【正文】 design。 本電子密碼鎖的設(shè)計采用以單片機 STC89C52RC 為主控制器，應(yīng)用矩陣鍵盤、SMC1602A 液晶顯示器、 STC89C52RC 內(nèi)部的 EEPROM 等器件進行設(shè)計 了鍵盤電路、液晶顯示電路、 UART 串口電路、電源 (5V)電路、指示 (LED)電路、報警 (蜂鳴器 )電路等電路設(shè)計； 應(yīng)用 protel 軟件 設(shè)計了硬件原理圖和 PCB 圖 ；應(yīng)用 C51 語言設(shè)計了顯示時間 和 校對時間、輸入密碼 和 修改密碼、控制 EEPROM 等軟件模塊 ；最后焊接 PCB 并調(diào)試電路。最終設(shè)計出一個具有等待狀態(tài)顯示時間（可以對時間進行校準(zhǔn)）、輸入密碼、修改密碼、密碼 正確與否指示、報警、密碼保護、一鍵還原初始密碼等功能的密碼鎖 。 protel software application designed hardware schematics and PCB map。 本文的研究背景及意義 隨著科技的不斷 進步和發(fā)展 ，人類已經(jīng)步入了一個 高科技的 新時代。 同時 ， 平時 攜帶 一大竄 鑰匙 也給人們 帶來 不少 的麻煩。 說到識別密碼方式，國內(nèi)外大致經(jīng)歷了由早期的矩陣鍵盤輸入操作到紅外遙控控制操作再到智能 IC 卡再到 如今指紋識別等多種實現(xiàn)方法。所以，隨著科技的進步和創(chuàng)新， 設(shè)計 密碼鎖的 技術(shù)也不甘落后，也在朝著 智能化 ， 通用化，人性化等富有創(chuàng)新的方向發(fā)展 。還有，應(yīng)用 STC89C52 單片機，這個單片機和 AT 系列的單片機最大區(qū)別就是這類單片機有 內(nèi)部集成了 4kb 大小的 EEPROM， 利用 ISP/API 功能能 應(yīng)用 編程 來 控制內(nèi)部的 EEPROM 的讀寫而 不需要外 接存儲器來進行數(shù)據(jù)保護。 總結(jié)： 通過對以上各種實現(xiàn)電子密碼鎖的方法 的學(xué)習(xí)、研究和比較 ，下面 來談一談 各種方法的優(yōu)缺點，對于采用矩陣鍵盤來進行輸入的這種方法生產(chǎn)成本低、操作方便，在如今也是很受歡迎的，但是他壽命不長；而用 7 段數(shù)碼顯示比較落后，顯示不出科技的進步；對于采用遙控方式，優(yōu)點是輸入電路換成了紅外遙控控制輸入，這樣來操作密碼更加方便，缺點是成本比較高，外接 EEPROM 增加了硬件成本和操作強度。 本文的章節(jié)安排 上面對電子密 碼鎖的研究背景意義、發(fā)展進行了簡要的介紹，在下面的章節(jié)中，將對系統(tǒng)的設(shè)計方案；以及系統(tǒng)的硬件設(shè)計；還有系統(tǒng)的軟件設(shè)計；最后對 系統(tǒng)的測試 按照任務(wù)書和畢業(yè)設(shè)計的功能要求來一一測試 。 第 5 章主要是進行系統(tǒng)的測試與調(diào)試； 主要對系統(tǒng) 按設(shè)計的 功能 要求來一一 進行驗證。 ，要求輸入當(dāng)前密碼，如果密碼輸入正確則進入修改密碼狀態(tài)；如果輸入當(dāng)前密碼錯誤則有錯誤信息提示。 電子密碼鎖系統(tǒng)的總方案設(shè)計 本課題設(shè)計用的主要芯片有兩個：一個是 STC89C52 單片機，一個是 SMC1602A液晶顯示器。 STC89C52 單片機共 40個引腳，大致可分為 4類： （ 1）電源引腳 Vcc（ 40 腳）：電源端， +5V Vss（ 20 腳）：接地端（ GND） （ 2）時鐘電路引腳 XTAL1(19 腳 )：外部接晶振輸入端 XTAL2(18 腳 )：外部接晶振輸出端 (3) I/O 引腳 P0 口 (39~32 腳）： P0 口是一組 8位的漏極開路型雙向 I/O 口，也是地址和數(shù)據(jù)的總線復(fù)用口 P1 口 (1 ~ 8 腳 )： P1口是一組帶內(nèi)部上拉電阻的 8位準(zhǔn)雙向 I/O 口，可驅(qū)動 4個 TTL 門電路 P2 口（ 21~28 腳）： P2口是一組帶內(nèi)部上拉電阻的 8位準(zhǔn)雙向 I/O 口，可驅(qū)動 4個 TTL 門電路 P3 口（ 10~17 腳）： P3 口是一組帶內(nèi)部上拉電阻的 8位準(zhǔn)雙向 I/O 口，該端口的每個引腳都有第二功能 圖 STC89C52 單片機 河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文 6 （ 4） 控制線引腳 RST（ 9腳） :復(fù)位端 EA/VPP（ 31 腳）：片外的存儲器選擇端 /Flash 存儲器編程電源 ALE/PROG(30 腳 )：地址鎖存允許端 /編程脈沖輸入端 PSEN(29 腳 )：讀片外程序存儲器選通信號輸入端 STC89C52 單片機最大的特點就是有 ISP/IAP 功能，它具有 4K字節(jié)的 EEPROM。 