【正文】 D 液晶的各種顯示器顯示 數(shù)據(jù) ，用單片機(jī)控制 LED七段操作顯示器等。單片機(jī)極高的可靠性，微型性和智能性，單片機(jī)已成為工業(yè)控制領(lǐng)域中普遍采用的智能化控制工具，已經(jīng)深深地滲入到我們的日常生活當(dāng)中。 該密碼鎖具有可更改密碼、密碼掉電保護(hù)、輸入密碼錯(cuò)誤報(bào)警、輸入密碼錯(cuò)誤三次鎖定鍵盤的功能。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。該密碼鎖具有操作人性化 、低功耗、 高保密性等一系列優(yōu)點(diǎn)。在這次基于單片機(jī)的電子密碼鎖畢業(yè)設(shè)計(jì)中，不僅使我加深對(duì)大學(xué)所學(xué)知識(shí)的理解，而且使我對(duì)單片機(jī)有了進(jìn)一步的了解。本次設(shè)計(jì)用由 AT89C51 編程控制 LCD1602 液晶作顯示的密碼鎖系統(tǒng)。 2) 可以了解到 1602 液晶的接口、工作原理以及這種顯示器的接口實(shí)例與具體連接與編程方法。它的體積 小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開(kāi)發(fā)提供了便利 條 件。單片機(jī)以其一系列優(yōu)點(diǎn)，近幾年得到迅猛發(fā)展和大范圍推廣，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、智能化儀器儀表，及通訊設(shè)備、日常消費(fèi)類產(chǎn)品、玩具等。單片機(jī)內(nèi)部也 有 和電腦功能類似的模塊，比如CPU，內(nèi)存，并行總線，還有和硬盤作用相同的存儲(chǔ)器件，用它來(lái)做一些控制電器一類不是很復(fù)雜的工作足矣了。 具體內(nèi)容有 ： 全文共分 4章，結(jié)構(gòu)安排如下： 第 1 章 緒論介紹了本次設(shè)計(jì)目的及意義以及單片機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀、 1602 字符型液晶在 電子密碼鎖系統(tǒng) 中的應(yīng)用以及主要實(shí)現(xiàn)的功能。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2章系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 3 第 2 章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 總體方案設(shè)計(jì) 考慮各方面因素本設(shè)計(jì)采用的 是用以 AT89C51 為核心的單片機(jī)控制方案。要充分利用仿真軟件，不斷調(diào)試程序，以使程序在滿足各種功能的情況下最簡(jiǎn)。（如兩次輸入的新密碼不一樣，則重設(shè)密碼失?。Ｗ罡咴试S振蕩頻率是 12MHZ。算術(shù)邏輯單元的硬件結(jié)構(gòu)與典型微型機(jī)相似。在執(zhí)行指令時(shí)，從程序存儲(chǔ)器中取來(lái)經(jīng)譯碼器譯碼后，根據(jù)不同指令由定時(shí)與控制電路發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)，送到存儲(chǔ)器、運(yùn)算器或 I／ O 接口電路，完成指令功能。有的指令涉及到寄存器之間的關(guān)系；有的指令涉及到單片機(jī)核心電路內(nèi)部各功能部件的關(guān)系；有的則與外部芯片如外部程序存儲(chǔ)器發(fā)生聯(lián)系。當(dāng)不接外部存儲(chǔ)器與不擴(kuò)展 I/O 接口時(shí)，它可作為準(zhǔn)雙向 8 位輸入 /輸出接口。當(dāng)接有外部程序存儲(chǔ)器或擴(kuò)展 I/O 接口且尋 址范圍超過(guò)256 個(gè)字節(jié)時(shí)， P2 口用于高 8 位地址總線送出高 8 位地址。 中斷系統(tǒng) ： AT89C51 單片機(jī)有 5 個(gè)中斷源，由兩個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)，每個(gè)中斷源的優(yōu)先級(jí)可以編程為高優(yōu)先級(jí)或低優(yōu)先級(jí)。