【正文】 寫(xiě)“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(shí)輸出電流，這是因?yàn)橛袃?nèi)部上拉的緣故。當(dāng)P2口用于外部程序存儲(chǔ)器或外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)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(shí)器的外部計(jì)數(shù)輸入） T1（T1定時(shí)器的外部計(jì)數(shù)輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的寫(xiě)選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的讀選通） RST：復(fù)位引腳高電平時(shí)MCU復(fù)位，復(fù)位信號(hào)輸入端口，當(dāng)MCU要復(fù)位時(shí)，給與此引腳高電平，高電平持續(xù)時(shí)間是不少于兩個(gè)機(jī)器周期的時(shí)間。ALE/PROG：地址鎖存使能以及編程脈沖信號(hào)端口。當(dāng)單片機(jī)訪(fǎng)問(wèn)外部的存儲(chǔ)器時(shí)，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(chǔ)器時(shí)，它會(huì)少一個(gè)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(shí)，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令時(shí)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(wú)效。PSEN：程序存儲(chǔ)器允許輸出控制端，在讀外部程序存儲(chǔ)器時(shí)PSEN低電平有效，以實(shí)現(xiàn)外部程序存儲(chǔ)器單元的讀操作。EA/VPP：外部程序存儲(chǔ)器訪(fǎng)問(wèn)允許。當(dāng)/EA接高電平時(shí)，單片機(jī)讀取內(nèi)部程序序存儲(chǔ)器，當(dāng)擴(kuò)展有外部ROM時(shí)，當(dāng)讀完內(nèi)部ROM后自動(dòng)讀取外部ROM，當(dāng)/EA接低電平時(shí)，單片機(jī)直接讀取外部程序存儲(chǔ)器。XTAL1：片內(nèi)振蕩器反相放大器和時(shí)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(chǔ)模塊AT24C02存儲(chǔ)模塊的設(shè)計(jì)是把WP引腳接到GND上因?yàn)橐屍骷M(jìn)行正常的讀/寫(xiě)操作，把SDA串行數(shù)據(jù)/，讓單片機(jī)產(chǎn)生一個(gè)AT24C02工作的時(shí)鐘，使其正常的工作。 存儲(chǔ)模塊電路AT24C02的特點(diǎn)：數(shù)據(jù)線(xiàn)看門(mén)狗定時(shí)器；可編程復(fù)位門(mén)級(jí)；高數(shù)據(jù)傳輸速率400kHz速率和I2C總線(xiàn)；；低功耗CMOS工藝兼容；16 bespate寫(xiě)緩沖區(qū)；反撇寫(xiě)保護(hù)芯片；高低電平復(fù)位信號(hào)輸出；100萬(wàn)擦除周期；保存長(zhǎng)達(dá)100年。定義如下的總線(xiàn)狀態(tài)。 總線(xiàn)時(shí)序圖1　 總線(xiàn)空閑(狀態(tài)A) 數(shù)據(jù)線(xiàn)和時(shí)鐘線(xiàn)都保持高電平狀態(tài)。2　 起始信號(hào)(狀態(tài)B) 時(shí)鐘線(xiàn)保持高電平期間，數(shù)據(jù)線(xiàn)從高電平到低電平的跳變作為I2C總線(xiàn)的起始信號(hào)。所有操作都必須以起始信號(hào)為前提。3　 停止信號(hào)(狀態(tài)C) 時(shí)鐘線(xiàn)保持高電平期間，數(shù)據(jù)線(xiàn)從低電平到高電平的跳變作為I2C總線(xiàn)的停止信號(hào)。所有操作都必須以停止信號(hào)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(hào)開(kāi)頭，以停止信號(hào)結(jié)尾。在起始信號(hào)和停止信號(hào)期間傳輸數(shù)據(jù)的總量大小由主器件決定，理論上是沒(méi)有限制的。但是在寫(xiě)狀態(tài)下只有最后16個(gè)周期傳送的數(shù)據(jù)會(huì)被寫(xiě)入。如果待寫(xiě)入的數(shù)據(jù)超出了這個(gè)限制，會(huì)根據(jù)先入先出的原則覆蓋掉前面的數(shù)據(jù)。 每一個(gè)被尋址到的從設(shè)備，在成功接收一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)后，都必須產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)答信號(hào)。主設(shè)備必須增加一個(gè)額外的時(shí)鐘信號(hào)，接收從器件對(duì)收到數(shù)據(jù)的響應(yīng)。器件應(yīng)答的方式是在響應(yīng)時(shí)鐘周期時(shí)將SDA線(xiàn)拉低，表示其已收到一個(gè)8位數(shù)據(jù)。如圖34。當(dāng)然，調(diào)整時(shí)間和保持時(shí)間都必須計(jì)算在內(nèi)。主器件在傳送完最后一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)之后，不傳送應(yīng)答信號(hào)，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(hào)。當(dāng)AT24C02在內(nèi)部讀寫(xiě)周期內(nèi)是不會(huì)產(chǎn)生任何響應(yīng)信號(hào)的。 上拉電阻的介紹 當(dāng)TTL電路驅(qū)動(dòng)COMS電路時(shí)，如果TTL電路輸出的高電平低于COMS電路的最低高電平（），這時(shí)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(mén)電路必須加上拉電阻，才能使用。 