【正文】 1 1 緒論 隨著科技和人們的生活水平的提高，如何實(shí)現(xiàn)家庭防盜這一問(wèn)題也變的尤其的突出，傳統(tǒng)機(jī)械鎖由于構(gòu)造簡(jiǎn)單，被撬事件屢見(jiàn)不鮮；電子鎖由于其保密性高，使用靈活性好，安全系數(shù)高，受到了廣大用戶(hù)的青睞。 電子鎖可以在日常生活和現(xiàn)代辦公中，住宅與辦公室的安全防范、單位的文件檔案、財(cái)務(wù)報(bào)表以及一些個(gè)人資料的保存等多種場(chǎng)合使用 。若使用傳統(tǒng)的機(jī)械式鑰匙開(kāi)鎖，人們常需攜帶多把鑰匙 , 使用極不方便 , 且鑰匙丟失后安全性即大打折扣。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)日常生活中的安全保險(xiǎn)器件的要求越來(lái)越高。為滿(mǎn)足人們對(duì)鎖的使用要求，增加其安全性和方便性，用密碼代替鑰匙的密碼鎖應(yīng)運(yùn)而生。密碼鎖具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等優(yōu)點(diǎn)隨著人們對(duì)安全的重視和科技的發(fā)展，對(duì)日常生活中的安全保險(xiǎn)器件的要求越來(lái)越高。為滿(mǎn)足人們對(duì)鎖的使用要求，增加其安全性，用密碼代替鑰匙的密碼鎖應(yīng)運(yùn)而生。具有報(bào)警功能的電子密碼鎖保密性高，使用靈活性好，安全系數(shù)高，密碼鎖設(shè)計(jì)方法合理，簡(jiǎn)單易行，成本低，符合住宅、辦公室用 鎖要求，具有推廣價(jià)值。電子密碼鎖采取電子電路控制，通過(guò)密碼輸入來(lái)控制電路或是芯片工作，從而控制機(jī)械開(kāi)關(guān)的閉合，完成開(kāi)鎖、閉鎖任務(wù)。 本次設(shè)計(jì)使用 AT89S52 單片機(jī)構(gòu)成最小系統(tǒng)，接以鍵盤(pán)，報(bào)警系統(tǒng)，液晶顯示構(gòu)成人性化的方便易用的電子密碼鎖。 2 2 設(shè)計(jì) 任務(wù)、功能要求說(shuō)明及總體方案介紹 設(shè)計(jì)目的與任務(wù) 本設(shè)計(jì)采用 AT89S52 單片機(jī)為主控芯片，結(jié)合外圍電路 矩陣鍵盤(pán)、液晶顯示器 LCD 1602A等部分組成。其中矩陣鍵盤(pán)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(hù)通過(guò)連接單片機(jī)的矩陣鍵盤(pán)輸入密碼，后經(jīng)過(guò)單片機(jī)對(duì)用戶(hù)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(kāi)鎖電路或者報(bào)警電路控制開(kāi)鎖還是報(bào)警 ， 組成的電子密碼鎖系統(tǒng) 。 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 （ 1） 課程設(shè)計(jì) 中 ，鎖體用 LED代替（如 “綠燈亮 ”表示開(kāi)鎖， “紅燈亮 ”表示閉鎖）。 （ 2） 其密碼為方 8位 十 進(jìn)制代碼（代碼自設(shè)定）。 （ 3） 開(kāi)鎖指令為串行輸入碼，當(dāng)開(kāi)鎖密碼與存儲(chǔ)密碼一致時(shí)，鎖被打開(kāi)。當(dāng)開(kāi)鎖密碼與存儲(chǔ)密碼不一致時(shí)，電路則報(bào)警并實(shí)現(xiàn)自鎖。（報(bào)警動(dòng)作為響 1 分鐘，停 10秒） （ 4） 選擇電路方案，完成對(duì)確定方案電路的設(shè)計(jì)。計(jì)算電路元件參數(shù)與元件選擇、并畫(huà)出總體電路原理圖，闡述基本原理。安裝調(diào)試設(shè)計(jì)電路 ， 查閱至少5篇參考文獻(xiàn)。按《 湖南工學(xué)院 課程設(shè)計(jì)工作規(guī)范》要求撰寫(xiě)設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)。全文用 A4 紙打印，圖紙應(yīng)符合繪圖規(guī)范。 設(shè)計(jì)總體方案及工作原理說(shuō)明 采用以單片機(jī) AT89S52為核心的控制方案，總體框圖見(jiàn)圖 1。 單片機(jī)作為本裝置的核心器件，在系統(tǒng)中起到控制聲光報(bào)警、以及數(shù)碼動(dòng)態(tài)顯示的作用。 一般來(lái)說(shuō)在選擇單片機(jī)時(shí)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(méi)有低電壓檢測(cè)功能、單片機(jī)內(nèi)有無(wú)時(shí)鐘振蕩器、有無(wú)上電復(fù)位功能等。在開(kāi)發(fā)過(guò)程中單片機(jī)還受到：開(kāi)發(fā)工具、編程器、開(kāi)發(fā)成本、開(kāi)發(fā)人員的適應(yīng)性、技術(shù)支持和服務(wù)等等因素?；谝陨弦蛩乇驹O(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，以及控制的準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)基本的密碼鎖功能。