【正文】 可以將其分成八個組 成部分：微處理器（ CPU）、數(shù)據(jù)存儲器（ RAM）、程序存儲器（ ROM/EPROM）、特殊功能寄存器（ SFR）、 I/O 口、串行口、定時器 /計數(shù)器及中斷系統(tǒng)。 西南科技大學本科生畢業(yè)論文 4 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 本設(shè)計系統(tǒng)主要由單片機芯片、矩陣鍵盤、 LCD 顯示模塊、掉電存儲模塊、報警機構(gòu)和開鎖機構(gòu)組成。 第六步：將 KEIL 和 PROTEUS 聯(lián)合仿真、調(diào)試，查看是否實現(xiàn)所有功能。 第二步：根據(jù)單片機原理和模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)等理論知識在 PROTEUS 中畫出仿真圖。此備用密碼應(yīng)該只有少數(shù)人知道，比如小區(qū)管理員。但是就目前而言，電子密碼鎖的價格相對較高且需要有電源提供能量，使得其使用還局限在一定范圍，特別是在國內(nèi)，各種條件的制約使得電子密碼鎖暫時難以普及。在西方發(fā)達國家，電子密碼鎖的種類已經(jīng)很齊全，技術(shù)也比較先進，且在各個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。電子密碼鎖要想取代機械鎖成為市場上的主流，就必須不斷改進，在具有更多功能的同時向更智能化和 更低成本化發(fā)展?；趩纹瑱C的電子密碼鎖的面世 使人們的自身財產(chǎn)安全有了更多的保障，同時也促進了安全信息系統(tǒng)的發(fā)展 ，是安全信息系統(tǒng)的一大進步。 那么，如何才能提高鎖具保障用戶財產(chǎn)安全的有效性呢？在信息現(xiàn)代化的 西南科技大學本科生畢業(yè)論文 2 今天，鎖具也應(yīng)該向高精度、高安全性的智能化、信息化發(fā)展。隨著人們生活水平和自身防范意識的提高，個人財產(chǎn)安全和人身安全的問題也越來越受到人們的重視，擁有一把能夠有效保證居民財產(chǎn)安全和人身安全的鎖具也越發(fā)的重要起來。報警功能無疑更增加了鎖的安全性?？梢愿拿艽a這一功能同時也避免了人員的更替而使鎖的安全性降低，這是傳統(tǒng)鑰匙鎖所不具備的功能。 ”——百度百科上是這樣解釋的。 在本次基于單片機的電子密碼鎖設(shè)計中，將采用 AT89C51 單片機作為控制核心，配合相應(yīng)的電路和軟件程序，實現(xiàn)密碼的輸入和修改、信息的顯示、鍵盤的鎖定、系統(tǒng)報警、開鎖和閉鎖等功能。 在現(xiàn)代社會，電子密碼鎖已是一個被大家所熟識的名詞。 西南科技大學本科生畢業(yè)論文 I 基于單片機的電子密碼鎖設(shè)計 摘要： 鎖，是指加在門、箱子、抽屜等物體上的封緘器，要用專用的鑰匙才能打開。相信很多人的小區(qū)大門上的鎖都用的是電子密碼鎖。在設(shè)計中， 利用識別密碼是否正確來開鎖或報警，通過串行存儲器 AT24C02 來實現(xiàn)密碼的修改和存儲。簡單來說，電子密碼鎖就是能夠?qū)崿F(xiàn)密碼等信息的設(shè)置、存貯、識別和顯示，以及報警信號的接收和發(fā)送等功能的電子器件。 (2)操作簡單。 (4)無法 “技術(shù) ”破解。 鎖具的起源可以追朔到人類社會財產(chǎn)私有化的出現(xiàn)，鎖具從其出現(xiàn)到發(fā)展至今天的高科技化、信息化，已經(jīng)有若干年的歷史了。自 20 世紀 70年代第一塊單片機芯片 TMS1000 于美國德克薩斯儀器公司面世以來，基于其體積小、價格低廉、個性突出等特點，越來越多的電子產(chǎn)品開始采用單片機芯片作為核心控制部件。 基于單片機的電子密碼鎖的出現(xiàn)，在一定程度上解決了用戶私人財產(chǎn)安全的問題。這就需要我們不斷研究電子密碼鎖的設(shè)計方法和實現(xiàn)原理。