為加大輸出引腳的驅(qū)動(dòng)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(lái)提高輸出電平，從而提高芯片輸入信號(hào)的噪聲容限增強(qiáng)抗干擾能力。 提高總線(xiàn)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(zhǎng)線(xiàn)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(dòng)電流考慮應(yīng)當(dāng)足夠??；電阻小，電流大。 對(duì)于高速電路，過(guò)大的上拉電阻可能邊沿變平緩。綜合考慮以上三點(diǎn),通常在1k到10k之間選取。對(duì)下拉電阻也有類(lèi)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(gè)典型的輸出設(shè)備并且它的實(shí)際應(yīng)用也是相比而言極為廣泛的，現(xiàn)實(shí)中我們認(rèn)識(shí)的電子產(chǎn)品都會(huì)使用到顯示器而其差別僅在于顯示器的結(jié)構(gòu)類(lèi)型不同。最簡(jiǎn)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(gè)簡(jiǎn)單的開(kāi)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(duì)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(wèn)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(jì)是采用LCD1602。LCD1602內(nèi)部的字符已經(jīng)儲(chǔ)存了不同的字符形式，每一個(gè)字符都會(huì)有一個(gè)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(shí)只要寫(xiě)入顯示字符的ASCII碼即可，運(yùn)用這種標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)給我們的使用帶來(lái)很大的方便。比如輸入英文字母“C”的ASCII代碼是01000011（43H），顯示時(shí)單片機(jī)往液晶LCD1602模塊寫(xiě)入顯示指令，模塊就會(huì)把地址為43H中的點(diǎn)陣字符圖形識(shí)別出，并會(huì)在液晶屏的相應(yīng)位置上我們會(huì)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(xiàn)方式和模擬口線(xiàn)方式。在實(shí)驗(yàn)中，我們常采用模擬口線(xiàn)連接方式。 顯示模塊硬件結(jié)構(gòu) 現(xiàn)在市場(chǎng)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(xiě)控制程序是很容易地應(yīng)用到市場(chǎng)上大部分的字符液晶。所以L(fǎng)CD1602液晶的會(huì)有以下幾種特性：+5V電壓、對(duì)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(chǔ)器DDRAM；內(nèi)建有160個(gè)5X7點(diǎn)陣的字型的字符發(fā)生器CGROM 8個(gè)可由用戶(hù)自定義的5X7的字符發(fā)生器CGRAM。本設(shè)計(jì)就采用行列式鍵盤(pán)，同時(shí)也能減少鍵盤(pán)與單片機(jī)接口時(shí)所占用的I/O線(xiàn)的數(shù)目，在按鍵比較多的時(shí)候，通常采用這樣方法。 每一條水平（行線(xiàn)）與垂直線(xiàn)（列線(xiàn)）的交叉處不相通，而是通過(guò)一個(gè)按鍵來(lái)連通，利用這種行列式矩陣結(jié)構(gòu)只需要N條行線(xiàn)和M條列線(xiàn)，即可組成具有NM個(gè)按鍵的鍵盤(pán)。 在這種行列式矩陣鍵盤(pán)非鍵盤(pán)編碼的單片機(jī)系統(tǒng)中，鍵盤(pán)處理程序首先執(zhí)行等待按鍵并確認(rèn)有無(wú)按鍵按下的程序段。 44矩陣鍵盤(pán)的工作原理 在鍵盤(pán)中按鍵數(shù)量較多時(shí)，為了減少I(mǎi)/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(pán)中，每條水平線(xiàn)和垂直線(xiàn)在交叉處不直接連通，而是通過(guò)一個(gè)按鍵加以連接。這樣，一個(gè)端口（如P1口）就可以構(gòu)成4*4=16個(gè)按鍵，比之直接將端口線(xiàn)用于鍵盤(pán)多出了一倍，而且線(xiàn)數(shù)越多，區(qū)別越明顯，比如再多加一條線(xiàn)就可以構(gòu)成20鍵的鍵盤(pán)，而直接用端口線(xiàn)則只能多出一鍵（9鍵）。由此可見(jiàn)，在需要的鍵數(shù)比較多時(shí)，采用矩陣法來(lái)做鍵盤(pán)是合理的。本設(shè)計(jì)中紅外遙控發(fā)射模塊和本機(jī)鍵盤(pán)鎖模塊都會(huì)用到晶振電路，其工作原理紅外遙控模塊都已經(jīng)介紹過(guò)，在此不在過(guò)多的解說(shuō)。我們知道一般情況下，在proteus軟件仿真中實(shí)現(xiàn)密碼解鎖成功時(shí)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(jì)中為了使電子密碼鎖在密碼解鎖成功時(shí)顯得具有直觀效果，所以在本文的設(shè)計(jì)上添加了一個(gè)發(fā)光二極管燈，通過(guò)按鍵輸入密碼鎖將其正確的解鎖。當(dāng)輸入正確密碼時(shí)，使其解鎖并且發(fā)光二極管點(diǎn)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(shí)報(bào)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(shí)發(fā)出到解鎖成功和報(bào)警電路，使其解鎖燈亮和蜂鳴器報(bào)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(xiàn)路形式。