基于單片機的智能密碼鎖的設計與制作（含pcb圖）-文庫吧
2025-01-03 14:27 本頁面
【正文】 拴、彈簧和鎖框等。當電磁線圈中有一定的電流通過時，磁力吸動鎖栓，鎖便打開。否則．鎖栓進入鎖框，即處在鎖住狀態(tài)。為了便于試驗，可用發(fā)光二極管代表電磁線圈，當綠色發(fā)光二極管為亮狀態(tài)時，代表電子鎖被打開，紅色發(fā)光二極管為亮狀態(tài)時代表鎖著。 硬件組成及工作原理電子密碼鎖的組成框圖如圖21所示，圖21 控制電路功能圖它也是以單片機作為核心控制器，主要是由顯示電路、報警電路、時鐘電路、復位電路和鍵盤等組成。完成密碼的設置、存貯、識別和輸出開鎖電平等功能。當用戶輸入密碼并按下輸入鍵后，程序判斷輸入的密碼是否正確。如果輸入密碼正確，則輸出開鎖信號，同時點亮綠燈；如果輸入密碼不正確，則輸出密碼錯誤信號，點亮紅燈；如果連續(xù)三次輸入的密碼均是錯的，則輸出報警信號，同時蜂鳴器鳴叫響發(fā)出報警。一旦輸出報警信號， 就必須等待解除報警后方可重新開鎖?！ ? 單片機選型本設計用STC89C51代替了以往使用的AT89C51，功能更強，速度更快，壽命更長，價格更低。STC89C51可以完成ISP在線編程功能，而AT89C51則不能。將AT89C51中的程序直接燒錄到STC89C51中后，STC89C51就可以代替AT89C51直接工作。STC89C51內部有EEPROM，可以在程序中修改，斷電不丟失，還增加了兩級中斷優(yōu)先級等等。 STC89C51有40個引腳，32個外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時內含2個外中斷口，2個16位可編程定時計數器,2個全雙工串行通信口。 圖22 STC89C51引腳圖STC89C51是一塊高性能單片機，它內含1288位存儲空間，具有工作電壓寬（～）、擦寫次數多（大于10000次）、寫入速度快（小于10ms）等特點。AT24C02具有PDIP、MSOP/TSSOP及SOIC等三種封裝形式，以適應不同產品的需求。 時鐘電路XTALl、XTAL2 為片內振蕩器的反相放大器的輸入和輸出端，如圖23示?？刹捎檬⒕w或陶瓷振蕩器組成時鐘振蕩器，如需從外部輸入時鐘驅動 STC89C51，時鐘信號從 XTAL1 輸入，XTAL2 應懸空。由于輸入到內部電路是經過一個 2分頻觸發(fā)器，所以輸入的外部，所以輸入的外部時鐘信號無需特殊要求，但它必須符合電平的最大和最小值及時序規(guī)范。電路里采用的是12MHz的晶振，則周期為：T=1/(12*10^6)Hz1/12=1us有關電路如下圖：圖23 振蕩電路 復位電路復位電路采用了微分型復位電路如圖24所示：圖24復位電路復位電路的基本功能是：系統(tǒng)上電時提供復位信號直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后撤銷復位信號為可靠起見電源穩(wěn)定后還要經一定的延時才撤銷復位信號以防電源開關或電源插頭分合過程中引起的抖動而影響復位，有效的防止系統(tǒng)有時會出現一些不可預料的現象，如無規(guī)律可循的“死機”、“程序走飛”等。 密碼存儲電路密碼鎖的密碼可修改，并且掉電后不消失，所以需要外接非易失性存儲器，在本次設計中采用AT24C02。圖25 STC89C51與AT24C02連接圖AT24C02與外部通訊采用I2C總線。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總線最主要的優(yōu)點是其簡單性和有效性。AT24C02寫操作分為字節(jié)寫和頁面寫兩種操作，讀操作分為當前地址讀、隨機讀和順序讀等三種操作，每種讀寫操作都有規(guī)定的時序。本系統(tǒng)采用字節(jié)寫和隨機讀兩種操作方式，具體時序由軟件模擬。 矩陣式鍵盤電路設計圖26 矩陣式鍵盤矩陣式鍵盤適用與按鍵數量較多的場合，它由行線和列線組成，按鍵位于行、列的交叉點上。一個44的行、列結構可以構成一個有16個按鍵的鍵盤。如上圖所示，這是本課題所設計的矩陣鍵盤電路。很明顯，在按鍵數量較多的場合，矩陣鍵盤與獨立式按鍵鍵盤相比，要節(jié)省很多I/O口。在鍵盤的設計時，我一開始選用的是大的按鍵，但是考慮到PCB板的大小，我后來選用的是小的按鍵，可以節(jié)省覆銅板，按鍵的八個接口分別接P1的八位，在按鍵前，我先給P1口置F7H，當第一行上有鍵按下的時候，相對列位輸出低電平，反之無鍵按下為高電平。相同方法掃描各列，反復循環(huán)，直到有鍵按下。 報警電路蜂鳴音報警電路如下圖所示：圖27 報警電路本電路是由兩個電阻，一個NPN三極管和一個蜂鳴器組成。如果用戶連續(xù)三次輸入的密碼均是錯時，就會使三極管的基極為高電平，三極管Q1放大導通，壓電蜂鳴器兩端獲得約+5V電壓而鳴叫；，三極管Q1截止，則蜂鳴器停止發(fā)音。 顯示電路圖28 顯示電路如圖28所示，是由一個四位數碼管和一個二位數碼管組成。顯示電路我選用共陰極數碼管，顯示主要包含了兩部分：段選和位選。在設計時用7448來譯碼，用74LS138提供位選，這樣可以節(jié)省單片機端口。段碼的信號和位選的信號都由P0口提供，P0口的前四位接7448的A、B、C、D四位，由他把單片機輸出的十進制轉換成數碼管能顯示的字型碼。P0口的后面三位接38譯碼器的A，B，C，通過譯碼器輸出的數據可以作為數碼管的位選，使數碼管一個一個的點亮，從而達到動態(tài)顯示的要求。3 系統(tǒng)軟件方案STC89C51單片機和其開發(fā)應用系統(tǒng)具有語言簡潔、可移植性好、表達能力強、表達方式靈活、可進行結構化設計、可以直接控制計算機硬件、生成代碼質量高、使用方便等諸多優(yōu)點。此設計如下要求：1）上電后，顯示器顯示“000000”。初次使用時，密碼由程序存儲器TABLE讀取，“666666”為初始化密碼，只要輸入此密碼便可開門。密碼修改后則從AT24C02中讀取。2）更改密碼時，先鍵入新號碼再按“*”，即可建立新密碼，并存入EEPROM。3）鍵入號碼，再按“D”開門鍵，若號碼與密碼相符，則開門，計算輸錯次數
畢業(yè)設計相關推薦
鄂ICP備17016276號-1