【正文】 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8位字節(jié)。 RST：復(fù)位輸入。 P3口輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4個 TTL邏輯門電路。對端口寫“ 1” ,通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口，作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流 I。 P1口： P1是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O口， P1的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4個 TTL邏輯門電路。空閑模 式下， CPU 暫停工作，而 RAM 定時計數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存 RAM 的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。 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 。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 LCD1602顯示器用于顯示作用。 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。 課程設(shè)計總結(jié)。本系統(tǒng)成本低廉，功能實用?？梢钥闯鼋M合使用電子信息是電子密碼鎖以后發(fā)展的趨勢。 6) 電子密碼鎖操作簡單易行，一學(xué)即會。 2) 密碼可變 ， 用戶可以 隨時 更改密碼，防止密碼被盜 ，同時也可以避免因人員的更替而使鎖的密級下降。現(xiàn)在應(yīng)用較廣的電子密碼鎖是以芯片為核心，通過編程來實現(xiàn)的。 隨著人們生活水平的提高，如何實現(xiàn)家庭防盜這一問題也變的尤其的突出，傳統(tǒng)的機(jī)械鎖由于其構(gòu)造的簡單， 安全性能低，無法滿足人們的需要。針對這 些鎖具給人們帶來的不便若使用機(jī)械式鑰匙開鎖，為滿足人們對鎖的使用要求，增加其安全性，用密碼代替鑰匙的密碼鎖應(yīng)運而生。其性能和安全性已大大超過了機(jī)械鎖 。 3) 誤碼輸入保護(hù) ， 當(dāng)輸入密碼多次錯誤時，報警系統(tǒng)自動啟動。 隨著電子元件的進(jìn)一步發(fā)展，電子密碼鎖也出現(xiàn)了很多的種類，功能日益強(qiáng)大，使用更加方便，安全保密性更強(qiáng)，由以前的單密碼輸入發(fā)展到現(xiàn)在的，密碼加感應(yīng)元件，實現(xiàn)了真真的電子加密，用戶只有密碼或電子鑰匙中的一樣，是打不開鎖的，隨著電子元件的發(fā)展及人們對保密性需求的提高出現(xiàn)了越來 越多的電子密碼鎖。 本系統(tǒng)由單片機(jī)系統(tǒng)、矩陣鍵盤、 LED 顯示和報警系統(tǒng)組成。 關(guān)鍵詞 單片機(jī) 密碼鎖 課程設(shè)計 報警 單片機(jī)密碼鎖課程設(shè)計報告 —— 湖南師大本科生課程設(shè)計 2 設(shè)計要求 設(shè)計任務(wù) 設(shè)計一種基于單片機(jī)的密碼鎖 。 單片機(jī)密碼鎖課程設(shè)計報告 —— 湖南師大本科生課程設(shè)計 3 硬件電路設(shè)計 設(shè)計方案的選擇 方案一：采用數(shù)字電路控制 用以 74LS112 雙 JK觸發(fā)器構(gòu)成的數(shù)字邏輯電路作為密碼鎖的核心控制，共設(shè)了 9 個用戶輸入鍵，其中只有 4個是有效的密碼按鍵，其它的都是干擾按鍵，若按下干擾鍵，鍵盤輸入 電路自動清零，原先輸入的密碼無效，需要重新輸入；如果用戶輸入密碼的時間超過 10秒（一般情況下，用戶不會超過 10秒，若用戶覺得不便，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。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。當(dāng)用戶需要開鎖時，先按鍵盤開鎖鍵之后按鍵盤的數(shù)字鍵 0－ 9 輸入密碼。 單片機(jī)密碼鎖課程設(shè)計報告 —— 湖南師大本科生課程設(shè)計 4 主要元器件 簡介 主控芯片 單片機(jī) STC89C52 宏基公司生產(chǎn)的 STC89 系列單片機(jī)，高速、低功耗、新增在系統(tǒng)／在應(yīng)用可編程 (ISP，IAP)功能 。 