【正文】 定電路。 方案二 : 圖 方案二設(shè)計(jì)框圖 方案選擇與論證 5 此方案 采用一種是用以 AT89C52 為核心的單片機(jī)控制方案 。密碼輸入錯(cuò)誤時(shí)顯示器會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤提示，并具有蜂鳴器報(bào)警聲。程序采用 C 語(yǔ)言編寫，以便跟簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)調(diào)整時(shí)間。顯示電路則采用 LCD 液晶顯示屏，液晶顯示屏的顯示功能強(qiáng)大 ,可顯示大量文字 ,圖形 ,顯示多樣 ,清晰可見。 本課題的研究?jī)?nèi)容 基于單片機(jī)的電子密碼鎖的總體選型，矩陣鍵盤控制， AT24C02 掉電存儲(chǔ)，串口顯示電路，開鎖控制電路，報(bào)警控制電路，單片機(jī)密碼鎖軟件總體選型 。 本課題的發(fā)展趨勢(shì) 隨著電子技術(shù)的發(fā)展，人類不斷研究，不斷創(chuàng)新紀(jì)錄。在我國(guó)密碼鎖整體水平尚處在國(guó)際 70 年代左右，電子密碼鎖的成本還很高，市場(chǎng)上仍以按鍵電子密碼鎖為主，按鍵式和卡片鑰匙式電子鎖已引進(jìn)國(guó)際先進(jìn)水平，現(xiàn)國(guó)內(nèi)有幾個(gè)工廠供應(yīng)市場(chǎng)。鑒于目前的技術(shù)水平與市場(chǎng)的接收程度，電子密碼鎖是電子防盜產(chǎn)品的主流。筆者設(shè)計(jì)的電子密碼防盜鎖利用串行EEPROM 存儲(chǔ)器，將設(shè)計(jì)的電子密碼存入 EEPROM 中，從而克服了舊式電子密碼鎖電路斷電后所設(shè)置密碼丟失的缺點(diǎn)。另外，卡片式的 IC 卡易丟失，加上其成本一般較高，在一定程度上限制了這類產(chǎn)品的普及和推廣。二是鑰匙一 旦丟失，無論誰撿到都可以將鎖打開。 目前，最常用的鎖是 20 世紀(jì) 50 年代意大利人設(shè)計(jì)的機(jī)械鎖，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，價(jià)格便宜。同時(shí)該密碼具有設(shè)計(jì)方法合理，簡(jiǎn)單易行，成本低， 安全實(shí)用等特點(diǎn)，符合住宅、辦公室等場(chǎng)所的用鎖要求，具有推廣價(jià)值。應(yīng)用較廣的電子密碼鎖是以芯片為核心，通過編程來實(shí)現(xiàn)的。 \\ \\\\\\\\\ 攀枝花學(xué)院本科綜合實(shí)驗(yàn) (論文 ) 基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)電子密碼鎖 的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 學(xué)生學(xué)號(hào)： _____ 院（系）： _______ 年級(jí)專業(yè)： __________ 指導(dǎo)教師： ______ 攀枝花學(xué)院本科綜合實(shí)驗(yàn)論文 摘要 I 摘 要 本設(shè)計(jì)是基于 51 系列的單片機(jī)進(jìn)行的電子密碼鎖設(shè)計(jì)，采用的是單片機(jī)作為數(shù)據(jù)處理主控芯片 。 電子密碼鎖的設(shè)計(jì)主要由四部分組成： 44? 矩陣鍵盤、以 AT89C52 芯片為核心的密碼鎖的數(shù)據(jù)處理及控制電路、掉電情況下依然能保存密碼的 EEPROM 存儲(chǔ)器芯片 ，輸出七段顯示電路。 關(guān)鍵詞 單片機(jī) ， 密碼鎖， 4*4 矩陣鍵盤， EEPROM 存儲(chǔ)芯片， AT89C52攀枝花學(xué)院本科綜合實(shí)驗(yàn)論文 ABSTRACT II ABSTRACT This design is based on 51 series singlechip electronic bination lock design, USES a single chip microputer as the master control chip data processing. Electronic bination lock is a password or to control circuit, so as to control mechanical switches closed, lock, lock task of electronic products. It39。但在使用中暴露了很多缺點(diǎn)：一是機(jī)械鎖是靠金屬制成的鑰匙上的不同齒形與鎖芯的配合來工作的。三是機(jī)械鎖的材料大多為黃銅，質(zhì)地較軟，容易損壞。 隨著人們生活水平的提高，電子密碼防盜作為防盜衛(wèi)士的作用越來越重要。