在單片機(jī)的外圍電路外接加3 以 34矩陣鍵盤(pán)、 LED、蜂鳴器等。矩陣鍵盤(pán)分別為 0、 重新輸入、確認(rèn)輸入。系統(tǒng)開(kāi)始顯示“ INPUT PASSWORD:”，提示輸入密碼；當(dāng)密碼輸入完畢按下 Enter 鍵時(shí)，若輸入密碼與設(shè)定的密碼相同，即密碼正確，液晶屏顯示為“ Mission Success!”提示鎖打開(kāi)，同時(shí) LED綠燈亮；若密碼不正確， LED顯示電路顯示提示“ Fot Password？”， LED紅燈亮，發(fā)出警報(bào)聲同時(shí)鎖定鍵盤(pán)，不能進(jìn)行任何操作。 投在輸入過(guò)程中發(fā)現(xiàn)輸入錯(cuò)誤的數(shù)字，可通過(guò)重新輸入 AC鍵清除所有數(shù)字。 圖 1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖 如圖 1所示，系統(tǒng)主要由 電源（由三角電源口、六角開(kāi)關(guān)、紅色 LED燈、電阻組成）， 34鍵盤(pán) （ 鍵盤(pán)分別為 0、 重新輸入、確認(rèn)輸入 ） ，復(fù)位電路， LED燈 （密碼輸入錯(cuò)誤時(shí)亮紅燈，密碼輸入正確時(shí)亮綠燈） ，蜂鳴器 （ 輸入密碼時(shí)，輸入一位響一次， 密碼輸入錯(cuò)誤時(shí) 有 報(bào)警功能） ，以及液晶顯示電路 （顯示功能）組成 。 AT89S52 數(shù)碼管 蜂鳴器 LED 34鍵盤(pán) 復(fù)位電路 電源 4 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 硬件系統(tǒng)各模塊功能簡(jiǎn)要介紹 復(fù)位以及振蕩電路 如 圖 2所示，即為 AT89S52復(fù)位和振蕩電路結(jié)構(gòu)。 圖 2 系統(tǒng)的復(fù)位電路 時(shí)鐘電路工作后，在 REST管腳上加兩個(gè)機(jī)器周期的高電平，芯片內(nèi)部開(kāi)始進(jìn)行初始復(fù)位。 本設(shè)計(jì)晶振選擇頻率為 12MHZ，電容選擇 33pF。經(jīng)計(jì)算得單片機(jī)工作胡機(jī)器周期為： 12（ 1247。12M） =1us。 34 矩陣鍵盤(pán) 如圖 3所示，本系統(tǒng)采用 34矩陣鍵盤(pán)， 12個(gè)按鍵分為輸入數(shù)字鍵： 0、 9；功能鍵：確認(rèn)輸入 Enter、重新輸入 AC。鍵盤(pán)與單片機(jī)相連接，其連接方式為前三行分別 — 連接；后四行分別與 —連接分別控制； 5 圖 3 系統(tǒng)的鍵盤(pán)電路 報(bào)警蜂鳴器 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)，單片機(jī)的 P35引腳為低電平，三極管 T3 導(dǎo)通轟鳴器發(fā)出噪鳴聲報(bào)警其電路如圖 4所示： 圖 4 系統(tǒng)的報(bào)警電路 液晶顯示電路 為了使該電子鎖能人性化的顯示輸入密碼的狀態(tài)以及密碼輸入正確與否，添加了液晶顯示放棄了數(shù)碼管顯示。本次設(shè)計(jì)使用的是 LCD 1602A液晶顯示器，采用標(biāo)準(zhǔn)的 16腳接口，其中 : 第 1腳： VSS為地電源 第 2腳： VDD接 5V正電源 6 第 3腳： V0 為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生 “鬼影 ”，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè) 1K的電 阻 調(diào)整對(duì)比度 第 4腳： RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。 第 5腳： R/W為讀寫(xiě)信號(hào)線(xiàn)，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫(xiě)操作。當(dāng)RS和 RW共同為低電平時(shí)可以寫(xiě)入指令或者顯示地址，當(dāng) RS 為低電平 RW為高電平時(shí)可以讀 信號(hào)，當(dāng) RS 為高電平 RW為低電平時(shí)可以寫(xiě)入數(shù)據(jù)。 第 6腳： E端為使能端，當(dāng) E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。 第 7～ 14腳： D0～ D7 為 8位雙向數(shù)據(jù)線(xiàn)。 第 15腳：背光電源正極 第 16腳：背光電源負(fù)極 LCD 1602A 自帶英文字庫(kù)，各引腳分別接入 口，其接入電路 如 圖 5所 示 ： 圖 5 系統(tǒng)的 液晶顯示電路 7 電路原理圖、 PCB圖、元器件布局圖 設(shè)計(jì)電路原理圖、 PCB圖、元器件布局圖分別見(jiàn)附錄 A、附錄 B、附錄 C。 硬件實(shí)物圖 實(shí)物圖見(jiàn)附錄 D。 元器件清單 元器件清單見(jiàn)附錄 E。 8 4 軟件系統(tǒng)的設(shè)