基于DSP密碼鎖的課程設計

1、 DSP原理與應用課程大作業(yè)題 目: 基于TM320LF240X的掉電不丟失密碼鎖設計 院系名稱： 電氣工程 專業(yè)班級： 自動化1002 學生姓名： 秦凱新 學 號： 201046820427 指導教師： 張世杰 設計題目基于TM320LF240X的掉電不丟失密碼鎖設計設計內容和要求密碼鎖的功能鍵設計：S1-S10表示:數(shù)字鍵0-9S11-更改密碼S12-更改密碼完畢后確認S13-重試密碼、重新設定S14-關閉密碼鎖初始密碼：000000 密碼位數(shù)：6位程序功能： 本程序結合了24C02存儲器的存儲功能，可以掉電保存密碼。 1、開鎖： 下載程序后，直接按六次S7（即代表數(shù)字1），鎖被打開，輸入

2、密碼時， 六位數(shù)碼管依次顯示小橫杠。 2、更改密碼： 首先按下更改密碼鍵S11，然后設置相應密碼，此時六位數(shù)碼管會顯示設置密碼對應 的數(shù)字。最后設置完六位后，按下S12確認密碼更改，此后新密碼即生效。 3、重試密碼： 當輸入密碼時，密碼輸錯后按下鍵S13，可重新輸入六位密碼。 當設置密碼時，設置中途想更改密碼，也可按下此鍵重新設置。 4、關閉密碼鎖： 按下S14即可將打開的密碼鎖關閉。報告主要章節(jié)一TM320LF240X內部資源二 IIC模塊介紹三 程序流程圖四 系統(tǒng)總原理圖五 密碼鎖程序源碼六 附錄(參考文獻)一TM320LF240X內部資源1.1TM320LF240X簡介數(shù)字信號處理(Di

3、gital Signal Processing，簡稱DSP)是一門涉及許多學科而又廣泛應用于許多領域的新興學科。20世紀60年代以來，隨著計算機和信息技術的飛速發(fā)展，數(shù)字信號處理技術應運而生并得到迅速的發(fā)展。數(shù)字信號處理是一種通過使用數(shù)學技巧執(zhí)行轉換或提取信息，來處理現(xiàn)實信號的方法，這些信號由數(shù)字序列表示。在過去的二十多年時間里，數(shù)字信號處理已經在通信等領域得到極為廣泛的應用。德州儀器、Freescale等半導體廠商在這一領域擁有很強的實力。 DSP (digital signal processor)是一種獨特的微處理器，是以數(shù)字信號來處理大量信息的器件。其工作原理是接收模擬信號，轉換為0或

4、l的數(shù)字信號。再對數(shù)字信號進行修改、刪除、強化，并在其他系統(tǒng)芯片中把數(shù)字數(shù)據(jù)解譯回模擬數(shù)據(jù)或實際環(huán)境格式。它不僅具有可編程性，而且其實時運行速度可達每秒數(shù)以千萬條復雜指令程序，遠遠超過通用微處理器，是數(shù)字化電子世界中日益重要的電腦芯片。它的強大數(shù)據(jù)處理能力和高運行速度，是最值得稱道的兩大特色。1.2TM320LF240X資源介紹 2407開發(fā)板分為TI 2000-011 DSP2407增強型、DSP2407+CPLD開發(fā)板、SHX-DSP2407A開發(fā)板。引DSP2407+CPLD開發(fā)板套件是一套基TMS320LF2407A+EPM240的DSP+CPLD的學習開發(fā)平臺，充分發(fā)揮DSP2407

5、和ALTERA MAX II的靈活性和功能強大，用戶手冊詳實易懂，大量源碼輕松上手（分DSP和CPLD兩部分），我們?yōu)橛脩籼峁┮粋€完整的IP核通過CPLD進行系統(tǒng)資源分配，用戶可以根據(jù)需要進行裁剪或追加功能。由于我們的外設都是通過CPLD連接與DSP連接進行電平轉換、隔離和總線。仲裁等先進技術，所以使用極為方便靈活、簡潔、并且運行及其穩(wěn)定。這種結構可以充分利用了CPLD的靈活性和功能強大的IP核進行功能更強的系統(tǒng)應用。是初學者和從事開發(fā)的科研工作者學習2407和CPLD的首選之品。 本開發(fā)板供初學者學習使用，也可作為系統(tǒng)板嵌入到用戶的產品供用戶進行二次開發(fā)以便縮短產品開發(fā)周期。SHX-DSP2

