【正文】 還可以修改）電路將報(bào)警 20 秒，若電路連續(xù)報(bào)警三次，電路將鎖定鍵盤 2 分鐘，防止他人的非法操作。采用數(shù)字電路設(shè)計(jì)的方案好處就是設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單但控制的準(zhǔn)確性和靈活性差。故不采用。 方案二：采用以單片機(jī)為核心的控制方案由于單片機(jī)種類繁多，各種型號(hào)都有其一定的應(yīng)用環(huán)境，因此在選用時(shí)要多加比較，合理選擇，以期獲得最佳的性價(jià)比。一般來說在選取單片機(jī)時(shí)從下面幾個(gè)方面考慮：性能、存儲(chǔ)器、運(yùn)行速度、I/O 口、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、串行接口、模擬電路功能、工作電壓、功耗、封裝形式、抗干擾性、保密性，除了以上的一些的還有一些最基本的比如：中斷源的數(shù)量和優(yōu)先級(jí)、工作溫度范圍、有沒有低電壓檢測(cè)功能、單片機(jī)內(nèi)有無時(shí)鐘振蕩器、有無上電復(fù)位功能等。在開發(fā)過程中單片機(jī)還受到：開發(fā)工具、編程器、開發(fā)成本、開發(fā)人員的適應(yīng)性、技術(shù)支持和服務(wù)等等因素 ?；谝陨弦蛩乇綸1[設(shè)計(jì)選用單片機(jī) AT89S52 作為本設(shè)計(jì)的核心元件，利用單片機(jī)靈活的編程設(shè)計(jì)和豐富的 I/O 端口，及其控制的準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)基本的密碼鎖功能。在單片機(jī)的外圍電路外接輸入鍵盤用于密碼的輸入和一些功能的控制，外接 AT24C02 芯片用于密碼的存儲(chǔ)，外接 12864 液晶顯示器用于顯示作用。當(dāng)用戶需要開鎖時(shí)，先按鍵盤開鎖鍵之后按鍵盤長沙航空職業(yè)技專科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的數(shù)字鍵 0－9 輸入密碼。密碼輸完后按下確認(rèn)鍵，如果密碼輸入正確則開鎖，不正確顯示密碼錯(cuò)誤重新輸入密碼，當(dāng)三次密碼錯(cuò)誤則發(fā)出報(bào)警；當(dāng)用戶需要修改密碼時(shí)，先按下鍵盤設(shè)置鍵后輸入原來的密碼，只有當(dāng)輸入的原密碼正確后才能設(shè)置新密碼。新密碼輸入無誤后按確認(rèn)鍵使新密碼將得到存儲(chǔ)，密碼修改成功?？梢钥闯龇桨付刂旗`活準(zhǔn)確性好且保密性強(qiáng)還具有擴(kuò)展功能，根據(jù)現(xiàn)實(shí)生活的需要此次設(shè)計(jì)采用此方案。 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)主要由單片機(jī)、矩陣鍵盤、液晶顯示器和密碼存儲(chǔ)等部分組成。其中矩陣鍵盤用于輸入數(shù)字密碼和進(jìn)行各種功能的實(shí)現(xiàn)。由用戶通過連接單片機(jī)的矩陣鍵盤輸入密碼，后經(jīng)過單片機(jī)對(duì)用戶輸入的密碼與自己保存的密碼進(jìn)行對(duì)比，從而判斷密碼是否正確，然后控制引腳的高低電平傳到開鎖電路或者報(bào)警電路控制開鎖還是報(bào)警，實(shí)際使用時(shí)只要將單片機(jī)的負(fù)載由繼電器換成電子密碼鎖的電磁鐵吸合線圈即可，當(dāng)然也可以用繼電器的常開觸點(diǎn)去控制電磁鐵吸合線圈。本系統(tǒng)共有兩部分構(gòu)成，即硬件部分與軟件部分。其中硬件部分由電源輸入部分、鍵盤輸入部分、密碼存儲(chǔ)部分、復(fù)位部分、晶振部分、顯示部分、報(bào)警部分、開鎖部分、紅外部分組成，軟件部分對(duì)應(yīng)的由主程序、初始化程序、12864 顯示程序、鍵盤掃描程序、啟動(dòng)程序、關(guān)閉程序、建功能程序、密碼設(shè)置程序、EEPROM 讀寫程序和延時(shí)程序，紅外線程序等組成。其總體框架如圖 21 所示。AT89C52紅外電路復(fù)位電路密碼存儲(chǔ)電路晶振電路輸入電路顯示電路報(bào)警電路開鎖電路圖 21長沙航空職業(yè)技?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文）第三章 硬件單元模塊設(shè)計(jì) 微處理模塊 主要元件介紹AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上 Flash 允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使 AT89S52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。