本設(shè)計(jì)中采用的線(xiàn)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(shí)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(xiàn)。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(shí)現(xiàn)為了實(shí)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(wèn)題，這些硬件就是串行接口電路或簡(jiǎn)稱(chēng)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(shí)現(xiàn)異步通信的串行口稱(chēng)為異步接收器/發(fā)送器UART。 串行口的主要功能是實(shí)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(gè)串行化過(guò)程，在這一過(guò)程中，把寫(xiě)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(gè)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(gè)反串行化過(guò)程。在這一過(guò)程中，串行數(shù)據(jù)通過(guò)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(xiàn)。4 系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì) 軟件方案設(shè)計(jì) 紅外發(fā)射模塊程序流程圖 開(kāi)始 調(diào)用初始化程序 調(diào)用密碼設(shè)置子程序密碼錯(cuò)誤值初始化為0 否按鍵是否按下是是 開(kāi)鎖 密碼正確否密碼錯(cuò)誤值等于3否報(bào)警提示錯(cuò)位值+1是 報(bào)警一分鐘 本機(jī)鎖模塊流程圖 軟件仿真過(guò)程（1）硬件電路圖設(shè)計(jì)：在Proteus 中畫(huà)出硬件電路圖，調(diào)整電路圖的結(jié)構(gòu)，盡量使電路圖簡(jiǎn)潔、美觀。 （2）程序設(shè)計(jì)：在Keil uVision3中編輯源程序，保存源程序，編譯，并對(duì)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(duì)話(huà)框，在PROGRAM FILE一欄中單擊打開(kāi)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：?jiǎn)螕暨\(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(jì)和硬件設(shè)計(jì)有沒(méi)有錯(cuò)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(jì)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(jì)原理圖并且畫(huà)出PCB圖，減少了制板中手工連線(xiàn)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(jiǎn)和精巧。在從畫(huà)圖仿真到制板成功的步驟就是這樣，每一個(gè)步驟的圖示，如圖所示， 設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)了紅外遙控電子密碼鎖的仿真設(shè)計(jì)。該密碼鎖可以實(shí)現(xiàn)的功能：本機(jī)開(kāi)鎖、實(shí)時(shí)修改密碼、密碼的保護(hù)、密碼的錯(cuò)誤判斷和報(bào)警顯示還可以實(shí)現(xiàn)用遙控控制實(shí)現(xiàn)這些功能。因此相比而言，以前一般的電子密碼鎖來(lái)說(shuō)，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(jì)的過(guò)程中，也遇到了很多的問(wèn)題，比如、程序的問(wèn)題，以及在用仿真軟件仿真的時(shí)候、制作PCB板的問(wèn)題等等，為了解決這些問(wèn)題，自己也借閱了很多的書(shū)籍，更多的是和老師同學(xué)的幫助，自己也在這次過(guò)程中學(xué)到了很多東西，學(xué)會(huì)了繪圖、制版、仿真等。 由于個(gè)人能力和時(shí)間有限，所以設(shè)計(jì)中還存在著一些問(wèn)題，譬如假象是否可以實(shí)現(xiàn)報(bào)警系統(tǒng)能與網(wǎng)絡(luò)連接等功能。 設(shè)計(jì)的過(guò)程也是對(duì)自己是一種挑戰(zhàn)和充實(shí)自我的一種過(guò)程，很欣慰也很感激在自己畢業(yè)前有這樣的一個(gè)學(xué)習(xí)和鍛煉的機(jī)會(huì)，使自己有很多的感觸和提高，對(duì)自己以后幫助很大。第 40 頁(yè) 共 45 頁(yè) 致 謝時(shí)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(mǎn)意結(jié)束。再次說(shuō)自己的論文將要結(jié)束。論文的過(guò)程是辛苦和充實(shí)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(guò)程中讓我學(xué)會(huì)了很多知識(shí)和技能以及思想，也學(xué)會(huì)了把書(shū)本上的理論知識(shí)和實(shí)踐很好的結(jié)合起來(lái)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(duì)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(shí)間和精力。梁芳老師的平易近人、認(rèn)真負(fù)責(zé)、知識(shí)淵博和耐心指導(dǎo)，在論文的完成過(guò)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(shí)也要感謝我的室友和同學(xué)，有他們的幫助和鼓勵(lì)，才讓我的論文得以順利的完成，謝謝他們的幫助和不時(shí)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(guó)防工業(yè)出版社. [2] 楊西明, 朱騏主編