6、407A開發(fā)板是DSP 2407系列產品中的重要一員。它的最大優(yōu)點是直觀簡單明了，極為適于初學者。此棋板采用統(tǒng)一的系統(tǒng)結構、模塊結構和機械結構，以多種典型DSP處理器構成的DSP基本系統(tǒng)、標準總線和相同物理尺寸的DSP嵌入式控制模板，將2407的功能發(fā)揮的淋漓盡致，為學習者提供了強大、有效的學習平臺。用戶手冊詳實易懂，大量源碼輕松上手（分DSP和CPLD兩部分），我們?yōu)橛脩籼峁┮粋€完整的IP核通過CPLD進行系統(tǒng)資源分配，用戶可以根據(jù)需要進行裁剪或追加功能。1.3TM320LF240X引腳介紹TMS320LF2407系列有多達41個通用、雙向的數(shù)字I/O（GPIO）引腳，其中大多數(shù)是基本功能和

7、一般I/O復用引腳，TMS320LF2407系列的大多數(shù)都可以用來實現(xiàn)其他功能。數(shù)字I/O端口模塊采用了一種靈活的方法，以控制專用I/O和復用I/O引腳的功能，所有I/O和復用引腳的功能可以通過9個16位控制寄存器來設置，這些寄存器可以分為兩類：I/O口復用控制寄存器（MCRx）：用來控制選擇I/O引腳作為基本功能或一般I/O引腳功能。數(shù)據(jù)和方向控制寄存器（PxDATDIR）：當I/O引腳作為一般I/O引腳功能時，用數(shù)據(jù)和方向控制寄存器可控制數(shù)據(jù)和I/O引腳的數(shù)據(jù)方向，這些寄存器直接和I/O引腳相連。給出了TMS320LF2407系列I/O端口復用引腳配置簡圖，從圖上可以看出一些寄存器單元的配

8、置對應于實際I/O引腳的內部結構之間的聯(lián)系。1.4 I/0控制寄存器介紹 數(shù)字數(shù)字I/O模塊控制寄存器地址地址存儲寄存器說明7090hMCRAI/O復用控制寄存器A7092hMCRBI/O復用控制寄存器B7094hMCRCI/O復用控制寄存器C7098hPADATDIRI/O端口A數(shù)據(jù)和方向寄存器709AhPBDATDIRI/O端口B數(shù)據(jù)和方向寄存器709ChPCDATDIRI/O端口C數(shù)據(jù)和方向寄存器709EhPDDATAIRI/O端口D數(shù)據(jù)和方向寄存器7095hPEDATAIRI/O端口E數(shù)據(jù)和方向寄存器7096hPEDATDIRI/O端口F數(shù)據(jù)和方向寄存器下面介紹I/O口復用輸出控制寄存

9、器。下面描述了I/O口復用控制寄存器A（MCRA）I/O口復用控制寄存器B（MCRB），I/O口復用控制寄存器C（MCRC），其中表2是I/O口復用控制寄存器A(MCRA)的配置，對寄存器的每個位的值做了詳細的描述;表3是I/O口復用控制寄存器B(MCRB)的配置，對寄存器的每個位的值做了詳細的描述。表4是I/O口復用控制寄存器C(MCRC)的配置，對寄存器的每個位的值做了詳細的描述。I/O口復用控制寄存器A（MCRA）地址7090h注：R=可讀，W=可寫，_0=復位后的值I/O口復用控制寄存器A(MCRA)的配置I/O口復用控制寄存器B(MCRB地址7092h)注：R=可讀，W=可寫，_0=

10、復位后的值I/O口復用控制寄存器B(MCRB)的配置二IIC模塊介紹2.0 24C02的圖示 圖2.0 2.1 24C02的讀寫操作I2C(Inter Integrated Circuit)總線是一種由Philips公司開發(fā)的兩線式串行總線，用于連接微控制器及其外圍設備。I2C總線產生于在80年代，最初為音頻和視頻設 備開發(fā)。由于其簡單性，如今方泛用于微控制器與各種功能模塊的連接，可以說是學單片機的人，入門之后，必定要涉及到的。I2C 總線實際上已經成為一個國際標準在超過100 種不同的IC 上實現(xiàn)，而且得到超過50 家公司的許可，正因為其簡單和應用廣泛，因此其功能也越來不滿足人們的要求，其速