另外，該鎖還具有報(bào)警等輔助功能，是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。 攀枝花學(xué)院本科綜合實(shí)驗(yàn)論文 2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、水平 電子密碼鎖的種類繁多，例如數(shù)碼鎖、指紋鎖、磁卡鎖、 IC 卡鎖、生物鎖等，但比較實(shí)用的還是按鍵式電子密碼鎖。但國(guó)內(nèi)自行研制開發(fā)的電子鎖，其市場(chǎng)結(jié)構(gòu)尚未 形成，應(yīng)用還不廣泛。 智能電子密碼鎖國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 ,當(dāng)今智能電子密碼鎖發(fā)展已經(jīng)到了非常高的境界，由于電子元件特別是單片機(jī)應(yīng)用在這幾年得到空前發(fā)展，無論功能性，穩(wěn)定性都比較全面，在保密方面已做到人眼識(shí)別，指紋識(shí)別，人聲識(shí)別基本上電影上有的現(xiàn)實(shí)也有。 電子密碼鎖 的設(shè)計(jì)過程在硬件與軟件方面進(jìn)行同步設(shè)計(jì)。 實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路采用DS1302 實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片， DS1302 的使用壽命長(zhǎng)，誤差小。所有程序編寫完成后，在 KEIL 軟件中進(jìn)行調(diào)試， 確定沒有問題后，在 proteus 軟件中嵌入單片機(jī)內(nèi)進(jìn)行仿真。如密碼輸入錯(cuò)誤次數(shù)超過 3 次，蜂鳴器報(bào)警并且鎖定鍵盤； 能夠用 LCD 或者 LED 實(shí)時(shí)顯示； 鎖可以用發(fā)光二極管或繼電器模擬； 完成硬件和軟件設(shè)計(jì)。 方案論證 ① 方案一， 采用數(shù)字密碼鎖電路的好處就是設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。 ② 方案二， 采用一種是用以 AT89C52 為核心的單片機(jī)控制方案。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)。 ：用于完成對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)顯示及操作提示功能。 主要芯片介紹 單片機(jī)簡(jiǎn)介 AT89C52 是 51 系列 單片機(jī) 的一個(gè)型號(hào)，它是 ATMEL 公司生產(chǎn)的。 共 6 個(gè)中斷源 10） 2 個(gè)讀寫中斷口線 主要管腳有： XTAL1（ 19 腳）和 XTAL2（ 18 腳）為振蕩器輸入輸出端口，外接 12MHz 晶振。 其引腳圖如圖 所示： 攀枝花學(xué)院本科綜合實(shí)驗(yàn)論文 8 圖 AT89C52 的引腳圖 Vcc：供電電壓 Vss：接地。 P2 口 ：可作為準(zhǔn)雙向輸入 /輸出接口，在接有片外 存儲(chǔ)器或擴(kuò)展 I/O 接口且尋址范圍超過 256 個(gè)字節(jié)時(shí)， P2 口用于高 8 位地址總線。 ALE/PROG： 當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過兩次 PSEN 信號(hào)。如 EA 端為高電平（接 Vcc 端）， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。 中斷系統(tǒng) （ 1）中斷源 AT89C52 是一個(gè)多中斷源單片機(jī)，有五個(gè)中斷源：外部中斷 0、定時(shí)器 0 中斷、外部中斷 定時(shí)器 1 中斷和串行接受或發(fā)送中斷。 EA=1，開放總中斷，而各個(gè)中斷源的中斷請(qǐng)求允許還是禁中斷源 入口地址 外部中斷 0 0003H 定時(shí)器 0 000BH 外部中斷 1 0013H 定時(shí)器 1 001BH 串行口 0023H 攀枝花學(xué)院本科綜合實(shí)驗(yàn)論文 10 止，分別由各自的中斷允許位確定； EA=0，禁止一切中斷。 中斷源優(yōu)先級(jí)控制 — 中斷優(yōu)先級(jí)寄存器 IP。 IP 的格式如許下： PS PT1 PX1 PT0 PX0 PS 是串行口中斷優(yōu)先級(jí)控制位。