【正文】 密碼鎖 4 T1（記時器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） 存儲芯片 AT24C02 AT24C02是美國 Atmel公司的低功耗 CMOS型 E178。PROM，內含 256 8位存儲空間，具有工作電壓寬 (～ V)、擦寫次數(shù)多 (大于 10000次 )、寫入速度快 (小于 10 ms)、抗干擾能力強、數(shù)據(jù)不易丟失、體積小等特點。而且他是采用了 I178。C總線式進行數(shù)據(jù)讀寫的串行器件，占用很少的資源和 I/O線，并且支持在線編程，進行數(shù)據(jù)實時的存取十分方便。 AT24C02中帶有的片內地址寄存器。每寫入或讀出一個數(shù)據(jù)字節(jié)后，該地址寄存器自動加 1，以實現(xiàn)對下一個存儲單元的讀寫。所有字節(jié)均以單一操作方式讀取。為降低總的寫入時間，一次操作可寫入多達 8個字節(jié) 的數(shù)據(jù)。 I2C總線是一種用于IC器件之間連接的二線制總線。他通過 SDA(串行數(shù)據(jù)線 )及 SCL(串行時鐘線 )兩根線在連到總線上的器件之間傳送信息，并根據(jù)地址識別每個器件。 AT24C02正是運用了 I178。C規(guī)程，使用主 /從機雙向通信，主機 (通常為單片機 )和從機 (AT24C02)均可工作于接收器和發(fā)送器狀態(tài)。主機產生串行時鐘信號 (通過 SCL引腳 )并發(fā)出控制字，控制總線的傳送方向，并產生開始和停止的條件。無論是主機還是從機，接收到一個字節(jié)后必須發(fā)出一個確認信號 ACK。 AT24C02的控制字由 8位二進制數(shù)構成，在開始信號發(fā)出以后，主機便會發(fā)出控制字，以選擇從機并控制總線傳送的方向 。 管腳描述 ： SCL 為串行時鐘： 串行時鐘輸入管腳用于產生器件所有數(shù)據(jù)發(fā)送或接收的時鐘這是一個輸入管腳。 SDL 為串行數(shù)據(jù) /地址： 雙向串行數(shù)據(jù) /地址管腳用于器件所有數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收 SDL，是一個開漏輸出管腳可與其它開漏輸出或集電極開路輸出進行線或。 A0、 A A2 為器件地址輸入端： 當使用 24C02 時最大可級聯(lián) 8個器件，如果只有一個 24C02被總線尋址，這三個地址輸入腳 A0、 A A2可懸空或連接到 Vss。 WP為寫保護： 如果 WP 管腳連接到 Vcc 所有的內容都被寫保護只能讀當 WP, 管腳連 接到 Vss 或欽州學院課程設計 5 懸空 ,允許器件進行正常的讀 /寫操作。管腳圖如圖 23所示。 圖 23 AT24C02引腳圖 3 硬件設計 本系統(tǒng)外圍電路包括鍵盤輸入部分、密碼存儲部分、復位部分、顯示部分、報警部分、開鎖部分組成，根據(jù)實際情況鍵盤輸入部分選擇 4 4矩陣鍵盤，顯示部分選擇字符型液晶顯示 LCD1602，密碼存儲部分選用 AT24C02芯片來完成。其原理圖如圖 31所示。 圖 31 電路原理圖 鍵盤輸入模塊 由于本設計所用到的按鍵數(shù)量較多而不適合用獨立按鍵式鍵盤。采用的是矩陣式按鍵鍵盤，它由行和列組 成，也稱行列式鍵盤，按鍵位于行列的交叉點上，密碼鎖的密碼由鍵盤輸入完成，與獨立式按鍵鍵盤相比，要節(jié)省很多 I/O口。本設計中使用的潘涵 電子密碼鎖 6 這個 4 4鍵盤不但能完成密碼的輸入還能作特別功能鍵使用。鍵盤的每個按鍵功能在程序設計中設置。它與單片機的連接如圖 32所示。 圖 32 鍵盤輸入模塊 密碼存儲模塊 圖 33 所示 AT24C02 的 3 腳是三條地址線，用于確定芯片的硬件地址。在 AT89S51 試驗開發(fā)板上它們都接地，第 5 腳和第 8 腳分別為正、負電源。第 8 腳SDL 為串行數(shù)據(jù)輸入 /輸出，數(shù)據(jù)通過這條雙向 I178。C 總線串行傳送，在 AT89S52 試驗開發(fā)板上和單片機的 連接。第 6 腳 SCL 為串行時鐘輸入線，在 AT89S52 試驗開發(fā)板上和單片機的 連接。 SDL 和 SCL 都需要和正電源間各接一個 的電阻上拉。第 6 腳接 。 AT24C02 中帶有片內地址寄存器。每寫入或讀出一個數(shù)據(jù)字節(jié)后，該地址寄存器自動加 1，以實現(xiàn)對下一個存儲單元的讀寫。所有字節(jié)均以單一操作方式讀取。為降低總的寫入時間，一次操作可寫入多達 8 個字節(jié)的數(shù)據(jù)。 圖 33 密碼存儲電路 復位部分 單片機復位是使 CPU和系統(tǒng)中的其他功能 部件都處在一個確定的初始狀態(tài)，并從欽州學院課程設計 7 這個狀態(tài)開始工作。該電路在最簡單的復位電路下增加了手動復位按鍵，在接通電源瞬間，電容 C1上的電壓很小，復位下拉電阻上的電壓接近電源電壓，即 RST為高電平，在電容充電的過程中 RST端電壓逐漸下降，當 RST端的電壓小于 某一數(shù)值后， CPU脫離復位狀態(tài)，由于電容 C1足夠大，可以保證 RST高電平有效時間大于 24個振蕩周期， CPU能夠可靠復位。