【正文】 最簡(jiǎn)單的復(fù)位電路下增加了手動(dòng)復(fù)位按鍵，在接通電源瞬間，電容C1上的電壓很小，復(fù)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(guò)程中RST端電壓逐漸下降，當(dāng)RST端的電壓小于某一數(shù)值后，CPU脫離復(fù)位狀態(tài)，由于電容C1足夠大，可以保證RST高電平有效時(shí)間大于24個(gè)振蕩周期，CPU能夠可靠復(fù)位。增加手動(dòng)復(fù)位按鍵是為了避免死機(jī)時(shí)無(wú)法可靠復(fù)位。當(dāng)復(fù)位按鍵按下后電容C1通過(guò)R5放電。當(dāng)電容C1放電結(jié)束后，RST端的電位由R11與R15分壓比決定。由于R11R15 因此RST為高電平，CPU處于復(fù)位狀態(tài)，松手后，電容C1充電，RST端電位下降，CPU脫離復(fù)位狀態(tài)。R11的作用在于限制按鍵按下瞬間電容C1的放電電流，避免產(chǎn)生火花，以保護(hù)按鍵觸電 。復(fù)位電路原理圖見(jiàn)圖34。圖34 復(fù)位電路原理圖 晶振電路 AT89C51引腳XTAL1和XTAL2與晶體振蕩器及電容CC1按圖35所示方式連接。晶振、電容C2／C3及片內(nèi)與非門(mén)（作為反饋、放大元件）構(gòu)成了電容三點(diǎn)式振蕩器，振蕩信號(hào)頻率與晶振頻率及電容CC2的容量有關(guān)，但主要由晶振頻率決定，范圍在0～33MHz之間，電容CC3取值范圍在5～30pF之間。根據(jù)實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)中采用12MHZ做系統(tǒng)的外部晶振。電容取值為20pF。圖35 晶振電路原理圖 顯示電路 為了提高密碼鎖的密碼顯示效果能力。本設(shè)計(jì)的顯示部分由液晶顯示器LCD1602取代普通的數(shù)碼管來(lái)完成。只有按下鍵盤(pán)上的開(kāi)啟按鍵后，顯示器才處于開(kāi)啟狀態(tài)。同理只有按下關(guān)閉按鍵后顯示器才處于關(guān)閉狀態(tài)。否則顯示器將一直處于初始狀態(tài)，當(dāng)需要對(duì)密碼鎖進(jìn)行開(kāi)鎖時(shí)，按下鍵盤(pán)上的開(kāi)鎖按鍵后利用鍵盤(pán)上的數(shù)字鍵0－9輸入密碼，每按下一個(gè)數(shù)字鍵后在顯示器上顯示一個(gè)*，輸入多少位就顯示多少個(gè)*。當(dāng)密碼輸入完成時(shí)，按下確認(rèn)鍵，如果輸入的密碼正確的話， LCD子顯示“RIGHT”，使三極管T2導(dǎo)通，電磁鐵吸合，電子密碼鎖被打開(kāi)，如果密碼不正確，LCD顯示屏?xí)@示“ERROR”，電子密碼鎖不能被打開(kāi)。通過(guò)LCD顯示屏，可以清楚的判斷出密碼鎖所處的狀態(tài) 。其顯示部分引腳接口見(jiàn)圖36。圖36 顯示電路原理圖 報(bào)警電路 報(bào)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(dāng)有鍵按下時(shí)，“?！甭暎堪匆幌?，發(fā)聲一次，密碼正確時(shí)，不發(fā)聲直接開(kāi)鎖，當(dāng)密碼輸入錯(cuò)誤時(shí)，三極管T3導(dǎo)喇叭發(fā)出噪鳴聲報(bào)警。見(jiàn)圖37。圖37 報(bào)警電路原理圖 開(kāi)鎖電路 通過(guò)單片機(jī)開(kāi)鎖執(zhí)行機(jī)構(gòu)，電路驅(qū)動(dòng)電磁鎖吸合，從而達(dá)到開(kāi)鎖的目的。其原理見(jiàn)圖38。電磁鎖單片機(jī)微控制器開(kāi)鎖驅(qū)動(dòng)電路返回NY密碼正確？