ISP_ADDRL： ISP/IAP 操作時的地址寄存器低八位。 STC89C51RC/RD+系列單片機出廠時已經(jīng)固化有 ISP引導(dǎo)碼，并設(shè)置為上電復(fù)位進入 ISP 程序區(qū)，并且出廠時就已完全加密。 圖 SMC1602A 封裝圖 河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文 8 ◆控制器接口說明（ HD44780 及兼容芯片）： 1） 基本操作時序： 讀狀態(tài)：輸入： RS=L,RW=H,E=H 輸出： D0～ D7=狀態(tài)字 寫指令：輸入： RS=L,RW=L,D0～ D7=指令碼 ,E=高脈沖輸出：無 讀數(shù)據(jù)：輸入： RS=H,RW=H,E=H 輸出： D0～ D7=數(shù)據(jù) 寫數(shù)據(jù)：輸入： RS=H,RW=L,D0～ D7=數(shù)據(jù) ,E=高脈沖輸出：無 2） RAM 地址映射圖控制器內(nèi)部帶有 80X8 位（ 80字節(jié)）的 RAM 緩沖區(qū)，對應(yīng)關(guān)系如右圖所示： 3） 指令說明 ? 初始化設(shè)置 ? 顯示模式設(shè)置 圖 SMC1602A 接口說明 圖 SMC1602A RAM 地址映射圖 圖 SMC1602A 顯示模式設(shè)置 河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文 9 ? 顯示開 /關(guān)及光標(biāo)設(shè)置 ? 數(shù)據(jù)控制 控制器內(nèi)部設(shè)有一個數(shù)據(jù)地址指針，用戶可通過它們來訪問內(nèi)部的全部 80 字節(jié)RAM。這些器件與單片機的連接方式將在下面的內(nèi)容進行說明。 圖 密碼輸入 狀態(tài) 指示 電路 5V電源 電路設(shè)計 設(shè)計電路如下圖所示： VCC1KR7D1POWERGND1KR51KR6D3REDD4GREENLED1LED2河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文 13 圖 電源電路接法電路 晶振 電路設(shè)計 晶振電路這里采用的是 內(nèi)部振蕩器接法 ，晶振的頻率為 12MHZ，它為單片機提供內(nèi)部時鐘源，設(shè)計 電路 如下圖所示： 圖 晶振電路 復(fù)位 電路設(shè)計 單片機 的復(fù)位 本設(shè)計 手動 復(fù)位， 復(fù)位的 作用是防止 程序由于某些原因跑飛 ，通過此鍵 來保證單片機運行的可靠性 ， 設(shè)計 電路 如下圖所示： 圖 復(fù)位電路 LCD 顯示 電路設(shè)計 單片機的 ~ 連接液晶顯示器的 7~14 腳（ 8 位數(shù)據(jù)），實現(xiàn)從單片機向12J2CON2C7100uF/25VC10100uF/25VC8104C9104Vin1GND2+5V3U4LM7805CTVCCD6IN4007D7IN4007D8IN4007D9IN400712J4CON2+20pFC120pFC2Y1GNDX1X2S1SWPB10KR1VCCGND10uFC11RST河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文 14 液晶顯示器傳輸數(shù)據(jù)的功能； 連接液晶 4腳（ RS 端），從而實現(xiàn)單片機向其發(fā)送命令或數(shù)據(jù)功能； 連接液晶的 5腳（ RW 端），從而實現(xiàn)單片機對其讀寫的功能； 連接液晶的 6腳（ EN 端），這個引腳是用來編程控制 lcd 使能的 。 