【正文】 寫“1”后，內(nèi)部上拉的是高的，可以作為輸入，P2口外部下拉低時輸出電流，這是因為有內(nèi)部上拉的緣故。當(dāng)P2口用于外部程序存儲器或外部數(shù)據(jù)存儲器時P2口是地址高八位輸出。 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷0） /INT1（外部中斷1） T0（T0定時器的外部計數(shù)輸入） T1（T1定時器的外部計數(shù)輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器的寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器的讀選通） RST：復(fù)位引腳高電平時MCU復(fù)位，復(fù)位信號輸入端口，當(dāng)MCU要復(fù)位時，給與此引腳高電平，高電平持續(xù)時間是不少于兩個機(jī)器周期的時間。ALE/PROG：地址鎖存使能以及編程脈沖信號端口。當(dāng)單片機(jī)訪問外部的存儲器時，地址鎖存使能鎖存地址低八位。通常情況下，ALE引腳輸出單片機(jī)外部振蕩器的頻率的1/6的頻率輸出。應(yīng)該注意到的是：當(dāng)用于單片機(jī)擴(kuò)展外部的數(shù)據(jù)存儲器時，它會少一個ALE脈沖。如果你想禁止ALE輸出可以設(shè)置為0在SFR8EH地址。此時，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令時ALE才起作用。此外，ALE引腳倍稍微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE的禁令，設(shè)置無效。PSEN：程序存儲器允許輸出控制端，在讀外部程序存儲器時PSEN低電平有效，以實現(xiàn)外部程序存儲器單元的讀操作。EA/VPP：外部程序存儲器訪問允許。當(dāng)/EA接高電平時，單片機(jī)讀取內(nèi)部程序序存儲器，當(dāng)擴(kuò)展有外部ROM時，當(dāng)讀完內(nèi)部ROM后自動讀取外部ROM，當(dāng)/EA接低電平時，單片機(jī)直接讀取外部程序存儲器。XTAL1：片內(nèi)振蕩器反相放大器和時鐘發(fā)生器的輸入端。 XTAL2：片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸出端。 存儲模塊AT24C02存儲模塊的設(shè)計是把WP引腳接到GND上因為要讓器件進(jìn)行正常的讀/寫操作，把SDA串行數(shù)據(jù)/，讓單片機(jī)產(chǎn)生一個AT24C02工作的時鐘，使其正常的工作。 存儲模塊電路AT24C02的特點：數(shù)據(jù)線看門狗定時器；可編程復(fù)位門級；高數(shù)據(jù)傳輸速率400kHz速率和I2C總線；；低功耗CMOS工藝兼容；16 bespate寫緩沖區(qū)；反撇寫保護(hù)芯片；高低電平復(fù)位信號輸出；100萬擦除周期；保存長達(dá)100年。定義如下的總線狀態(tài)。 總線時序圖1　 總線空閑(狀態(tài)A) 數(shù)據(jù)線和時鐘線都保持高電平狀態(tài)。2　 起始信號(狀態(tài)B) 時鐘線保持高電平期間，數(shù)據(jù)線從高電平到低電平的跳變作為I2C總線的起始信號。所有操作都必須以起始信號為前提。3　 停止信號(狀態(tài)C) 時鐘線保持高電平期間，數(shù)據(jù)線從低電平到高電平的跳變作為I2C總線的停止信號。所有操作都必須以停止信號結(jié)尾。4　 數(shù)據(jù)有效(狀態(tài)D)數(shù)據(jù)傳輸都必須以起始信號開頭，以停止信號結(jié)尾。在起始信號和停止信號期間傳輸數(shù)據(jù)的總量大小由主器件決定，理論上是沒有限制的。但是在寫狀態(tài)下只有最后16個周期傳送的數(shù)據(jù)會被寫入。如果待寫入的數(shù)據(jù)超出了這個限制，會根據(jù)先入先出的原則覆蓋掉前面的數(shù)據(jù)。 