圖38 密碼鎖開(kāi)鎖機(jī)構(gòu)示意圖當(dāng)用戶輸入的密碼正確時(shí)，單片機(jī)便輸出開(kāi)門(mén)信號(hào)，送到開(kāi)鎖驅(qū)動(dòng)電路，然后驅(qū)動(dòng)電磁鎖，達(dá)到開(kāi)門(mén)的目的。其實(shí)際電路見(jiàn)圖39。電路由驅(qū)動(dòng)和開(kāi)鎖兩級(jí)組成。由DR1Q1組成驅(qū)動(dòng)電路，其中Q1可以選擇普通的小功率三極管如8050、9018都可以滿足要求。D1是開(kāi)鎖指示燈；由DC5組成開(kāi)鎖。其中DC5是為了消除電磁鎖可能產(chǎn)生的反向高電壓以及可能產(chǎn)生的電磁干擾。電磁鎖的選用要視情況而定，但是吸合力要足夠且有一定的余量。在設(shè)計(jì)中，暫時(shí)用發(fā)光二極管代替電磁鎖，發(fā)光管亮，表示開(kāi)鎖；滅，表示沒(méi)有開(kāi)鎖。圖39 開(kāi)鎖電路原理圖 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)如圖41 為主程序流程圖，開(kāi)始接上電源，程序進(jìn)行初始化設(shè)置，然后在鍵盤(pán)上輸入密碼，此系統(tǒng)進(jìn)行鍵盤(pán)掃描，密碼正確，開(kāi)鎖成功，密碼錯(cuò)誤3次出錯(cuò)報(bào)警，選擇是否修改密碼，若要修改密碼，先輸入舊密碼，密碼正確后設(shè)置新密碼，錯(cuò)誤時(shí)報(bào)警，需要兩次確認(rèn)新密碼，確認(rèn)后，密碼修改成功，否則結(jié)束最終返回。然后啟動(dòng)程序，進(jìn)行保護(hù)，再次在鍵盤(pán)上輸入密碼，系統(tǒng)進(jìn)行掃描，如果和之前一樣，則執(zhí)行相同程序，如不是，則執(zhí)行另一種程序。開(kāi)始初始化次數(shù)加1輸入密碼密碼正確？返回NYY開(kāi)鎖程序開(kāi)鎖？N修改密碼？次數(shù)3？報(bào)警程序修改程序YNNY圖41主程序流程圖 按鍵軟件設(shè)計(jì)如圖42按鍵功能流程圖，在按鍵當(dāng)中，有與輸入、開(kāi)鎖、清除、設(shè)置、確認(rèn)的程序相對(duì)應(yīng)的按鍵，并按順序與輸入的數(shù)相比較，當(dāng)輸入正確時(shí)，進(jìn)入密碼程序，錯(cuò)誤時(shí)進(jìn)行清除，輸入兩次新密碼正確時(shí)，可進(jìn)行重新設(shè)置密碼，最后確認(rèn)程序。開(kāi)始鍵值＝‘輸入’？鍵值＝‘開(kāi)鎖’？鍵值＝‘清除’？鍵值＝‘設(shè)置’？鍵值＝‘確認(rèn)’？密碼輸入程序設(shè)置程序清除程序開(kāi)鎖程序確認(rèn)程序YYYYYNNNN返回N圖42 按鍵功能流程圖 密碼設(shè)置軟件設(shè)計(jì)如圖43為密碼設(shè)置流程圖，開(kāi)始按下設(shè)置鍵，輸入舊密碼，如果錯(cuò)誤累計(jì)三次，進(jìn)行報(bào)警程序。如果輸入正確，可以修改密碼，確認(rèn)后再次輸入新密碼，如果兩次輸入一樣，則輸入成功。如果兩次輸入的新密碼不一樣，則修改密碼失敗，重新返回設(shè)置新密碼。輸入舊密碼N按下設(shè)置鍵開(kāi)始所輸入舊密碼正確？輸入次數(shù)加1報(bào)警程序N返回次數(shù)3?輸新密碼Y再次輸新密碼Y設(shè)置成功NY兩次新密碼輸入相同？圖43 密碼設(shè)置流程圖 開(kāi)鎖軟件設(shè)計(jì)如圖44開(kāi)鎖流程圖，開(kāi)始時(shí)按開(kāi)鎖鍵，輸入密碼，如果輸入正確，則開(kāi)鎖成功。如果輸入錯(cuò)誤累計(jì)達(dá)到三次，則執(zhí)行報(bào)警程序。初始化按開(kāi)鎖鍵輸入密碼按確認(rèn)鍵所輸入密碼正確？Y開(kāi)鎖開(kāi)始輸入次數(shù)加1次數(shù)3?