【正文】 .……26 系統(tǒng)測試及結(jié)果分析………………………………………………….………29結(jié)論 …………………………………………………………………………..……36參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………37致謝….…………………………………………………………………………...…38附錄A 系統(tǒng)總電路圖...…...………………………………………………………39附錄B 系統(tǒng)PCB版圖……………………………………………………..…..…..40附錄C 系統(tǒng)元件布局圖……………………………………….……….…..………40附錄D 系統(tǒng)元件清單………………………………………………….…….…......41附錄E 部分源程序清單……………….……….………………….………. .….......42河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院2013屆本科畢業(yè)論文1 緒論隨著科技的不斷發(fā)展，人們越來越重視對具有私密、重要物質(zhì)的場所的安全性，所以具有報(bào)警功能的電子密碼鎖在日常生活中用的越來越多，因此研究與設(shè)計(jì)單片機(jī)為主要控制器的電子密碼鎖具有工程意義和解決日常應(yīng)用需求的價(jià)值。舊社會中，由于科技不發(fā)達(dá)，人們常常用機(jī)械鎖來保護(hù)個(gè)人的財(cái)產(chǎn)，以這種方法來確保它們的安全性。 技術(shù)的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀 電子密碼鎖技術(shù)的發(fā)展歷史電子密碼鎖從電子科技技術(shù)發(fā)展以來經(jīng)歷了由大型到小型、由復(fù)雜到簡單、由原始到智能的發(fā)展經(jīng)歷。指紋密碼鎖設(shè)計(jì)是西門子公司研制的一種指紋感應(yīng)片，這種芯片面積只有130mm，大小和人的指甲蓋差不多，每個(gè)感應(yīng)片有很高的靈敏度和測量精度，如此多的敏感細(xì)致元件完全可以非常詳細(xì)和精準(zhǔn)的將人手上的各種紋路信息拾取下來，將指紋數(shù)據(jù)存于電腦數(shù)據(jù)庫中，這種具有人體特征標(biāo)志的人體密碼不僅可以大大增加了私人財(cái)產(chǎn)的安全性而且其操作簡便、快捷具有很高的可靠性，于是這種指紋人體密碼芯片將逐漸的被用于日常生活中具有重要物質(zhì)的場所和設(shè)備比如銀行、倉庫等。文獻(xiàn)中應(yīng)用矩陣式鍵盤作為密碼輸入，用單片機(jī)的IO口控制鍵盤，通過編寫程序用單片機(jī)對鍵盤進(jìn)行掃描，然后用7段數(shù)碼管顯示系統(tǒng)狀態(tài)和信息、門開門關(guān)提示信息是由LED燈進(jìn)行提示。目前，電子密碼鎖的功能的得到實(shí)現(xiàn)的新方法真是別出心裁，展現(xiàn)科技的發(fā)展和進(jìn)步，比如：IC卡和指紋識別，IC卡密碼鎖設(shè)計(jì)是基于一個(gè)AT24C01A卡進(jìn)行設(shè)計(jì)的，IC卡的核心是EEPROM。而目前，密碼鎖設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的新方法是現(xiàn)在流行的高科技手段來對密碼鎖進(jìn)行更進(jìn)一步的智能化，技術(shù)含量高。第3章主要介紹供5V直流電源設(shè)計(jì)，lcd顯示電路的設(shè)計(jì)等系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計(jì)，這部分工作為畫原理圖和PCB版圖提供能基礎(chǔ)，所以是系統(tǒng)重要的部分。系統(tǒng)在空閑狀態(tài)顯示當(dāng)前時(shí)間并可以對時(shí)間進(jìn)行校準(zhǔn)。，系統(tǒng)將自動切換到顯示時(shí)鐘狀態(tài)。為主要的外圍電路。其內(nèi)部集成的EEPROM是與程序空間分開的，內(nèi)部寄存器和功能描述如下： ISP/IAP相關(guān)寄存器列表名稱地址功能描述D7D6D5D4D3D2D1D0復(fù)位值ISP_DATAE2hFlash數(shù)據(jù)寄存器1111 1111ISP_ADDRHE3hFlash高字節(jié)地址寄存器0000 0000ISP_ADDRLE4hFlash低字節(jié)地址寄存器0000 0000ISP_CMDE5hFlash命令模式寄存器MS2MS1MS0xxxx x000ISP_TRIGE6hFlash命令觸發(fā)寄存器xxxx xxxxISP_CONTRE7hISP/IAP 控制寄存器ISPENSWBSSWRSTWT2WT1WT0000x x000ISP_DATA：ISP/IAP操作時(shí)的數(shù)據(jù)寄存器。ISP_CMD：ISP/IAP操作時(shí)的命令模式寄存器，須命令觸發(fā)寄存器觸發(fā)方可生效。在ISPEN()=1時(shí)，對ISP_TRIG 先寫入46h，再寫入B9h，ISP/IAP命令才會生效。 數(shù)據(jù)控制控制器內(nèi)部設(shè)有一個(gè)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。 寫指令38H：顯示模式設(shè)置第二次216。 