每一個被尋址到的從設(shè)備，在成功接收一個字節(jié)的數(shù)據(jù)后，都必須產(chǎn)生一個應(yīng)答信號。主設(shè)備必須增加一個額外的時鐘信號，接收從器件對收到數(shù)據(jù)的響應(yīng)。器件應(yīng)答的方式是在響應(yīng)時鐘周期時將SDA線拉低，表示其已收到一個8位數(shù)據(jù)。如圖34。當(dāng)然，調(diào)整時間和保持時間都必須計算在內(nèi)。主器件在傳送完最后一個字節(jié)的數(shù)據(jù)之后，不傳送應(yīng)答信號，從而向從器件標(biāo)明數(shù)據(jù)傳送結(jié)束。在這種情況下，從器件必須保持SDA高電平，使主器件可以產(chǎn)生停止信號。當(dāng)AT24C02在內(nèi)部讀寫周期內(nèi)是不會產(chǎn)生任何響應(yīng)信號的。 上拉電阻的介紹 當(dāng)TTL電路驅(qū)動COMS電路時，如果TTL電路輸出的高電平低于COMS電路的最低高電平（），這時就需要在TTL的輸出端接上拉電阻，以提高輸出高電平的值。 OC門電路必須加上拉電阻，才能使用。 為加大輸出引腳的驅(qū)動能力，有的單片機(jī)管腳上也常使用上拉電阻。 在COMS芯片上，為了防止靜電造成損壞，不用的管腳不能懸空，一般接上拉電阻產(chǎn)生降低輸入阻抗，提供泄荷通路。 芯片的管腳加上拉電阻來提高輸出電平，從而提高芯片輸入信號的噪聲容限增強(qiáng)抗干擾能力。 提高總線的抗電磁干擾能力。管腳懸空就比較容易接受外界的電磁干擾。 長線傳輸中電阻不匹配容易引起反射波干擾，加上下拉電阻是電阻匹配，有效的抑制反射波干擾。上拉電阻阻值的選擇的原則： 從節(jié)約功耗及芯片的灌電流能力考慮應(yīng)當(dāng)足夠大；電阻大，電流小。 從確保足夠的驅(qū)動電流考慮應(yīng)當(dāng)足夠小；電阻小，電流大。 對于高速電路，過大的上拉電阻可能邊沿變平緩。綜合考慮以上三點,通常在1k到10k之間選取。對下拉電阻也有類似道理 顯示模塊LCD1602如果我們想要了解一下系統(tǒng)的運(yùn)行，那么工作狀態(tài)顯示器是不可缺少的，顯示器是一個典型的輸出設(shè)備并且它的實際應(yīng)用也是相比而言極為廣泛的，現(xiàn)實中我們認(rèn)識的電子產(chǎn)品都會使用到顯示器而其差別僅在于顯示器的結(jié)構(gòu)類型不同。最簡單的顯示器可以是LED發(fā)光二極管或者數(shù)碼管，它可以給我們展現(xiàn)出一個簡單的開關(guān)信息或者數(shù)字顯示，而我們?nèi)绻枰@示復(fù)雜的完整的信息上述的這些器件就不能勝任，而對于液晶的出現(xiàn)就很好的解決了這一以前我們所面臨的問題，它不僅能顯示內(nèi)容比較豐富而且更好節(jié)約單片機(jī)的管腳資源。本次設(shè)計是采用LCD1602。LCD1602內(nèi)部的字符已經(jīng)儲存了不同的字符形式，每一個字符都會有一個固定的代碼，他們的代碼與標(biāo)準(zhǔn)的ASCII字符代碼是一致的。因此我們使用時只要寫入顯示字符的ASCII碼即可，運(yùn)用這種標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計給我們的使用帶來很大的方便。比如輸入英文字母“C”的ASCII代碼是01000011（43H），顯示時單片機(jī)往液晶LCD1602模塊寫入顯示指令，模塊就會把地址為43H中的點陣字符圖形識別出，并會在液晶屏的相應(yīng)位置上我們會看到字母“C”。LCD1602液晶顯示與單片機(jī)的連接可以分為兩種方式：總線方式和模擬口線方式。在實驗中，我們常采用模擬口線連接方式。 顯示模塊硬件結(jié)構(gòu) 現(xiàn)在市場中的字符液晶絕大多數(shù)都是基于HD44780的液晶芯片，他們的控制原理是完全相同的，因此在基于HD44780的寫控制程序是很容易地應(yīng)用到市場上大部分的字符液晶。