STC89C52 芯片引腳 STC89C52 引腳 功能說明 ： Vcc：電源電壓 GND：地 P0口： P0口是一組 8位漏極開路型雙向 I/O口，也即地址 /數(shù)據(jù)總線復(fù)用口，作為 輸出口用時，每位能驅(qū)動 8個 TTL邏輯門電路，對端口寫“ 1”可作為高阻抗輸入端口。對端口寫“ 1” ,通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。在 單片機(jī)密碼鎖課程設(shè)計報告 —— 湖南師大本科生課程設(shè)計 5 訪問８位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行： MOVX Ri 指令）時， P2口線上的內(nèi)（也即特殊功能寄存器，在整個訪問期間不改變。對 P3口寫入“ 1”時，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。當(dāng)振蕩工作時， RST引腳出現(xiàn)兩個機(jī)器周期上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。即使不訪問外部存儲器， ALE仍以時鐘振蕩頻率的 1/6輸出的正脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目地，要注意的是：第當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個 ALE脈沖。 PSEN：程序儲存 允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當(dāng) STC89C52 由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機(jī)器周期兩次 PSEN有效，即輸出兩個脈沖。需注意的是：如果加密位 LB1 被編程，復(fù)位時內(nèi)部會鎖存 EA端狀態(tài)。 XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。每寫入或讀出一個數(shù)據(jù)字節(jié)后，該地址寄存器自動加 1，以實現(xiàn)對下一個存儲單元的讀寫。他通過 SDA(串行數(shù)據(jù)線 )及 SCL(串行時鐘線 )兩根線在連到總線上的器件之間傳送信息，并根據(jù)地址識別每個器件。 AT24C02的控制字由 8位二進(jìn)制數(shù)構(gòu)成，在開始信號發(fā)出以后，主機(jī)便會發(fā)出控制字，以選擇從機(jī)并控制總線傳送的方向 。第 5 腳 SDA 為串行數(shù)據(jù)輸入 /輸出，數(shù)據(jù)通過這條雙向 I2C 總線串行傳送，和單片機(jī)的 連接。 單片機(jī)密碼鎖課程設(shè)計報告 —— 湖南師大本科生課程設(shè)計 7 顯示器件 LCD1602 液晶顯示器 現(xiàn)在的字符型液晶模塊已經(jīng)是單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計中最常用的信息顯示器件了。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) 。 單片機(jī)電子密碼鎖原理框圖 STC89C52 鍵盤輸入 復(fù)位電路 密碼存儲電路 晶振電路 電源輸入 顯示電路 報警電路 開鎖電路 單片機(jī)密碼鎖課程設(shè)計報告 —— 湖南師大本科生課程設(shè)計 9 硬件總體構(gòu)成 在確定了選用什么型號的單片機(jī)后，就要確定在 外圍電路， 其外圍電路包括 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、開鎖部分組成 ， 根據(jù)實際情況 鍵盤輸入部分選擇 4*4 矩陣鍵盤，顯示部分選擇字符型液晶顯示LCD1602，密碼存儲部分選用 AT24C02 芯片來完成。采用的是矩陣式按鍵鍵盤，它由行線和列線組成，也稱行列式鍵盤，按鍵位于行列的交叉點上，密碼鎖的密碼由鍵盤輸入完成，與獨立式按鍵鍵盤相比，要節(jié)省很多 I/O 口。 AT24C02 是美國 Atmel公司的低 功耗 CMOS型 E2PROM，內(nèi)含 256 8位存儲空間，具有工作電壓寬 (～ V)、擦寫次數(shù)多 (大于 10000 次 )、寫入速度快 (小于 10 ms)、抗干擾能力強(qiáng)、數(shù)據(jù)不易丟失、體積小等特點。所有字節(jié)均以單一操作方式讀取。 AT24C02 正是運用了 I2C規(guī)程，使用主／從機(jī)雙向通信，主機(jī) (通常為單片機(jī) )和從機(jī) (AT24C02)均可工作于接收器和發(fā)送器狀態(tài)。