寫指令38H：顯示模式設(shè)置第四次216。 延時(shí)3ms216。 本章小結(jié)根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求和系統(tǒng)中所用到的元件的原理特征，確定了設(shè)計(jì)的總體方案即：以STC89C52為主控制器，SMC1602A液晶顯示為提示器件，矩陣鍵盤為輸入器件，蜂鳴器為報(bào)警器件，STC89C52內(nèi)部的EEPROM為存儲數(shù)據(jù)器件，LED燈為指示器件，MAX232和上位機(jī)實(shí)現(xiàn)異步通信的器件等。 電源指示燈電路 密碼輸入狀態(tài)指示電路設(shè)計(jì)，LED1亮表示當(dāng)前密碼輸入錯(cuò)誤；，LED2亮表示當(dāng)前密碼輸入正確，LEDLED2全亮表示系統(tǒng)在修改密碼狀態(tài)。 矩陣鍵盤電路 獨(dú)立式功能鍵以下三個(gè)獨(dú)立按鍵是密碼鎖的功能鍵，；；。 主程序設(shè)計(jì)流程主程序流程圖如下圖所示：開始 初始化顯示時(shí)鐘調(diào)用設(shè)置時(shí)鐘函數(shù)是否設(shè)置時(shí)鐘？Y N是否修改密碼？調(diào)用修改密碼函數(shù)下？YN是否輸入密碼？調(diào)用輸入密碼函數(shù)是否輸錯(cuò)到3次？調(diào)用報(bào)警函數(shù)YYNN是否一鍵還原？調(diào)用密碼還原函數(shù)YN 系統(tǒng)主程序流程圖系統(tǒng)上電后，系統(tǒng)將對硬件中的寄存器進(jìn)行初始化設(shè)置，初始化的寄存器主要是初始化單片機(jī)的內(nèi)部定時(shí)器用哪個(gè)定時(shí)器就要使能該定時(shí)器然后設(shè)置它的定時(shí)初值；初始化液晶，主要是初始化lcd的顯示方式等；初始化單片機(jī)的IO端口等。 鍵盤掃描設(shè)計(jì)流程鍵盤掃描程序流程圖如下圖所示：開始 初始化P1口矩陣鍵盤按下？按鍵序號賦給一變量Y將該變量傳給主程序N進(jìn)入修改密碼狀態(tài)密碼鍵按下？YN返回改密健按下？進(jìn)入修改密碼狀態(tài)YN 鍵盤掃描程序流程圖當(dāng)系統(tǒng)用到鍵盤時(shí)就要對鍵盤進(jìn)行掃描。這時(shí)按一下對應(yīng)的功能鍵就能進(jìn)入想要進(jìn)入的狀態(tài)。 報(bào)警程序設(shè)計(jì)流程報(bào)警程序流程圖如下圖所示：開始設(shè)置報(bào)警聲的頻率控制蜂鳴器驅(qū)動電路 報(bào)警10次返回 報(bào)警程序流程圖在報(bào)警函數(shù)主要設(shè)置了報(bào)警聲音的頻率，當(dāng)報(bào)警條件滿足時(shí)，系統(tǒng)將由蜂鳴器進(jìn)行十次報(bào)警。 控制EEPROM程序設(shè)計(jì)流程EEPROM操作(讀、寫、擦除)程序流程圖如下圖所示：開始 讀操作 將0賦值給IAP_DATA打開IAP功能設(shè)置控制方式為讀設(shè)置目標(biāo)地址的高八位設(shè)置目標(biāo)地址的第八位關(guān)閉中斷EA=0送命令字5A送命令字B9打開中斷EA=1將讀到的值返給主程序結(jié)束 對EEPROM進(jìn)行讀操作流程圖 寫操作開始 打開IAP功能設(shè)置控制方式為寫設(shè)置目標(biāo)地址的高八位設(shè)置目標(biāo)地址的低八位將值放到DATA寄存器關(guān)閉中斷EA=0送命令字5A送命令字B9打開中斷EA=1結(jié)束 對EEPROM進(jìn)行讀操作流程圖 擦除操作開始打開IAP功能設(shè)置控制方式為擦除 設(shè)置目標(biāo)地址的高八位設(shè)置目標(biāo)地址的低八位關(guān)閉中斷EA=0送命令字5A送命令字B9打開中斷EA=1結(jié)束 對EEPROM進(jìn)行擦除操作流程圖 本章小結(jié)本章介紹的主要是基于硬件平臺的軟件的流程，通過keil uvision3軟件的編程來實(shí)現(xiàn)畢業(yè)任務(wù)書中要求的各個(gè)功能。仿真運(yùn)行結(jié)果沒什么問題，可以滿足設(shè)計(jì)要求。調(diào)試過程很重要，因?yàn)樵诖a編寫的過程中，調(diào)試能夠清楚的了解程序運(yùn)行的順序和各個(gè)函數(shù)之間的調(diào)用情況，更重要的是調(diào)試能夠幫助找到程序中遇到的不可理解的錯(cuò)誤。如果軟件與硬件調(diào)試都沒什么問題的話，應(yīng)用STC系列單片機(jī)的程序下載工具，將軟件編寫好后生成的hex文件拷貝到單片機(jī)內(nèi)部，然后按復(fù)位鍵，開始測試系統(tǒng)的各項(xiàng)功能。測試結(jié)果如下圖所示： 液晶顯示屏的提示功能 測試系統(tǒng)在空閑狀態(tài)顯示時(shí)間并校對時(shí)間功能。測試結(jié)果如下圖所示： 輸入密碼狀態(tài)輸入密碼后結(jié)果為： 輸入6位密碼按確認(rèn)鍵后：如果密碼輸入正確結(jié)果提示信息為：hello 請關(guān)門；密碼輸入正確綠燈亮表示輸入密碼正確。測試結(jié)果如下圖所示： 修改密碼狀態(tài)輸入密碼鎖系統(tǒng)的6位密碼正確則進(jìn)入修改密碼狀態(tài)，密碼正確后要求設(shè)置新密碼，當(dāng)按了確定鍵后新密碼設(shè)置成功。測試結(jié)果如下圖所示： 30秒到狀態(tài)切換功能 測試一鍵