AT89S52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié) Flash，256 字節(jié) RAM，32 位 I/O 口線，看門狗定時(shí)器，2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6 向量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，AT89S52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許 RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止，如圖 所示。圖 AT89S52 單片機(jī)引腳排列圖長沙航空職業(yè)技?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 微處理模塊電路單片機(jī)系統(tǒng)由 AT89S51 芯片、時(shí)鐘電路和復(fù)位電路三部分組成，主要是控制和處理各模塊電路的數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)輸出、顯示、報(bào)警,紅外檢測(cè)等，如圖 所示。圖 微處理模塊電路 存儲(chǔ)模塊AT24C02 是一個(gè) I2C 總線接口 E2PROM 存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)電子密碼鎖的密碼數(shù)據(jù)。 主要元件介紹AT24C02 是美國 ATEML 公司生產(chǎn)的低功耗 COMS 型，I2C 總線接口的 E2PROM 存儲(chǔ)器，其內(nèi)含 256x8 為存儲(chǔ)空間，具有工作電壓寬（~） 、擦寫次數(shù)多（大于 1000次） 、寫入速度快（小于 10mS） 、抗干擾能力強(qiáng)、數(shù)據(jù)不易丟失、體積小等特點(diǎn)。采用了 I2C 總線進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫的串行器件，占用很少的資源和 I/O 線，而且支持在線編程，實(shí)時(shí)存取數(shù)據(jù)十分方便，如圖 所示。長沙航空職業(yè)技專科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）圖 24C02 引腳排列圖 24c08 管腳功能：管腳描述:SCL：串口時(shí)鐘24c08 串口時(shí)鐘輸入管腳用于產(chǎn)生機(jī)器件所有數(shù)據(jù)發(fā)送或接收的時(shí)鐘，這是一個(gè)輸入管腳。SDA：串口數(shù)據(jù)地址24C08 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，SDA 是一個(gè)開路輸出管腳，可與其他開路輸出或集電極開路輸出進(jìn)行或（wireOR） 。A0、AAA3：器件地址輸入端這些輸入腳用于多個(gè)器件級(jí)聯(lián)時(shí)設(shè)置器件地址，當(dāng)這些腳懸空時(shí)默認(rèn)值為0， （24C01 除外） 。使用 24C08 時(shí)最多只可以連接 2 個(gè)器件，所有地址管腳 A0、AA3 都未使用，管腳可以連接到 VSS 或懸空，如果只用到一個(gè) 24C08A2 管腳可以連接到 VSS 或懸空。WP：寫保護(hù)如果 WP 管腳連接到 VCC 所有內(nèi)容都被寫保護(hù)（只能讀?。?。當(dāng) WP 連接到 VSS 或被懸空，允許器件進(jìn)行正常的讀/寫操作。表 24C02 引腳說明引腳說明 功能A0、AA2 器件地址選擇SDA 串行數(shù)據(jù)/地址SCL 串行時(shí)鐘WP 寫保護(hù)VCC +～VSS 地端 時(shí)序圖II2C 總線協(xié)議定義：。，當(dāng)時(shí)鐘線為高電平是，數(shù)據(jù)線必須保持穩(wěn)定狀態(tài)，不允長沙航空職業(yè)技?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文）許有跳變。時(shí)鐘線為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)線的任意電平變化將被看作總顯的起始或停止信號(hào)。