所以LCD1602液晶的會有以下幾種特性：+5V電壓、對比度可調(diào)、內(nèi)含復(fù)位電路；提供控制命令，如：清屏、字符閃爍、光標(biāo)閃爍、顯示移位等多種功能；有80字節(jié)顯示數(shù)據(jù)存儲器DDRAM；內(nèi)建有160個5X7點陣的字型的字符發(fā)生器CGROM 8個可由用戶自定義的5X7的字符發(fā)生器CGRAM。本設(shè)計就采用行列式鍵盤，同時也能減少鍵盤與單片機(jī)接口時所占用的I/O線的數(shù)目，在按鍵比較多的時候，通常采用這樣方法。 每一條水平（行線）與垂直線（列線）的交叉處不相通，而是通過一個按鍵來連通，利用這種行列式矩陣結(jié)構(gòu)只需要N條行線和M條列線，即可組成具有NM個按鍵的鍵盤。 在這種行列式矩陣鍵盤非鍵盤編碼的單片機(jī)系統(tǒng)中，鍵盤處理程序首先執(zhí)行等待按鍵并確認(rèn)有無按鍵按下的程序段。 44矩陣鍵盤的工作原理 在鍵盤中按鍵數(shù)量較多時，為了減少I/O口的占用，通常將按鍵排列成矩陣形式，如圖5所示。在矩陣式鍵盤中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過一個按鍵加以連接。這樣，一個端口（如P1口）就可以構(gòu)成4*4=16個按鍵，比之直接將端口線用于鍵盤多出了一倍，而且線數(shù)越多，區(qū)別越明顯，比如再多加一條線就可以構(gòu)成20鍵的鍵盤，而直接用端口線則只能多出一鍵（9鍵）。由此可見，在需要的鍵數(shù)比較多時，采用矩陣法來做鍵盤是合理的。本設(shè)計中紅外遙控發(fā)射模塊和本機(jī)鍵盤鎖模塊都會用到晶振電路，其工作原理紅外遙控模塊都已經(jīng)介紹過，在此不在過多的解說。我們知道一般情況下，在proteus軟件仿真中實現(xiàn)密碼解鎖成功時只是在液晶顯示模塊里模擬的可以看出密碼解鎖成功。但在本設(shè)計中為了使電子密碼鎖在密碼解鎖成功時顯得具有直觀效果，所以在本文的設(shè)計上添加了一個發(fā)光二極管燈，通過按鍵輸入密碼鎖將其正確的解鎖。當(dāng)輸入正確密碼時，使其解鎖并且發(fā)光二極管點亮，使其達(dá)到提示解鎖成功的效果。當(dāng)輸入密碼不正確時報警提示蜂鳴器發(fā)出聲響。為了更加突出電子密碼鎖的功能，在編程方面多考慮了一下，使其可以完成當(dāng)輸入密碼正確時發(fā)出到解鎖成功和報警電路，使其解鎖燈亮和蜂鳴器報警提示。 串行通信方式串行數(shù)據(jù)傳輸有單工、全雙工、半雙工三種線路形式。本設(shè)計中采用的線路方式是全雙工形式。全雙工的數(shù)據(jù)傳輸是雙向的，可以同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，因此，全雙工形式的串行通信需要兩條數(shù)據(jù)線。如下圖所示。 全雙工形式通信 串行通信中串行I/0和數(shù)據(jù)的實現(xiàn)為了實現(xiàn)串行通信，需要有硬件電路解決串行數(shù)據(jù)傳輸中的一系列協(xié)調(diào)問題，這些硬件就是串行接口電路或簡稱串行口。串行口主要有發(fā)送寄存器、接受寄存器和移位寄存器等組成。通常把實現(xiàn)異步通信的串行口稱為異步接收器/發(fā)送器UART。 串行口的主要功能是實現(xiàn)數(shù)據(jù)的串行化/反串行化。串行化是把并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)，而反串行化是把串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)。串行口的數(shù)據(jù)發(fā)送是一個串行化過程，在這一過程中，把寫入發(fā)送寄存器的并行數(shù)據(jù)，按幀格式喲啊球插入格式信息，構(gòu)成一個串行位串，經(jīng)TXD引腳串行送出。而串行口的數(shù)據(jù)接收是一個反串行化過程。在這一過程中，串行數(shù)據(jù)通過引腳RXD進(jìn)入，經(jīng)移位寄存器把幀中的格式信息濾除保留數(shù)據(jù)位，從而在就收緩沖器中得到并行數(shù)據(jù)，并送上內(nèi)部總線。