在我國，電子密碼鎖技術(shù)卻才相當于國際上七十年代的水平，相對來說還很落后。 盡管電子密碼鎖還存在著一些缺陷，但是其安全性高、方便易用、能夠智能報警的優(yōu)勢卻是傳統(tǒng)鑰匙鎖取代不了的，而且隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展和各種電子器件的價格的不斷降低，電子密碼鎖也將往低成本、多功能的方向發(fā)展。 根據(jù)以上分析， 本次電子密碼 鎖設(shè)計的主要重點是以下幾個部分： 4x4 矩陣鍵盤設(shè)計、 LCD 信息顯示、密碼的掉電存儲和密碼的比較和處理。 第三步：檢查仿真圖，確保其能夠?qū)崿F(xiàn)所有功能。 第七步：根據(jù) PROTEUS 仿真圖焊接器件。如圖 21 所示。 在本設(shè)計中，單片機的各個接口我是這樣分配的： P0 口接一個上拉電阻后與 LCD1602 的 8 位雙向數(shù)據(jù)端 D0～ D7 相接， P1 口用作矩陣鍵盤接口， P2口的 ～ 和 LCD1602 的 4～ 6 引腳相接， 和 接串行存儲器AT24C02， P3 口用作開鎖電路和報警電路的接口。圖 31 是時鐘電路的 PROTEUS 仿真圖。 圖 32 復(fù)位電路 單片機 RST 引腳是高電平有效。 最小系統(tǒng) 單片機加上時鐘電路和復(fù) 位電路就構(gòu)成了能使其正常工作的最小系統(tǒng)。無 論是查詢方式還是中斷方式都要用到單片機的 I/O 口。行列式鍵盤的硬件結(jié)構(gòu)比較簡單，由行輸出口和列輸出口構(gòu)成行列式鍵盤，按鍵設(shè)置在行、列交點上。 由于按鍵設(shè)置在行、列線交點上，行、列分別連接到按鍵開關(guān)的兩端，平時無鍵按下時，行線處于高電平，假設(shè)列線為低電平，當有鍵按下時，按下的鍵就會將相應(yīng)的行和列連通，使得對應(yīng)的行線被列線拉低，也變?yōu)榈碗娖健? LCD顯示模塊設(shè)計 在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，常用的顯示設(shè)備有單個發(fā)光二極管、八段 LED顯示器、液晶顯示器（ LCD）、屏幕顯示器（ CRT）等。 LCD1602 具有 16 個引腳，如表 31 所示。 LCD1602 的字符集中存有 160個不同的字符，這些字符包括了英文大小寫字母、阿拉伯數(shù)字、標點符號等一些經(jīng)常用到的字符。圖 35 中 RP1 同時還是 P0 口的上拉電阻。 A2～ A0 根據(jù)電路中 A2， A1， A0 引腳接電源或者接地而不同，接地則相應(yīng)位為 0，接電源則相應(yīng)位為 1。 停止信號：時鐘線 SCL 為高電平，數(shù)據(jù)線 SDA 出現(xiàn)由低向高的正跳變時，停止 I2C 總線。為非應(yīng)答信號時，證明器件沒有成功接收到一個8 位數(shù)據(jù)。當然，起始信號和 停止信號是例外。 圖 37 是 AT24C02 的引腳排列圖。 Vss：地或電源負極。用于傳送地址和發(fā)送或者接收數(shù)據(jù)，是雙向傳送端口。 圖 38 AT24C02 仿真圖 為串行時鐘輸入線接口， 為數(shù)據(jù)線接口。 因為在設(shè)計中是以發(fā)光二極管代替電磁鎖，二極管亮代表鎖開，因此可以設(shè)計一個簡單的可以點亮二極管的電路系統(tǒng)代替電磁鎖開鎖機構(gòu)。 報警機構(gòu) 在這次基于單片機的電子密碼鎖設(shè)計中，通過控制蜂鳴器的發(fā)音來實現(xiàn)系統(tǒng)的報警功能。通過控制輸入脈沖的頻率還能控制蜂鳴器的發(fā)音頻率。 圖 311 基于單片機的電子密碼鎖設(shè)計仿真圖 待程序編寫好后，將 KEIL 和 PROTEUS 聯(lián)調(diào)，觀察此電路設(shè)計圖可以知道各個功能模塊和器件的工作情況。本設(shè)計接下來將分步解決這幾個問題。