11、度也從原來的100Kbit/S，增加了快速模式，其速度達 400Kbit/S，再后來也增加了高速模式，其速度更達3.4Mbit/S。二.功能和特點I2C 總線是一種用于IC器件之間連接的雙向二線制總線，所謂總線它上面可以掛多少器件，并且通個兩根線連接，占用空間非常的小，總線的長度可高達25英尺，并 且能夠以10Kbps的最大傳輸速率支持4個組件。它的另一優(yōu)點是多主控，只要能夠進行接收和發(fā)送的設備都可以成為主控制器，當然多個主控不能同一時間 工作。I2C總線有兩根信號線，一根為SDA（數(shù)據(jù)線），一根為SCL（時鐘線）。任何時候時鐘信號都是由主控器件產生。I2C總線在傳送數(shù)據(jù)的過程中，主要有三種控

12、制信號：起始信號，結不信號，應答信號起始信號：當SCL為高電平時，SDA由高電平轉為低電平時，開始傳送數(shù)據(jù)結束信號：當SCL為高電平時，SDA由低電平轉為高電平時，結束數(shù)據(jù)傳送應答信號：接收數(shù)據(jù)的器件在接收到8bit數(shù)據(jù)后，向發(fā)送數(shù)據(jù)的器件發(fā)出低電平信號，表示已收到數(shù)據(jù)。這個信號可以是主控器件發(fā)出，也可以是從動器件發(fā)出?？傊山邮諗?shù)據(jù)的器件發(fā)出。這些信號中，起始信號是必需的，結束信號和應答信號，都可以不要。下面我們以ATMEL公司的AT24C02來介紹I2C的基本操作AT24C02是美國ATMEL公司的低功耗CMOS串行EEPROM，它是內含256×8bit存儲空間，具有工作電壓寬（

13、2.55.5V）、擦寫次數(shù)多（大于10000次）、寫入速度快（小于10ms）等特點。他在系統(tǒng)中始終為從動器件。對AT24C02的操作主要有：字節(jié)讀，字節(jié)寫，頁面讀，頁面寫首先發(fā)送起始信號，如下圖，起始信號后必須是控制字，控制字格式如下，其中高四位為器件類型識別符（不同的芯片類型有不同的定義，EEPROM一般應為1010），接著三位為片選，也就是三個地址位，最后一位為讀寫控制位，當為1(Input)時為讀操作，為0(Output)時為寫操作?？刂谱趾缶褪窍鄳牟僮?，讀或寫，一定不要結束，因為這個操作還沒有完成，如果結束就等于放棄操作。先 來看寫操作，寫操作分為字節(jié)寫和頁面寫兩種操作，對于頁面寫根

14、據(jù)芯片的一次裝載的字節(jié)不同有所不同,AT24C02為8字節(jié)，每寫一個字節(jié)后，地址自動加 1。關于頁面寫的地址、應答和數(shù)據(jù)傳送的時序參見圖3，字節(jié)寫可以看成是只有一個字節(jié)的頁面寫，也就是寫一個數(shù)據(jù)后停止。注意：寫一次需要一定時間，一般 為10ms，要等侍這個操作完成。時序如下圖：說明：對于AT24C02，在控制字后還必須寫入地址，這個地址是以后讀寫的起始地址。讀 操作有三種基本操作：當前地址讀、隨機讀和順序讀。三種操作方法類似，只是讀的數(shù)據(jù)個數(shù)不同，可連續(xù)讀8個字節(jié)，圖4給出的是順序讀的時序圖,圖中共讀了 四個數(shù)據(jù)，需要注意的是當前的地址，如果不是想要的，可以用寫操作，重新寫入地址。非常重要的是

15、，每讀一個數(shù)據(jù)后，必須置低SDA，作為應答，否則，只能 讀一個數(shù)據(jù)，后面的數(shù)據(jù)，因為收到不應答信號，AT24C02就會認為出錯，停止操作。特別提醒的是，當SCL為低電平時，數(shù)據(jù)是可變的，因些只有SCL 為高電平時，才能讀數(shù)。三 程序流程圖 圖3.1 程序流程圖程序執(zhí)行時，首先進行鍵盤掃描，判斷是否開鎖，程序執(zhí)行流程如上圖所示：1、開鎖： 下載程序后，直接按六次S7（即代表數(shù)字1），8位LED亮，鎖被打開，輸入密碼時， 六位數(shù)碼管依次顯示小橫杠。 2、更改密碼： 首先按下更改密碼鍵S11，然后設置相應密碼，此時六位數(shù)碼管會顯示設置密碼對應 的數(shù)字。最后設置完六位后，按下S12確認密碼更改，此后新