如果同優(yōu)先級(jí)的多個(gè)中斷請(qǐng)求同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，則按照 AT89C52 單片機(jī)的CPU 查詢次序 確定哪個(gè)中斷請(qǐng)求被響應(yīng)，起查詢次序?yàn)椋?IE0、 TF0、 IE TFR1 或 T1 (3)定時(shí)系統(tǒng) 在控制系統(tǒng)中，常常要求有一些實(shí)時(shí)時(shí)鐘以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或延時(shí)控制，如定時(shí)中斷、定時(shí)檢測(cè)、定時(shí)掃描等，也往往要求有計(jì)數(shù)器能對(duì)外部事件計(jì)數(shù)。 TH0、 TL0、 TH TL1 是不能位 尋址的特殊功能寄存器，通過對(duì) TH0、TL0、 TH TL1 的初始化編程來控制 T0 和 T1 的計(jì)數(shù)初值。這樣，不但可以根據(jù)計(jì)數(shù)值計(jì)算出定時(shí)事件，也可以反過來安定時(shí)時(shí)間的要求來計(jì)算出計(jì)算器的預(yù)置值。 GATE 為 1 時(shí)，定時(shí)器的計(jì)數(shù)器受外部引線 INT0 或 INT1 的輸入電平 的控制，輸入高電平計(jì)數(shù)，輸入低電平停止計(jì)數(shù)，這時(shí)可以用于測(cè)量在 INTX 引線出現(xiàn)的正脈沖寬度； GATE 為 0 時(shí)，定時(shí)器的計(jì)數(shù)不受 INT0 或 INT1 的控制。 M1 和 M0 這 2 位有 0011 四個(gè)狀態(tài)，分別選擇方式 0（ 13 位定時(shí)器）、方式 1（ 16 位定時(shí)器）、方式 2（ 8 位自動(dòng)重裝定時(shí)器）和方式 3（ T0 分成兩個(gè) 8 位 的定時(shí)器）。所有字節(jié)均以單一操作方式讀取。 AT24C02 正是運(yùn)用了 I2 C 規(guī)程，使用主 /從機(jī)雙向通信，主機(jī)和從機(jī)均可工作于接收器和發(fā)送器狀態(tài)。仿真過程中用 24C02C 代替芯片 AT24C02。 A0、 A A2 為器件地址輸入端： 當(dāng)使用 24C02 時(shí)最大可級(jí)聯(lián) 8 個(gè)器件，如果只有一個(gè) 24C02 被總線尋址，這三個(gè)地址輸入腳 A0、 A A2 可以懸空或連接到 VSS。 LM032L型 LCD 可以顯示 2 行 20 個(gè)字符，有 8 位數(shù)據(jù)總線 D0~D7 和 RS， RW， E 三個(gè)控制端口，工作電壓為 5V，并且具有字符對(duì)比度調(diào)節(jié)功能。 圖 AT89C52最小單片機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 鍵盤輸入模塊 由于本設(shè)計(jì)所用到的按鍵數(shù)量較多而不適合用獨(dú)立按鍵式鍵盤。鍵盤如圖 。每寫入或讀出一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)后，該地址寄存器自動(dòng)加 1，以實(shí)現(xiàn)對(duì)下一個(gè)存儲(chǔ)單元的讀寫。 AT89C52 引腳 XXTAL1 和 XTAL2 與晶體振蕩器及電容 C C2 按圖示方式連接。 攀枝花學(xué)院本科綜合實(shí)驗(yàn)論文 15 圖 晶振電路 顯示模塊 顯示部分由液晶顯示器 LCDLM016L 取代普通的數(shù)碼管完成。電路圖如圖 所示 。 攀枝花學(xué)院本科綜合實(shí)驗(yàn)論文 18 p 2 3p 1 6p 1 7p10p11p12p13RWERSp 2 3p07p06p05p04p03p02p01RSRWE p00p 0 0p 0 1p 0 2p 0 3p 0 4p 0 5p 0 6p 0 7p 1 4p 1 5p00p01p02p03p04p05p07p06p 1 0p 1 1p 1 2p 1 3p 1 4p 1 5p 1 6p 1 7X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 1C12 2 p FC22 2 p FX1CR Y S T A LS C K6S D A5WP7A12A23U22 4 C0 4 AD1L E D R E DR12 2 0D714D613D512D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2VEE3L C D 1L M 0 1 6 L23456789 1R P 1RE S P A C K 8L S 1S O UN D E R 圖 顯示模塊仿真電路圖 開鎖顯示仿真 當(dāng)從鍵盤輸入數(shù)字‘ A’時(shí)顯示開鎖提示，輸入六位密碼，當(dāng)密碼與設(shè)置的密碼匹配時(shí)，開鎖電路中的 LED D1 亮，顯示器提示如圖 所示 。 圖 輸入密碼與原密碼匹配仿真顯示圖 輸