圖 功能鍵盤電路 S20S64S108S31S75S119S42S86S53S97 10KR210KR310KR4VCCS12XGPASSWDS13INPUTPASSWDS14OKGNDGAIMIMIMAOK河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文 16 串口 電路設(shè)計 串口電路的作用是將 TTL 電平轉(zhuǎn)換為 CMOS 電平，從而將 PC機產(chǎn)生的 hex 文件拷貝到單片機中，設(shè)計電路如下圖所示： 圖 串口電路 本章小結(jié) 根據(jù)畢業(yè)設(shè)計的設(shè)計要求完成了以上所述的各個硬件部分的設(shè)計。 當(dāng)初始化完成后系統(tǒng)進入了 顯示當(dāng)前時間的 等待狀態(tài)， 在顯示 時間的同時系統(tǒng)在主函數(shù)中也不斷的調(diào)用以 下幾個功能函數(shù) ：輸入密碼 子 函數(shù)，修改時間 子函數(shù) ，報警 子 函數(shù)，一鍵還原 子 函數(shù) 等 。鍵盤有 10 個數(shù)字鍵和 3 個功能鍵，數(shù)字鍵盤的連接方式見圖 和圖 。 入密碼程序 設(shè)計 流程 輸入密碼程序流程圖 如下圖所示： 圖 輸入密碼程序流程圖 當(dāng)按了輸入密碼鍵后，密碼鎖 進入輸入密碼狀態(tài)，首先系統(tǒng)將調(diào)用鍵盤掃描函數(shù)進行密碼的輸入，當(dāng) 6 位密碼輸入完成后，此時需要按一下確認鍵，此時如果輸入的 6 位密碼全部正確 ，密碼鎖將會通過 lcd 提示密碼 正確信息的提示 ，同時綠色的led 燈亮 表示輸入的密碼正確 ；當(dāng) 6 位密碼輸入錯誤 ，密碼鎖將 會有 通過 lcd 提示密N N Y Y 返回 返回 N Y N Y 密碼正確？ 30 秒到？ 密碼正確提示 錯誤次數(shù)加 1 密碼鍵按下？ 調(diào)用掃描鍵盤函數(shù) 調(diào)用校驗密碼函數(shù) 按確定鍵？ 開始 河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文 20 碼 錯誤的提示 同時紅色的 led 指示燈亮 表示輸入的密碼錯誤，此時錯誤次數(shù)加一，如輸錯的次數(shù)到達系統(tǒng)設(shè)置的要求的話密碼鎖將自動產(chǎn)生報警信號。和蜂鳴器連接的是 NPN 型號的三極管，當(dāng)給驅(qū)動引腳送一個高電平則蜂鳴器通路，開始報警，當(dāng)給驅(qū)動引腳送一個低電平則蜂鳴器不通，停止報警。本系統(tǒng)共設(shè)計了 10 個功能模塊，每個功能模塊的實現(xiàn) 都是 是經(jīng)過不斷的編寫、不斷的調(diào)試、不斷的改進實現(xiàn)的。 將 hex 文件拷貝到實際的硬件電路上 的單片機上，然后 進行測試設(shè)計要求的各種功能。經(jīng)過多次對代碼的調(diào)試，系統(tǒng)的軟件部分 可以滿足系統(tǒng)的設(shè)計要求，使設(shè)計合理、完美。 下載工具 如下圖所示 ： 圖 仿真電路圖 圖 下載工具界面 河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文 29 系統(tǒng)測試及 結(jié)果分析 下面主要按照第三章第一小節(jié)中功能要求來對密碼鎖系統(tǒng)所要求的功能來進行一一測試。 空閑狀態(tài)時 顯示當(dāng)前時間。 測試 結(jié)果如下圖所示： 圖 密碼輸入正確 如果密碼輸入錯誤 ， lcd1602a 上的 提示信息 內(nèi)容為 ：密碼輸入錯誤，請按輸入密碼鍵進行重輸入密碼；紅色的 led 亮表示輸入密碼錯誤。 測試 結(jié)果如下圖所示： 圖 輸入新密碼 圖 設(shè)置新密碼 圖 測試新密碼輸入正確 當(dāng) 初始密碼輸入錯誤 ,測試結(jié)果如下圖所示： （ 提示信息為：對不起 密碼錯誤，修改密碼錯誤） 河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文 34 圖 測試新密碼輸入錯誤 測試系統(tǒng)密碼 數(shù)據(jù) 保護功能 比如說電子密碼鎖初始的密碼為 528825，現(xiàn)在將它改為 123123。測試 結(jié)果如下圖所示： 河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文 36 圖 一鍵還原出廠密碼 結(jié) 論 設(shè)計的基于 單片機的