16、密碼即生效。 3、重試密碼： 當輸入密碼時，密碼輸錯后按下鍵S13，可重新輸入六位密碼。 當設置密碼時，設置中途想更改密碼，也可按下此鍵重新設置。 4、關閉密碼鎖： 按下S14即可將打開的密碼鎖關閉。四 系統(tǒng)原理圖 圖4.1 系統(tǒng)原理圖 系統(tǒng)原理圖包含了顯示模塊,矩陣鍵盤模塊 ,以及24C02密碼值存儲模塊,其分模塊就不再粘貼出來,因為都是上述模塊的分解.另外關于鍵盤就是矩陣鍵盤,包含了0-9的鍵值,另外還有特殊功能鍵如下: S11:更改鍵 S12:確認鍵 S13：重試鍵 S14：關閉鍵正是通過上述的特殊功能鍵來實現(xiàn)特殊的操作。從而實現(xiàn)密碼識別，鍵盤掃描，數(shù)密碼，密碼驗證，和更改密碼操作的。

17、五 密碼鎖程序源碼#include "register"#include<ioports.h>#include <intrins.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charuchar old1,old2,old3,old4,old5,old6; /原始密碼000000uchar new1,new2,new3,new4,new5,new6; /每次MCU采集到的密碼輸入uchar a=16,b=16,c=16,d=16,e=16,f=16; /送入數(shù)碼管顯示的變量uchar wei,ke

18、y,temp;char allow,genggai,ok,wanbi,retry,close; /各個狀態(tài)位#define LEDData PBDATDIR;#define LEDcs PFDATDIR;unsigned char code table=0xFF3f,0xFF06,0xFF5b,0xFF4f,0xFF66,0xFF6d,0xFF7d,0xFF07,0xFF7f,0xFF6f,0xFF77,0xFF7c,0xFF39,0xFF5e,0xFF79,0xFF71,0xFF00,0xFF40;/24C02讀寫驅動程序/void delay1(unsigned int m)unsigne

19、d int n; for(n=0;n<m;n+);void init() MCRA=MCRA&OXFFFB; MCRB=MCRB&0XFEFF; MCRC=MCRC&OXFFFE; PADATDIR=PADATDIR|0x0400; PADATDIR=PADATDIR|0X0100; PBDATDIR=PBDATDIR|0XFFFF; PFDATDIR=PFDATDIR|0XFFFF; asm(“setc INTM”); asm(“setc SXM”); asm(“clrc OVM”); asm(“clrc CNF”); WDCR=0X0E8;SCSR1=0X81

20、FE; IMR=0X0000;IFR=0X0FFFF; /從24c02的地址address中讀取一個字節(jié)數(shù)據(jù)/Void Start（） PADATDIR= PADATDIR&0XFFFB;PEDATDIR =PEDATDIR|0X0100;PEDATDIR =PEDATDIR|0X0001; PADATDIR= PADATDIR&0X0004; delay(30); PEDATDIR =PEDATDIR|0Xfffe; delay(30);PEDATDIR =PEDATDIR|0xfffb;delay(30); PEDATDIR =PEDATDIR|0X0001;void St

21、op（） PADATDIR= PADATDIR&0XFFFB;PEDATDIR =PEDATDIR|0X0100;PEDATDIR =PEDATDIR|0Xfffe; PADATDIR= PADATDIR&0X0004; delay(30); PEDATDIR =PEDATDIR|0X0001; delay(30);PEDATDIR =PEDATDIR|0xfffb;delay(30); PEDATDIR =PEDATDIR|0Xfffb;Void I2CSendByte(int data)int flag,sz,k;for(flag=0x0080;flag!=0x00;fla

22、g=flag/2) PADATDIR= PADATDIR&0XFFFB;for(k=0x06;k>=0;k-)k=k;sz=data&flag; PEDATDIR =PEDATDIR|0xfffb;else PEDATDIR =PEDATDIR|0x0001; PADATDIR= PADATDIR&0X0004;for(k=0x06;k>=0;k-)k=k; PADATDIR= PADATDIR&0Xfffb; Void I2CRecByte(int data)int flag,sz,k;PEDATDIR =PEDATDIR|0xFEFF PADAT