其接線如下圖所示： 密碼存儲電路原理圖 復(fù)位部分 單片機(jī)復(fù)位是使 CPU和系統(tǒng)中的其他功能部件都處在一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作，例如復(fù)位后 PC＝ 0000H，使單片機(jī)從第 — 個單元取指令。根據(jù)實際情況選擇如圖 46所示的復(fù)位電路。當(dāng)電容 C1放電結(jié)束后， RST端的電位 為高電平 。晶振、電容 C1／ C2及片內(nèi)與非門（作為反饋、放大元件）構(gòu)成了電容三點式振蕩器，振蕩信號頻率與晶振頻率及電容 C C2的容量有關(guān)，但主要由晶振頻率決定，范圍在 0～ 33MHz之間，電容 C C2取值范圍在 5～ 30pF之間。本設(shè)計的顯示部分由液晶顯示器 LCD1602 取代普通的數(shù)碼管來完成。以下是顯示部分接線圖。 主要 程序設(shè)計流程圖如下所示： 主程序流程圖 開始 初始化 鍵盤掃描 啟動程序 鍵盤掃描 鍵功能程序 結(jié)束 關(guān)閉程序 單片機(jī)密碼鎖課程設(shè)計報告 —— 湖南師大本科生課程設(shè)計 14 密碼操作流程圖 密碼設(shè)置流程 圖 開鎖 操作 流程 圖 按鍵功能流程圖 設(shè)置程序 初始化 按下設(shè)置鍵 輸入密碼 確認(rèn)程序 設(shè)置成功 初始化 按開鎖鍵 輸入密碼 確認(rèn)程序 輸入正確？ Y 開鎖成功 開鎖程序 輸入次數(shù)加 1 次數(shù) 3? 報警程序 返回 N Y N Y 鍵功能程序 鍵值＝‘ 0－ 9’？ 鍵值＝‘開鎖’？ 鍵值＝‘設(shè)置’？ 鍵值＝‘確認(rèn)’？ 密碼輸入程序 設(shè)置程序 開鎖程序 確認(rèn)程序 Y Y Y Y N N N 返回 N 單片機(jī)密碼鎖課程設(shè)計報告 —— 湖南師大本科生課程設(shè)計 15 總結(jié) 本設(shè)計從經(jīng)濟(jì)實用的角度出發(fā)，采用 宏基公司生產(chǎn)的 STC89系列 STC89C52單片機(jī) 與 低功耗 CMOS型 E2PROM AT24C02作為主控芯片與數(shù)據(jù)存儲器單元， 結(jié)合外圍的鍵盤輸入、顯示、報警、開鎖等電路并用 C語言編寫主控芯片的控制程序，設(shè)計了一款可以多次更改密碼具有報警功能的電子 密碼鎖。 由于設(shè)計此電路的時間較倉促，其中還有些許未考慮周全的因素，還需要繼續(xù)的改進(jìn)和完善。 [4] 郭海英 .基于單片機(jī)的電子安全密碼鎖的設(shè)計 [M].現(xiàn)代電子技術(shù) ,2020,(13)。 [8] 李明喜 .新型電子密碼鎖的設(shè)計 [J].機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新 ,2020,(03)。 [12] Wireless World， 1998， vol、 84， No、 1509， p69。 [16] 彭為 .單片機(jī)典型系統(tǒng)設(shè)計實例精講 [M]，北京：電子工業(yè)出版社， 2020。 [20] 樊昌信 ,曹麗娜 .通信原理 [M]，北京：國防工業(yè)出版社， 2020。 uchar code a2[]={input password:}。 uchar code a7[]={wait for ......}。 uchar code a11[] ={setting serect}。 uchar code c2[]={Wele host }。 uchar code c5[]={Password ERROR!}。 enum jian{enter=10,cancel,open,setserect} 。iread_random(20)。 write1602(0,1,a5)。 write1602(0,1,c2)。 } void yanzh2() { write1602(0,0,a10)。 write1602(0,1,c4)。 } void clear1() { int i。 wdata(0x20)。 next: key=18。 flag=1。)。i=0。i++) if(set1[i]!=set2[i]amp。i++) set2[i]=0。 write1602( 0,0, c5)。 goto next。BEEP=0。 GREEN=0。 write1602(0,1,a5)。 key=18。//顯示輸入密碼 wdata(key+0x30)。 //密碼存儲 if(key==enter) key=0。 write1602(0,1,a7)。 while(1) { write1602(0,0,b1)。 switch(key) { case open: {