增加手動復位按鍵是為了避免死機時無法可靠復位。當復位按鍵按下后電容 C1通過 R5放電。當電容 C1放電結束后， RST端的電位由 R5與 R6分壓比決定 。由于 R5R6 因此 RST為高電平， CPU處于復位狀態(tài)，松手后，電容 C1充電， RST端電位下降， CPU脫離復位狀態(tài)。 R5的作用在于限制按鍵按下瞬間電容 C1的放電電流，避免產生火花，以保護按鍵觸電。其電路如圖 34所示。 圖 34 復位電路 晶振部分 AT89S52引腳 XTAL1和 XTAL2與晶體振蕩器及電容 C C3按圖 45所示方式連接。晶振、電容 C2／ C3及片內與非門（作為反饋、放大元件）構成了電容三點式振蕩器，振蕩信號頻率與晶振頻率及電容 C C3的容量有關，但主要由晶振頻率決定，范 圍在 0～33MHz之間，電容 C C3取值范圍在 5～ 30pF之間。根據(jù)實際情況，本設計中采用 12MHZ作為系統(tǒng)的外部晶振。電容取值為 10pF。其電路圖如圖 35所示。 潘涵 電子密碼鎖 8 圖 35 晶振電路 顯示模塊 顯示部分由液晶顯示器 LCD1602取代普通的數(shù)碼管完成。開鎖時，按下鍵盤上的開鎖按鍵后，利用鍵盤上的數(shù)字鍵 0－ 9輸入密碼，每按下一個數(shù)字鍵后在顯示器上顯示一個 *，輸入多少位就顯示多少個 *。當密碼輸入完成時，按下確認鍵，如果輸入的密碼正確的話， LCD顯示“ DOOR OPEN”， 單片機其中 ，使三極管 T2導通，電磁鐵吸合，繼電器開關跳轉，電子密碼鎖被打開，如果密碼不正確， LCD顯示屏會顯示“ CODE WRONG”， ，電子密碼鎖不能打開。通過 LCD顯示屏，可以清楚地判斷出密碼鎖所處的狀態(tài)。電路圖如圖 36所示。 圖 36 顯示電路 報警部分 報警部分由陶瓷壓電發(fā)聲裝置及外圍電路組成，加電后不發(fā)聲，當有鍵按下時，“?！甭?，每按一下，發(fā)聲一次，密碼正確時，不發(fā)聲直接開鎖，當密碼輸入錯誤時，單片機的 平，三極管 T3導通蜂鳴器發(fā)出噪聲報警。如圖 37所示。 欽州學院課程設計 9 圖 37 報警電路 開鎖部分 開鎖控制電路的功能是當輸入正確的密碼后將鎖打開。系統(tǒng)使用單片機其中一引腳線發(fā)出信號，經三極管放大后，由繼電器驅動電磁閥動作將鎖打開。用戶通過鍵盤任意設置密碼，并儲存在 E2PROM中作為鎖碼指令。只有用戶操作鍵盤時，單片機的電源端才能得到 3V電源，否則，單片機處于節(jié)電工作方式。開鎖步驟如下：首先按下鍵盤上的開鎖按鍵，然后利用鍵盤上的數(shù)字鍵 0－ 9輸入密碼，最后按下確認鍵。當用戶輸入密碼后，單片機自動識別密碼，如果 密碼不符，則報警。只有當密碼正確，單片機才能使繼電器處于開鎖狀態(tài)。具體電路如圖 38所示。 圖 38 開鎖電路 4 系統(tǒng)軟件設計 系統(tǒng)程序流程圖 主程序流程圖 主程序設計流程圖如圖 41所示。 潘涵 電子密碼鎖 10 圖 41主程序流程圖 鍵功能程序流程圖 鍵功能程序流程圖如圖 42所示。 開始 初始化 開鎖 修改 密碼正確 輸入舊密碼 開鎖 出錯報警 原密碼相同 返回 設新密碼 鍵功能程序 欽州學院課程設計 11 Y N Y N Y N Y N 圖 42 鍵功能流程圖 開鎖程序流程圖 開鎖程序流程圖如圖 43所示。 開鎖 潘涵 電子密碼鎖 12 Y 圖 43 開鎖流程圖 子程序舉例 開鎖子程序 CL:NOP SETB L3 MOV BUFF, 00H 。消密碼緩沖 MOV TIMERS,00H LCALL INITPS 。消除 AT 緩沖，加調電存儲后一定要加上 LCALL XSC LCALL BP LCALL BP LCALL T100MSD LCD 初始化 輸入密碼 按開鎖鍵 報警程序 確認程序 輸入密碼正確？ 開鎖成功 返回 N 欽州學院課程設計 13 LCALL BP CLR FLAG1 AJMP CH_KEY FU4:NOP LCALL BP LCALL T100MSD LCALL BP LCALL T100MSD LCALL BP LCALL T100MSD LCALL BP LCALL T100MSD LCALL BP CLR FLAG1 AJMP CH_KEY FU3:NOP LCALL BP LCALL T100MSD LCALL BP LCALL KILLXS 。關閉顯示 CLR FLAG1 AJMP CH_KEY FU1:NOP LCALL XSC JB F_F1, NEXT_F1 CLR L1 LCALL BP 潘涵 電子密碼鎖 14 SETB F_F1 AJMP CH_KEY NEXT_F1:SETB L1 LCALL BP CLR F_F1 LCALL CH_STATE 。查看現(xiàn)在的狀態(tài)以防誤按 SETB TR1 。報警限制暫時不開 INC F_F1 CLR FLAG1 AJMP CH_KEY FU2:NOP JB F_F2, NEXT_F2 CLR L2 LCALL BP