23、DIR= PADATDIR&0XFFFB;for(flag=0x0080;flag!=0x00;flag=flag/2) PADATDIR= PADATDIR&0X0004;sz= PADATDIR &flag; if(sz=flag) k=k|flag; PADATDIR= PADATDIR&0Xfffb; return k;unsigned char read24c02(unsigned char address) unsigned char i;Start（）;I2CSendByte(0xa0);I2CSendByte(address); Start();

24、 writebyte(0xa1); i=readbyte(); Stop(); delay(10); return(i);/向24c02的address地址中寫入一字節(jié)數(shù)據(jù)info/void write24c02(unsigned char address,unsigned char dat) Start(); I2CSendByte (0xa0);I2CSendByte (address);I2CSendByte (dat); Stop(); delay(30);/*密碼鎖程序模塊*/void delay(unsigned char i)uchar j,k; for(j=i;j>0;j

25、-) for(k=125;k>0;k-);void LED_display(uchar cs,uchar num) LEDcs=cs;LEDData=LED_Tablenum; void display(uchar a,uchar b,uchar c,uchar d,uchar e,uchar f) PBDATDIR=0XFFFF; PBDATDIR=0XFFFF; LED_display(0x0eff,a); delay1(5); LED_display(0x0dff,b); delay1(5); LED_display(0x0bff,c); delay1(5); LED_displa

26、y(0x07ff,d); delay1(5);void keyscan() PEDATDIR=0X0FFF;/高四位為輸入，低四位為輸出； PEDATDIR=0xfeFF;/高四位上拉輸入 temp= PEDATDIR; temp=temp&0x00f0; if(temp!=0xf0) delay(10); if(temp!=0x00f0) temp=P3; switch(temp) case 0x00ee: key=0; wei+; break; case 0x00de: key=1; wei+; break; case 0x00be: key=2; wei+; break; cas

27、e 0x007e: key=3; wei+; break; while(temp!=0x00f0) temp=PEDATDIR; temp=temp&0xf0; PEDATDIR=0xfdFF; temp=PEDATDIR; temp=temp&0x00f0; if(temp!=0x00f0) delay(10); if(temp!=0x00f0) temp=PTEDFF; switch(temp) case 0x00ed: key=4; wei+; break; case 0x00dd: key=5; wei+; break; case 0x00bd: key=6; wei+

28、; break; case 0x007d: key=7; wei+; break; while(temp!=0x00f0) temp= PEDATDIR; temp=temp&0x00f0; PEDATDIR =0xfbFF; temp= PEDATDIR; temp=temp&0x00f0; if(temp!=0x00f0) delay(10); if(temp!=0xf0) temp= PEDATDIR; switch(temp) case 0x00eb: key=8; wei+; break; case 0x00db: key=9; wei+; break; case 0

29、x00bb: genggai=1; wei=0; break; case 0x007b: if(allow) ok=1; break; while(temp!=0x00f0) temp= PEDATDIR; temp=temp&0x00f0; PEDATDIR=0xf7FF; temp= PEDATDIR; temp=temp&0x00f0; if(temp!=0x00f0) delay(10); if(temp!=0x00f0) temp=PEDATDIR; switch(temp) case 0x00e7: retry=1; break; case 0x00d7: clos

30、e=1; break; while(temp!=0x00f0) temp= PEDATDIR; temp=temp&0x00f0; beep=0; void shumima()/對按鍵采集來的數(shù)據(jù)進行分配if(!wanbi)switch(wei)case 1:new1=key; if(!allow)a=17; else a=key;break;case 2:new2=key;if(a=17) b=17;else b=key;break;case 3:new3=key; if(a=17) c=17;else c=key;break;case 4:new4=key;if(a=17) d=1

31、7;else d=key;break;case 5:new5=key; if(a=17) e=17;else e=key;break;case 6:new6=key; if(a=17) f=17;else f=key;wanbi=1;break;void yanzheng() /驗證密碼是否正確if(wanbi) /只有當六位密碼均輸入完畢后方進行驗證if(new1=old1)&(new2=old2)&(new3=old3)&(new4=old4)&(new5=old5)&(new6=old6)allow=1;/當輸入的密碼正確，會得到allowe置一void main() init(); old1=read24c02(110); old2=read24c02(111);old3=read24c02(112);old4=read24c02(113);old5=read24c02(114);old6=read24c02(115);while(1)keyscan();shumima();yanzheng();if(allow) /