兩極中斷通過(guò)使用 IP 寄存器設(shè)置。對(duì)外接電容的值雖沒(méi)有嚴(yán)格的要求，但電容的大小會(huì)影響振蕩器頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)定性和起振的快速性。為了提高溫度穩(wěn)定性，應(yīng)采用溫度穩(wěn)定性良好的電容。復(fù)位期間單片機(jī)的 ALE 和 PSEN 引腳輸出高電平，復(fù)位后單片機(jī)的特殊功能寄存器狀態(tài)除 SP 為 07H， P0 P3 為 FFH外其余都被復(fù)位為 0。 最簡(jiǎn)單的復(fù)位電路就是在 RST端與 Vcc之間連接一個(gè) 10uF 的電解電容。 圖 復(fù)位電路 密碼存儲(chǔ)電路的設(shè)計(jì) 外置的撥碼開(kāi)關(guān)來(lái)設(shè)定密碼，操作既不方便，電路又復(fù)雜。密碼存儲(chǔ)電路如圖 所示。利用 和 口模擬串口來(lái)實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和 ROM 間的數(shù)據(jù)串行通訊。 (1) 按鍵輸入原理 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，除了復(fù)位按鍵有專門的復(fù)位電路及專一的復(fù)位功 能 外，其它按鍵都是以開(kāi)關(guān)狀態(tài)來(lái)設(shè)置控制功能或輸入數(shù)據(jù)的。 (2) 鍵盤的分類 鍵盤按照接口原理可分為編碼鍵盤和非編碼鍵盤兩類，這兩類鍵盤的主要區(qū)別是識(shí)別鍵符及給出相應(yīng)鍵碼的方法不同。 (3) 按鍵結(jié)構(gòu)與特點(diǎn) 微機(jī)鍵盤通常使用機(jī)械觸點(diǎn)式按鍵開(kāi)關(guān)，其主要功能是把機(jī)械上的通斷轉(zhuǎn)換成為電氣上的邏輯關(guān)系。在觸點(diǎn)抖動(dòng)期間檢測(cè)按鍵的通與斷狀態(tài)，可能導(dǎo)致判斷出錯(cuò)。在檢測(cè)到有按鍵按下時(shí)，執(zhí)行一個(gè) 10ms～ 20ms 左右的延時(shí)程序后，再確認(rèn)該鍵電平是否仍保持閉合狀態(tài)電平，若仍保持閉合狀態(tài)電平，則確認(rèn)該鍵處于閉合狀態(tài)；同理，在檢測(cè)到該鍵釋放后，也應(yīng)采用相同的步驟進(jìn)行確認(rèn)，從而可消除抖動(dòng)的影響。 矩陣鍵盤和單片機(jī)管腳連接（表 .）和電路圖（圖 ） 為行線 , 為列線 .[8] 圖 2..7 4*4 矩陣 鍵盤 顯示電路的設(shè)計(jì) 顯示器是最常用的輸出設(shè)備，其種類繁多，但在單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中最常用的是發(fā)光二極管顯示器（ LED）和液晶顯示器（ LCD）兩種。 最常見(jiàn)的就是 TFT 類型的，它是由光源，液晶光柵，和 控制芯片組成，他的光源是常亮的白色強(qiáng)光，當(dāng)光線通過(guò)液晶光柵（液晶屏）的時(shí)候，通過(guò)電壓改變液晶顆粒濾光方向，從而改變每個(gè)點(diǎn)的顏色和強(qiáng)度來(lái)顯示圖案。段式與數(shù)碼管類似，行點(diǎn)陣式一般是英文字 符，全點(diǎn)陣式可顯示任何信息， 如漢字、圖形、圖表等。 （ 3）二極管耗電大，液晶耗電小。 . 1602 液晶的主要參數(shù)： 顯示容量： 162 個(gè)字符 芯片工作電壓： ～ 工作電流： () 模塊最佳工作電壓： 1602 的管腳示意圖 ： 圖 1602管腳 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2章系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 13 圖 1602 實(shí)物圖 1602 一個(gè)很重要的端口 VEE， 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 歐 的電位器調(diào)整 其顯示的 對(duì)比度。 LCD_RW 連接 。 圖 LCD 顯示電路 報(bào)警電路 蜂鳴器有兩類 3大品種。