如果列的數(shù)值全部為 1，說明沒有鍵被按下，否則說明有鍵被按下。 (3) 查鍵值表，返回鍵值對應(yīng)信息，以便確定各按鍵應(yīng)該完成的功能。 本設(shè)計中各按鍵對應(yīng)鍵值如 表 3 所示。 在實際應(yīng)用中，為了防止因為按鍵的抖動而使得一次按鍵按下被當做 2次或者 2 次以上處理，應(yīng)該進行按鍵消抖程序設(shè)計，只要方法是當有鍵閉合時，延時一段時間再確定是否還有鍵閉合，若有，則為鍵有效閉合，若無則為鍵無效閉合，返回重新掃描。 由于設(shè)計中要求能夠顯示密碼輸入界面、密碼輸入信息、密碼正確后提示界面、密碼錯誤后提示界面和修改密碼相關(guān)界面等信息，故要用到很多個顯示子程序來顯示不同的內(nèi)容。 //lcdbusy()為檢測 LCD 忙標志函數(shù)， lcdbusy（）返回值 e=0。 //待寫命令賦 P0 delay(1)。 } //************************************************* //函數(shù)：寫數(shù)據(jù)函數(shù) //功能：調(diào)入該函數(shù)可以向 1602 液晶顯示器輸入數(shù)據(jù) //************************************************* void write_1602dat(uchar dat) { while(lcdbusy())。 //rs=1 時為寫數(shù)據(jù) P0=dat。 e=0。當密碼修改成功后，將新密碼寫入 AT24C02，以便單片機下次復(fù)位后使用。 (1)字節(jié)寫。 字節(jié)寫的時序是這樣的： 地址只有 8 位：開始 → 器件地址 → 響應(yīng) →8 位字節(jié)地址 → 響應(yīng) → 數(shù)據(jù) →響應(yīng) → 停止 地址高于 8 位：開始 → 器件地址 → 響應(yīng) → 高 8 位字節(jié)地址 → 響應(yīng) → 低 8位字節(jié)地址 → 響應(yīng) → 數(shù)據(jù) → 響應(yīng) → 停止 本次設(shè)計中采用的是字節(jié)寫方式。 頁寫的時序是這樣的： 地址只有 8位：開始 → 器件地址 → 響應(yīng) →8 位字節(jié)地址 → 響應(yīng) → 數(shù)據(jù) 1→響應(yīng) →… …→ 數(shù)據(jù) N→ 響應(yīng) → 停止。 AT24C02 的地址計數(shù)器內(nèi)容為最后操作字節(jié)的地址加 1，所有如果上次讀寫操作的地址為 N，采用讀當前地址內(nèi)容方式讀地址應(yīng)該從 N+1 地址處開始。這種讀操作方式允許主機讀出 AT24C02 的任意字節(jié)。 AT24C02 收到主機的應(yīng)答信號后繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)，直到主機不發(fā)送應(yīng)答信號響應(yīng)而發(fā)送停止信號后操作結(jié)束。 西南科技大學本科生畢業(yè)論文 23 本次設(shè)計中采用的是讀隨機地址內(nèi)容操作方式。 定時器中斷子程序 為了防止戶主以外的 “借用 ”戶主的密碼，當沒有任何按鍵被按下的狀態(tài)持續(xù)一段時間后（比如 20S 內(nèi)），應(yīng)該馬上關(guān)閉顯示器屏幕，同時禁止按鍵的輸入。 當定時 /計數(shù)器工作在定時方式時，定時時間的計算公式為： 定時時間 =（ 216 —計數(shù)初值） 定時周 期 晶振頻率為 12MHz 時，定時 /計數(shù)器的定時周期為 1181。當 輸入的密碼位數(shù)不小于 6 位時，再次按下數(shù)字鍵，程序就不進行任何處理，繼續(xù)掃描鍵盤，此時只有按下確定鍵或者取消鍵程序才做出相應(yīng)反應(yīng)。 