【正文】 還可以修改）電路將報警 20 秒，若電路連續(xù)報警三次，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)計的方案好處就是設(shè)計簡單但控制的準(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，各種型號都有其一定的應(yīng)用環(huán)境，因此在選用時要多加比較，合理選擇，以期獲得最佳的性價比。一般來說在選取單片機(jī)時從下面幾個方面考慮：性能、存儲器、運(yùn)行速度、I/O 口、定時/計數(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、工作溫度范圍、有沒有低電壓檢測功能、單片機(jī)內(nèi)有無時鐘振蕩器、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)計選用單片機(jī) AT89S52 作為本設(shè)計的核心元件，利用單片機(jī)靈活的編程設(shè)計和豐富的 I/O 端口，及其控制的準(zhǔn)確性，實現(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，外接 12864 液晶顯示器用于顯示作用。當(dāng)用戶需要開鎖時，先按鍵盤開鎖鍵之后按鍵盤長沙航空職業(yè)技?？飘厴I(yè)設(shè)計（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，不正確顯示密碼錯誤重新輸入密碼，當(dāng)三次密碼錯誤則發(fā)出報警；當(dāng)用戶需要修改密碼時，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，密碼修改成功。可以看出方案二控制靈活準(zhǔn)確性好且保密性強(qiáng)還具有擴(kuò)展功能，根據(jù)現(xiàn)實生活的需要此次設(shè)計采用此方案。 系統(tǒng)總體設(shè)計本設(shè)計主要由單片機(jī)、矩陣鍵盤、液晶顯示器和密碼存儲等部分組成。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)對用戶輸入的密碼與自己保存的密碼進(jìn)行對比，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警電路控制開鎖還是報警，實際使用時只要將單片機(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、密碼存儲部分、復(fù)位部分、晶振部分、顯示部分、報警部分、開鎖部分、紅外部分組成，軟件部分對應(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)位電路密碼存儲電路晶振電路輸入電路顯示電路報警電路開鎖電路圖 21長沙航空職業(yè)技?？飘厴I(yè)設(shè)計（論文）第三章 硬件單元模塊設(shè)計 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 存儲器。使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術(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，看門狗定時器，2 個數(shù)據(jù)指針，三個 16 位定時器 /計數(shù)器，一個 6 向量 2 級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。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。空閑模式下，CPU 停止工作，允許 RAM、定時器/計數(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（論文） 微處理模塊電路單片機(jī)系統(tǒng)由 AT89S51 芯片、時鐘電路和復(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、報警,紅外檢測等，如圖 所示。圖 微處理模塊電路 存儲模塊AT24C02 是一個 I2C 總線接口 E2PROM 存儲器，用于存儲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 存儲器，其內(nèi)含 256x8 為存儲空間，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。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，實時存取數(shù)據(jù)十分方便，如圖 所示。長沙航空職業(yè)技?？飘厴I(yè)設(shè)計（論文）圖 24C02 引腳排列圖 24c08 管腳功能：管腳描述:SCL：串口時鐘24c08 串口時鐘輸入管腳用于產(chǎn)生機(jī)器件所有數(shù)據(jù)發(fā)送或接收的時鐘，這是一個輸入管腳。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器件級聯(lián)時設(shè)置器件地址，當(dāng)這些腳懸空時默認(rèn)值為0， （24C01 除外） 。使用 24C08 時最多只可以連接 2 個器件，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 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 串行時鐘WP 寫保護(hù)VCC +～VSS 地端 時序圖II2C 總線協(xié)議定義：。，當(dāng)時鐘線為高電平是，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（論文）許有跳變。時鐘線為高電平時，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。起始信號：時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。停止信號：時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。圖 24C02時序圖 存儲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)就自動調(diào)用存儲程序，將新密碼保存在芯片內(nèi)；當(dāng)系統(tǒng)需要進(jìn)行密碼識別時，通過程序讀取存儲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（論文）圖 AT24C02模塊電路 輸入模塊鍵盤可以分為獨立連接式和行列式（矩陣式）兩類。根據(jù)設(shè)計要求，本電路設(shè)計采用 44 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。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)置在行列的交叉點上。本電路采用 4 條行線和 4 條列線，即可組成具有 44 個按鍵的鍵盤。其電路圖如下圖 所示。對鍵的識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。鍵盤中哪一個鍵按下，是由行線逐行置低電平后，檢查列輸入狀態(tài)實現(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上的那個鍵，矩陣鍵盤如圖 所示。長沙航空職業(yè)技?？飘厴I(yè)設(shè)計（論文）S4S3S2S1S5 S6 S7 S8S12S11S10S9S13 S14 S15 S16R110kR210kR310kR410kR510kR610kR710kR810kVCC圖 矩陣鍵盤 電源模塊給整個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)技專科畢業(yè)設(shè)計（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)定的時間輸入的話，單片機(jī)便輸出開門信號，送到開鎖驅(qū)動電路，然后驅(qū)動電磁鎖，達(dá)到開門的目的。在本次設(shè)計中，基于節(jié)省材料的原則，暫時用發(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?？飘厴I(yè)設(shè)計（論文） 報警模塊報警部分由蜂鳴器發(fā)聲裝置及外圍電路組成，高電平不發(fā)聲，當(dāng)輸入三次密碼錯誤時，單片機(jī)的 引腳為低電平，三極管 Q1 導(dǎo)通蜂鳴器發(fā)聲報警，如圖 所