4 系統(tǒng)硬件的設(shè)計 軟件方案設(shè)計 紅外發(fā)射模塊程序流程圖 開始 調(diào)用初始化程序 調(diào)用密碼設(shè)置子程序密碼錯誤值初始化為0 否按鍵是否按下是是 開鎖 密碼正確否密碼錯誤值等于3否報警提示錯位值+1是 報警一分鐘 本機(jī)鎖模塊流程圖 軟件仿真過程（1）硬件電路圖設(shè)計：在Proteus 中畫出硬件電路圖，調(diào)整電路圖的結(jié)構(gòu)，盡量使電路圖簡潔、美觀。 （2）程序設(shè)計：在Keil uVision3中編輯源程序，保存源程序，編譯，并對程序進(jìn)行修改調(diào)試直至編譯成功。 （3）目標(biāo)代碼加載：在PROTEUS編輯環(huán)境雙擊AT89C51，彈出對話框，在PROGRAM FILE一欄中單擊打開按鈕，選中源程序文件。在CLOCK FREQUENCY欄中設(shè)置系統(tǒng)工作頻率為12MHZ，單擊OK完成目標(biāo)代碼加載。 （4）運(yùn)行：單擊運(yùn)行按鈕，如果出現(xiàn)預(yù)期的效果則為運(yùn)行成功，如果不能運(yùn)行，則檢查軟件設(shè)計和硬件設(shè)計有沒有錯誤，并進(jìn)行改正，直至運(yùn)行成功。 系統(tǒng)總原理圖在該設(shè)計中，利用Keil和Proteus軟件進(jìn)行仿真，用Altium Designer Summer 09 軟件進(jìn)行設(shè)計原理圖并且畫出PCB圖，減少了制板中手工連線造成的各種不好的影響，使密碼鎖的集成度更高，也使變得精簡和精巧。在從畫圖仿真到制板成功的步驟就是這樣，每一個步驟的圖示，如圖所示， 設(shè)計的總仿真圖 印刷版圖5 總 結(jié) 本文以AT89C51為核心，用Keil uVision4 進(jìn)行編譯、調(diào)試，用 Proteus 進(jìn)行仿真成功的實現(xiàn)了紅外遙控電子密碼鎖的仿真設(shè)計。該密碼鎖可以實現(xiàn)的功能：本機(jī)開鎖、實時修改密碼、密碼的保護(hù)、密碼的錯誤判斷和報警顯示還可以實現(xiàn)用遙控控制實現(xiàn)這些功能。因此相比而言，以前一般的電子密碼鎖來說，它的使用就更加方便、安全并且使用的范圍就更加的廣泛。 自己在設(shè)計的過程中，也遇到了很多的問題，比如、程序的問題，以及在用仿真軟件仿真的時候、制作PCB板的問題等等，為了解決這些問題，自己也借閱了很多的書籍，更多的是和老師同學(xué)的幫助，自己也在這次過程中學(xué)到了很多東西，學(xué)會了繪圖、制版、仿真等。 由于個人能力和時間有限，所以設(shè)計中還存在著一些問題，譬如假象是否可以實現(xiàn)報警系統(tǒng)能與網(wǎng)絡(luò)連接等功能。 設(shè)計的過程也是對自己是一種挑戰(zhàn)和充實自我的一種過程，很欣慰也很感激在自己畢業(yè)前有這樣的一個學(xué)習(xí)和鍛煉的機(jī)會，使自己有很多的感觸和提高，對自己以后幫助很大。第 40 頁 共 45 頁 致 謝時光匆匆、光陰似箭，我們要畢業(yè)了，大學(xué)的生活就要告一段落。在自己離校的最后的日子里，希望自己大學(xué)的最后一次作業(yè)能以滿意結(jié)束。再次說自己的論文將要結(jié)束。論文的過程是辛苦和充實的，給自己畢業(yè)留下很多美好的回憶，有汗水也有收獲。在論文的創(chuàng)作過程中讓我學(xué)會了很多知識和技能以及思想，也學(xué)會了把書本上的理論知識和實踐很好的結(jié)合起來學(xué)習(xí)。 本次論文是在梁芳老師的耐心指導(dǎo)下完成的，從對論文題目的選擇和構(gòu)想到論文的一步步的成型。論文不斷的全面也讓梁芳老師花費(fèi)了不少的時間和精力。梁芳老師的平易近人、認(rèn)真負(fù)責(zé)、知識淵博和耐心指導(dǎo)，在論文的完成過程中起了很大的影響和幫助。為此，謹(jǐn)向我尊敬的梁芳老師表示感謝。 同時也要感謝我的室友和同學(xué)，有他們的幫助和鼓勵，才讓我的論文得以順利的完成，謝謝他們的幫助和不時的鼓舞。你們的鼓舞和期望還有指導(dǎo)是我完成的最大助力。參考文獻(xiàn)[1] 何宏主編. 單片機(jī)原理與接口技術(shù). 北京：國防工業(yè)出版社. [2] 楊西明, 朱騏主編