報警子程序 報警子程序的原理很簡單，即當輸入密碼錯誤次數(shù)超過規(guī)定的最高允許次數(shù)時，不斷給蜂鳴器脈沖，使其不斷發(fā)音。 圖 49 報警子程序流程圖 開始 N 錯誤次數(shù) 大于 3？ 顯示器清屏 Y 關(guān)閉顯示器 給蜂鳴器一個脈沖 結(jié)束 西南科技大學本科生畢業(yè)論文 27 第 5章 聯(lián)合仿真和調(diào)試 在 PROTEUS 中畫出仿真電路圖和在 KEIL 中編寫出程序后，需要驗證其正確性和可行性，最好的辦法就是就它們聯(lián)合起來仿真和調(diào)試。 PROTEUS 不僅具有其它 電子設(shè)計自動化 工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件，是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具。 (2)在 KEIL 中為工程設(shè)置選項。并且還要點擊一下 “Use”前面表明選中的小圓點。設(shè)置完之后，重新編譯、鏈接、生成可執(zhí)行文件。打開 PROTEUS 仿真圖，雙擊單片機， 西南科技大學本科生畢業(yè)論文 28 將 KEIL 產(chǎn)生的 “*.HEX”文件添加到單片機中。 圖 51 密碼正確后的仿真圖 密碼輸入正確后，點亮二極管，顯示器顯示歡迎回家畫面。 西南科技大學本科生畢業(yè)論文 29 第 6章 實物設(shè)計和制作 聯(lián)合仿真調(diào)試通過后，本次設(shè)計業(yè)就進入了最后一步，但也是最關(guān)鍵的一步 ——實物設(shè)計和制作。 (2)下載口電路的焊接。下載口的 2 端口接電源， 10 端口接地。 (3)液晶顯示器及電路焊接。本設(shè)計中檢驗按鍵的程序功能是當有按鍵按下時，將所按下的鍵值在液晶顯示器中顯示出來。 (6)將蜂鳴器和發(fā)光二極管焊接到單片機系統(tǒng)中，將本次設(shè)計的源程序下載進入單片機中，看是否所有功能都實現(xiàn)了。工整簡潔的電路布局不但看著美觀，而且能夠更方便地查找電路錯誤。 (6)可以在開鎖后進行密碼的修改，但需要兩次輸入確認； (7)修改的密碼存入 AT24C02，不會因為掉電的原因而丟失； (8)在長時間沒有按鍵輸入時，系統(tǒng) 鎖定顯示器，并禁止按鍵的輸入； (9)設(shè)定一個備用密碼，防止常用密碼忘記時無法開門。也可以放 棄傳統(tǒng)的按鍵輸入密碼模式，借助傳感器技術(shù)運用聲控來實現(xiàn)密碼輸入，又或者使用 人臉識別技術(shù)， 或者 用戶指紋 識別技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的按鍵輸入 ，這些都可以使開鎖的時間更短更方便 ，同時是鎖更安全 。另外，王老師親切和善、能和學生們打成一片的工作態(tài)度和認真負責的治學作風也 給了我很深的印象。 同時，在即將離開校園的此時，衷心感謝每一位教導過我的老師和一直默默支持和鼓勵我的家人。_nop_()。 sbit rw=P2^1。 sbit P35=P3^5。\039。\039。\039。 uchar data mima[7]={39。,39。,39。,0}。\039。\039。\039。,39。,39。,39。\039。\039。\039。 uchar data mima3[7]={39。,39。,39。,0}。939。039。039。 uchar code table5[14]=Old Password:。 uchar code table9[15]=Modify Su。 西南科技大學本科生畢業(yè)論文 37 uchar code table7[12]=Enter Again:。 uchar code table2[15]=Enter Password:。139。939。139。,39。,39。,39。\039。\039。\039。,0}。,39。,39。 uchar data mima1[7]={39。\0