報(bào)警程序返回NYN 圖44 開(kāi)鎖流程圖 系統(tǒng)調(diào)試仿真電路圖如圖51所示：圖51 系統(tǒng)仿真電路圖 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能及指標(biāo)參數(shù)本電子密碼鎖的密碼可以進(jìn)行修改，修改方式為先輸入原密碼，再輸入新密碼并確認(rèn)后即可。如果在修改過(guò)程中3次輸入原密碼不正確，將觸發(fā)報(bào)警程序。在開(kāi)鎖過(guò)程中，用戶在輸入正確密碼后即可開(kāi)鎖，若輸入3次錯(cuò)誤密碼，系統(tǒng)將報(bào)警。該系統(tǒng)由直流+5V供電。 設(shè)計(jì)總結(jié) 通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，使我學(xué)到了很多東西，它不僅可以鞏固了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書(shū)本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí)。同時(shí)也明白了理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要性，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。 在此次課程設(shè)計(jì)中，首先是Proteus和Keil軟件使用的不熟練造成了一定的阻礙，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用和練習(xí)克服了該困難。其次，對(duì)于模塊結(jié)構(gòu)程序．要一個(gè)個(gè)子程序分別調(diào)試。調(diào)試時(shí),一定要符合入口條件和出口條件,調(diào)試可用單步運(yùn)行和斷點(diǎn)運(yùn)行方式,通過(guò)檢查用者系統(tǒng)的CPU現(xiàn)場(chǎng)情況、RAM的內(nèi)容和I／O口的狀態(tài),檢測(cè)程序執(zhí)行結(jié)果是否符合設(shè)計(jì)要求,有無(wú)循環(huán)錯(cuò)誤、有無(wú)機(jī)器碼錯(cuò)誤以及轉(zhuǎn)移地址的錯(cuò)誤,該問(wèn)題的解決消耗了相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。同時(shí),還可以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在的硬件設(shè)計(jì)錯(cuò)誤和軟件算法錯(cuò)誤。各程序模塊通過(guò)后,則可以把相關(guān)功能塊連在一起進(jìn)行總調(diào)。這個(gè)階段若有故障,可以考慮各子程序運(yùn)行時(shí)是否破壞了現(xiàn)場(chǎng),緩沖單元、工作寄存器是否發(fā)生沖突,標(biāo)志位的建立和清除是否有誤,堆棧區(qū)是否有溢出,輸入設(shè)備的狀態(tài)是否正常等等,若用者系統(tǒng)是在開(kāi)發(fā)機(jī)的監(jiān)控程序下運(yùn)行時(shí),還要考慮用者緩沖單元是否和監(jiān)控程序的工作單元發(fā)生沖突。 單步和斷點(diǎn)調(diào)試后,還應(yīng)進(jìn)行連續(xù)調(diào)試,用以確定定時(shí)精度、CPU的實(shí)時(shí)響應(yīng)等問(wèn)題。 當(dāng)全部調(diào)試和修改完成后,將程序固化到80C51中。進(jìn)行整機(jī)調(diào)試。各功能實(shí)現(xiàn)則調(diào)試完成。參考文獻(xiàn)[1] ：高等教育出版社，2010[2] ：高等教育出版社，[3] ：高等教育出版社，[4