接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號(hào)通過(guò)電磁線圈，使得電磁線圈產(chǎn)生了一個(gè)磁場(chǎng)。當(dāng) 口輸出低電平時(shí)，二極管 D1 導(dǎo)通發(fā)光，表示開(kāi)鎖；當(dāng)二極管輸出高電平時(shí)，二極管不能導(dǎo)通也就是說(shuō)二極管不發(fā)光，表示上鎖。 圖 編程軟件工作界面 我們寫(xiě)的匯編語(yǔ)言源程序要變?yōu)?CPU 可以執(zhí)行的機(jī)器碼有兩種方法，一種是手工匯編，另一種是機(jī)器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。掌握這一軟件的使用對(duì)于使用 51 系列單片機(jī)的愛(ài)好者來(lái)說(shuō)是十分必要的，如果你使用 C語(yǔ)言編程，那么 Keil 幾乎就是你的最好的選擇之一，即使不使用 C 語(yǔ)言而僅用匯編語(yǔ)言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強(qiáng)大的軟件仿真調(diào)其試工具也會(huì)令你事半功倍。匯編程序通常由三部分組成：指令、偽指令和宏指令。高級(jí)語(yǔ)言所編制的程序不能直接被計(jì)算機(jī)識(shí)別，必須經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換才能被執(zhí)行。它可以作為工作系統(tǒng)設(shè)計(jì)語(yǔ)言，編寫(xiě)系統(tǒng) 應(yīng)用程序 ，也可以作為應(yīng)用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，編寫(xiě)不依賴計(jì)算機(jī)硬件的應(yīng)用程序。 C 語(yǔ)言可以像匯編語(yǔ)言一樣對(duì) 位 、 字節(jié) 和 地址 進(jìn)行操作，而這三者是計(jì)算機(jī)最基本的工作單元。靈活使用各種運(yùn)算符可以實(shí)現(xiàn)在其它高級(jí)語(yǔ)言中難以實(shí)現(xiàn)的運(yùn)算。另外 C 語(yǔ)言具有強(qiáng)大的圖形功能，支持多種 顯示器 和驅(qū)動(dòng)器。 而 且 要使程序最簡(jiǎn)化，通俗易懂。當(dāng)有按鍵按下時(shí)，可以從 P1 口的高四位讀取端口低電平狀態(tài)來(lái) 確 定列數(shù)；在確定有按鍵按下后， P1 口的高四位輸入高電平，低四位輸入 3個(gè)高電平和 1 個(gè)電平，通過(guò)編程使 3高 1低在低四位端口中循環(huán)，當(dāng) P1 口的高四位中出現(xiàn)低電平時(shí)就可以確定行數(shù)。將用上述方法得到的 16個(gè)LCD 液晶初始化 開(kāi)始 程序 LCD 顯示初始化 密碼設(shè)定值 鍵盤掃描 小于六 位無(wú)效 輸入密碼六 位 大于六位 清零 屏幕顯示全為 * 密碼驗(yàn)證 密碼重置 讀 24C02 密碼值 鍵盤上被選擇的值 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 3章軟件設(shè)計(jì) 20 按鍵的特征編碼按 表 排列的順序排成一張?zhí)卣骶幋a與順序編碼的對(duì)應(yīng)關(guān)系表，然后用當(dāng)前讀得的特征編碼 來(lái)查表，當(dāng)表中有該特征編碼時(shí)，它所在的位置就是對(duì)應(yīng)的順序編碼。 P1=0xf0。 if((P1amp。 //精確定位 while(i4) { if((P1amp。 //已定位后提前退出 } else { i++。0xf0)!=0xf0)。因?yàn)?1602 識(shí)別的是 ASCII 碼，試驗(yàn)可以用 ASCII 碼直接賦值，在單片機(jī)編程中還可以用字符型常量或變量賦值，如 ‘A’ 。x0。 } //寫(xiě)指令 write_1602(uchar )； //****液晶寫(xiě)入指令函數(shù) **** { lcd1602_rs=0； //數(shù)據(jù) /指令選擇置為指令 lcd1602_rw=0。 //拉高使能端，為制造有效的下降沿做準(zhǔn)備 delay(1)。 //讀寫(xiě)選擇置為寫(xiě) P0=dat //送入數(shù)據(jù) delay(1)。 //en 由高變低，產(chǎn)生下降沿，液晶執(zhí)行命令 } //初始化 void lcd_init(void) { write_1602(0x38)。 //清顯示 }//=========================================================== 密碼比較和報(bào)警程序 密碼比較和報(bào)警程序也是本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn) ， 下圖（圖 ）是此程序的詳細(xì)設(shè)計(jì)流程圖。 break。 break。 break。break。 break。 break。i16。 { OneAlam()。 for(j=0。*39。 } else //輸入數(shù)據(jù)位數(shù)大于 6后，忽略輸入 { N=6。 RdFromROM(CurrentPassword,0,6)。 } else { ErrorCont++。i++) { write_1602dat(Error[i])。 //開(kāi)啟定時(shí) key_disable=1。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 3章軟件設(shè)計(jì) 25 if(CorrectCont==1) //正確輸入計(jì)數(shù)，當(dāng)只有一次正確輸入時(shí)，開(kāi)鎖， { //DisplayListChar(0,1,LockOpen)。j++) { write_1602dat(LockOpen[j])。 //置正確標(biāo)志位 TR0=1。j++) //將輸入清除 { InputData[i]=0。j16。 //允許重置密碼輸入 CorrectCont=0。 Proteus 組合了高級(jí)原理布圖、混合模式 SPICE 仿真 ,PCB 設(shè)計(jì)以及自動(dòng)布線來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的電子設(shè)計(jì)系統(tǒng)。 其功能模塊 :是 — 個(gè)易用而又功能強(qiáng)大的 ISIS 原理布圖工具； PROSPICE 混合模型 SPICE 仿真 。 Proteus 與其它單片機(jī)仿真軟件不同的是，它不僅能仿真單片機(jī) CPU 的工作情況，也能仿真單片機(jī)外圍電路或沒(méi)有單片機(jī)參與的其它電路的工作情況。 圖 proteus 的操作界面 仿真過(guò)程 1) 建立，保存設(shè)計(jì)文件并設(shè)置圖紙的大小。 單擊選擇元件按鈕，再單擊 “P” 按鈕，則 會(huì)跳出元器件選擇框。 5) 連接電路，根據(jù)電路的設(shè)計(jì)，連接好電路然后進(jìn)行電氣檢測(cè)。同時(shí)在菜單 Source 中也出現(xiàn)了源程序文件 。 8) 匯編生成目標(biāo)代碼文件。 。 單擊仿 真按鈕中的按鍵，啟動(dòng)仿真，可以實(shí)時(shí)操作密碼鎖， 觀察是否達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，依次按下 0、 0、 0、 0、 0、 0， 密碼輸入界面為圖 。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了密碼位數(shù)顯示、報(bào)警、設(shè)定新密碼等功能，基本達(dá)到了預(yù)期的效果，實(shí)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)中所要求的功能。在顯示電路上我用 LCD1602液晶代替 LED 數(shù)碼管來(lái)實(shí)現(xiàn)顯示的功能，這不僅顯示更加清晰明了，而起最多能同時(shí)顯示 32個(gè)數(shù)據(jù)，同時(shí)還減少電路的連線。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 參考文獻(xiàn) 31 參考文獻(xiàn) [1] 潘松，王國(guó)棟． VHDL 實(shí)用教程 [M]．電子科技大學(xué)出版社． 2021