起始信號(hào)：時(shí)鐘線保持高電平期間，數(shù)據(jù)線電平從高到底的跳變作為 IIC 總線的起始信號(hào)。停止信號(hào)：時(shí)鐘線保持高電平期間，數(shù)據(jù)線電平從低電平到高電平的跳變作為 IIC 總線的停止信號(hào)。圖 24C02時(shí)序圖 存儲(chǔ)模塊電路圖中上拉電阻的作用是減少 AT24C02 的靜態(tài)功耗，由于 AT24C02 的數(shù)據(jù)線和地址線是復(fù)用的，采用串口的方式傳送數(shù)據(jù)，所以只用兩根線 SCL（移位脈沖）和SDA（數(shù)據(jù)/地址）與單片機(jī)傳送數(shù)。每當(dāng)成功修改一次密碼，系統(tǒng)就自動(dòng)調(diào)用存儲(chǔ)程序，將新密碼保存在芯片內(nèi)；當(dāng)系統(tǒng)需要進(jìn)行密碼識(shí)別時(shí)，通過程序讀取存儲(chǔ)器中的密碼值存入緩沖區(qū)，與所輸入密碼進(jìn)行比較，完成密碼鎖的開鎖控制，如圖 所示。長沙航空職業(yè)技?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文）圖 AT24C02模塊電路 輸入模塊鍵盤可以分為獨(dú)立連接式和行列式（矩陣式）兩類。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本電路設(shè)計(jì)采用 44 行列式鍵盤，同時(shí)也能減少鍵盤與單片機(jī)接口時(shí)所占用的 I/O 線的數(shù)目。矩陣式鍵盤又叫行列式鍵盤。用 I/O 口線組成行列結(jié)構(gòu)，按鍵設(shè)置在行列的交叉點(diǎn)上。本電路采用 4 條行線和 4 條列線，即可組成具有 44 個(gè)按鍵的鍵盤。其電路圖如下圖 所示。對(duì)鍵的識(shí)別通常用逐行掃描查詢法。首先判別鍵盤中有無按鍵按下，由單片機(jī)I/O 口向鍵盤送（輸出）全掃描字，然后讀入（輸入）列線狀態(tài)來判斷。方法是：向行線輸出全掃描字 00H，把全部行線置為低電平，然后將列線的電平狀態(tài)讀入累加器A 中。如果有鍵按下，總會(huì)有一根列線電平拉至低電平，從而使列輸入不全為 1。鍵盤中哪一個(gè)鍵按下，是由行線逐行置低電平后，檢查列輸入狀態(tài)實(shí)現(xiàn)的，其方法是：依次給行線送低電平，然后查所有列線狀態(tài)，如果全為 1，則所按下的鍵不在此行，如果不全為 1，則所按下的鍵必在此行，而且是在與零電平列線相交的交點(diǎn)上的那個(gè)鍵，矩陣鍵盤如圖 所示。長沙航空職業(yè)技?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文）S4S3S2S1S5 S6 S7 S8S12S11S10S9S13 S14 S15 S16R110kR210kR310kR410kR510kR610kR710kR810kVCC圖 矩陣鍵盤 電源模塊給整個(gè)電路模塊提供所需的能量，使電路能夠正常工作。我們采用性能穩(wěn)定可靠、價(jià)格低廉的 LM78 系列穩(wěn)壓塊如圖 所示，由于它內(nèi)部有電流的限制以及過熱保護(hù)和安全工作區(qū)的保護(hù)使得它不會(huì)輕易損壞，電源模塊如圖 所示。 圖 7805 引腳排列圖inoutGNDLMF/圖 電源模塊模塊電路 開關(guān)鎖模塊長沙航空職業(yè)技?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文）通過單片機(jī) 控制三極管的工作狀態(tài)來決定繼電器的斷開與吸合，從而達(dá)到開關(guān)鎖的目的。當(dāng)用戶輸入的密碼正確而且是在規(guī)定的時(shí)間輸入的話，單片機(jī)便輸出開門信號(hào)，送到開鎖驅(qū)動(dòng)電路，然后驅(qū)動(dòng)電磁鎖，達(dá)到開門的目的。在本次設(shè)計(jì)中，基于節(jié)省材料的原則，暫時(shí)用發(fā)光二極管代替電磁鎖，發(fā)光管亮，表示鎖開；滅，表示鎖合，如圖 所示。圖 開關(guān)鎖模塊長沙航空職業(yè)技專科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 報(bào)警模塊報(bào)警部分由蜂鳴器發(fā)聲裝置及外圍電路組成，高電平不發(fā)聲，當(dāng)輸入三次密碼錯(cuò)誤時(shí)，單片機(jī)的 引腳為低電平，三極管 Q1 導(dǎo)通蜂鳴器發(fā)聲報(bào)警，如圖 所