密码
JNE CHANGE ;需要则调用修改密码子程序 MOV BX,5 ;设置错误密码输入最大次数 A1: MOV CX,5 ;设置密码个数
MOV SI,OFFSET PASSWORD
A2: IN AL,60H
CMP AL,BYTE PTR[SI] ;逐位比较，判断输入密码是否正确 JNE CLOSE ;只要有一位错误就调用闭锁子程序 INC SI LOOP A2
CALL OPEN ;正确就调用开锁子程序 JMP ST
CHANGE PROC NEAR ;修改密码子程序 MOV CX,5 ;设置密码个数 MOV SI,OFFSET PASSWORD A3: IN AL,60H MOV [SI],AL INC SI
LOOP A3 ;依次修改六位密码 A4: IN AL,60H
AND AL,10H ;判断有否按下确认键 JNE A4 ;没按下则继续等待 MOV AL,01H
OUT 62H,AL ;蜂鸣器响一下表示确认 RET CHANGE ENDP
CLOSE PROC NEAR ;闭锁子程序 MOV AL,71H
OUT 61H,AL ;数码管输出“F” MOV AL,10H
OUT 62H,AL ;选中L0输出“F” MOV AL,71H OUT 61H,AL MOV AL,20H
OUT 62H,AL ;选中L1输出“F” A5: MOV CX,3 MOV AL,01H OUT 62H,AL
LOOP A5 ;蜂鸣器响四下表示错误警告
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DEC BX
CMP BX,0 ;判断是否已经输入六次错误密码 JNE A1 ;不够六次则重新转到A1 MOV AL,04H
OUT 62H,AL ;已输入六次误码则产生报警电平报警 RET CLOSE ENDP
OPEN PROC NEAR ;开锁子程序 A6: IN AL,60H AND AL,10H
JNE A6 ;等待确认键按下 MOV AL,3F
OUT 61H,AL ;数码管输出“0” MOV AL,10H
OUT 62H,AL ;选中L0输出“0” MOV AL,3F OUT 61H,AL MOV AL,20H
OUT 62H,AL ;选中L1输出“0” MOV AL,02H
OUT 62H,AL ;输出开锁电平，开通LED,显示电子锁开启 RET OPEN ENDP
ST: MOV AX,4CH INT 21H
CODES ENDS END START
十、设计中的难点
1.硬件
本次设计总的来说还是比较简单的，但设计过程也遇到不少的问题。在硬件方面，我们用的是protel99se软件画连接图，由于对这个软件不是很熟悉，在找元件和连线时花了不少的时间。在画图过程中通过不断的修改，最终画出如上电路图。 2.软件
首先是如何安排好几个子程序调用的顺序。按照一般的逻辑思维，我将修改密码安排在第一个，如果用户刚开始即要修改密码可以很方便地实现，如果不用则转入输入密码步骤。而若
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输入错误密码则调用闭锁程序，否则调用开锁程序，这样则可初步安排好顺序。其次是如何判断错误密码。如果输入的是错误的密码，按照我们日常生活经验，是全部输入才提示出错，而我觉得这样太浪费时间，所以考虑将输入的密码逐位与正确密码相比较，只要有一位不符合则马上显示出错，这样实现起来也比较容易，只需要获取正确密码的偏移地址和输入的相应密码，然后用一个逻辑语句“与”将两者进行比较，再利用条件转移语句即可轻松实现。最后是警告声音的处理问题。因为已经要用到蜂鸣器来发出对新密码的确认音，故为了简化电路，我们决定也用蜂鸣器来发出错误警告声音，规定响一声表示确认新密码，响四声表示错误警告。
十一、收获及体会
1、下面就以硬件方面我做一下总结：
硬件部分主要是设计原理图跟连接线路，这次主要是用到Protel这个软件，这个软件之前没接触过，所以在下载下来以后第一件事就是上网看教程，看了两三个教程之后大概就明白了它的大体操作，开始自己动手绘图。
在绘图之前，我先把软件仔细看了一下，并问了同伴一些端口问题，最后初步定下来一个图样，但是在实际绘图过程中发现太过复杂了，又重新制定了一个图样，也就是现在上交的这份。因为是第一次用这个软件，里面很多功能都不懂，经常点出很多不懂得文件，最后不得不重新设计，导致绘图时间大大增加。在多次实践后我终于较为熟练的掌握里面的工具了，后面的绘图过程也就相对来说比较轻松，出了自己绘制元件的时候有些麻烦，不过碰到不会的就上网百度或者问问同学，其实这个绘图过程还是挺有意思的。线路图终于接好了，这里可以总结为三点：
第一，在绘图之前一定要先熟练掌握Protel这个软件；第二，一点要把程序看懂，这样才可以合理布线路图；第三，在搜索元件的过程中可以大量的求助百度，里面有很多元件库表，这样可以大大缩短查找时间。 2、软件设计总结：
这次课程设计中我负责软件设计。刚开始以为之前接触了不少程序，这次应该轻车熟路，但是真正开始设计的时候才发现实际需要解决的问题很多。如何从大局上把握，如何平衡出现的一些冲突和矛盾，如何用简练、有条理的语言实现所有功能，如何与硬件设计更好地结合起来，这些都是我要考虑的问题。在参考了之前学过的程序，重温了接口芯片的知识之后，我有了初步的思路，想起老师说过，流程图能帮助我们快速地整理出程序的大致框架，我马上将想法画成了流程图，然后在流程图的基础上添加一些需要的细节，于是就将程序写了出来。如今真的体会到流程图对于程序设计的重要性，而且一个好的流程图也能帮助别人理解你的程序。而在设计程序的过程中，我不仅对以前学过的汇编语言进行了重温和查漏补缺，而且对程序整体的把握和细节的处理能力得到了很大的提高。毕竟看程序和写程序是有很大区别的，只有实践才能真正将汇编语言学到家。最后看着自己写出来的程序，心里很有成就感！
这次课程设计是两人一组，我和我的拍档在设计中体会到了团队合作的乐趣。我们一起商量如何将设计简单化，我们交流各自的想法，选出最优方案，然后开始做自己的工作。我根据她设计出来的硬件编写程序，也跟她提出修改意见好让程序更容易写，最后我们齐心协力完成了课设。我们都觉得这是一次难得的锻炼动手能力和提高团队精神的活动！
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十二、参考文献
《微型计算机原理及应用》 华南理工大学出版社 吴荣光 吕钧星 著 《微型计算机原理及应用实验指导书》华南理工大学出版
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