【正文】 開鎖原理： 圖 49 開鎖原理 電路總體構(gòu)成 在確定了選用什么型號(hào)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、復(fù)位部分、晶振部分、顯示部分、報(bào)警部分、開鎖部分組成，根據(jù)實(shí)際情況鍵盤輸入部分選擇 4*4 矩陣鍵盤，顯示 部分選擇LCD1602 液晶顯示屏來完成。電容取值為 33pF。 R11 的作用在于限制按鍵按下瞬間電容 C1 的放電電流，避免產(chǎn)生火花，以保護(hù)按鍵觸電 。增加手動(dòng)復(fù)位按鍵是為了避免死機(jī)時(shí)無法可靠復(fù)位 。在復(fù)位期間（即 RST 為高電平期間） ， P0 口為高組態(tài)， P1－ P3 口輸出高電平；外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào) PSEN 無效。鍵盤的每個(gè)按鍵功能在程序設(shè)計(jì)中設(shè)置 。使用三端穩(wěn)壓器時(shí)要根據(jù)輸出電流的大小選擇加散熱器，否則會(huì)由于過熱而無法工作到額定電流。 圖 41 組成原理 電源輸入電路 三端集成穩(wěn)壓器 LM7805 和 LM7905 是作為固定輸出電壓的典型應(yīng)用。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)。 LCD1602 簡(jiǎn)介 1） 1602 功能介紹 1602 液晶也叫 1602 字符型液晶它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊它有若干個(gè) 5X7 或者 5X11 等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符。 MCS51 單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反向放大器，引腳 XTAL1 和 XTAL2 分別是此放大電器的輸入端和輸出端，由于采用內(nèi)部方式時(shí)，電路簡(jiǎn)單，所得的時(shí)鐘信號(hào)比較穩(wěn)定，實(shí)際使用中常采用這種方式，外接晶體振蕩器 (簡(jiǎn)稱晶振 )或陶瓷諧振器就構(gòu)成了內(nèi)部振蕩方式，片內(nèi)高增益反向放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起可構(gòu)成一個(gè)自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時(shí)鐘脈沖 。其產(chǎn)品一般用金屬外殼封裝，也有用玻璃殼、陶瓷或塑料封裝的。石英晶體振蕩器廣泛地應(yīng)用在電視機(jī)、影碟機(jī)、錄像機(jī)、無線通訊設(shè)備、電子鐘表、單片機(jī)、數(shù)字儀器儀表等電子設(shè)備中。如果需要對(duì)這兩種音頻同時(shí)支持的話，聲卡就需要有兩顆晶振 。 值得強(qiáng)調(diào)的是， P3 口的每一條引腳均可獨(dú)立定義為第一功能的輸入輸出或第二功能。 ④ P3 口（ 10 腳至 17 腳）：是準(zhǔn)雙向 8 位 I/O 口，在 MSS51 中，這 8 個(gè)引腳還用于專門功能，是復(fù)用雙功能口。 ③ P2 口（ 21 腳至 28 腳）：是準(zhǔn)雙向 8 位 I/O 口。由于這種接口輸出沒有高阻狀態(tài)，輸入也不能鎖存，故不是真正的雙向 I/O 口。當(dāng) EA 為低電平時(shí)，則訪問外部程序存儲(chǔ)器。在從外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）期間； PSEN 在每個(gè)機(jī)器周期內(nèi)兩次有效。但要注意，每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè) ALE 脈沖。 在 VSS 掉電期間，此引腳可接上備用電源，由 Vpd 向內(nèi)部 RAM 提供備用電源，以保持內(nèi)部 RAM 中的數(shù)據(jù)。 對(duì)于 EPROM 型的單片機(jī)（如 8751） ，在 EPROM 編程期間，此引腳也用于施加21V 的編程電源（ VPP）。 PSEN 同樣可以驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出） 8 個(gè) LS 型的 TTL 輸入。 對(duì)于 EPROM 單片機(jī)（如 8751），在 EPROM 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖（ PROG）。即使不訪問外部存儲(chǔ)器 ， ALE 端仍以不變的頻率周期性地出現(xiàn)正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。 VSS 掉電期間，此引腳可接上備用電源，以保證內(nèi)部 RAM 的數(shù)據(jù)不丟失。在單片機(jī)內(nèi)部，接至上述振蕩器的反相放大器的輸出端。 外接晶體引腳 XTAL1 和 XTAL2 XTAL1（ 19 腳）接外 部晶體的一個(gè)引腳。 6 個(gè)中斷源 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 8K 字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 5 該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。當(dāng)用戶需要開鎖時(shí)，先按鍵盤開鎖鍵之后按鍵盤的數(shù)字鍵 0－ 9 輸入密碼。一般來說在選取單片機(jī)時(shí)從下面幾個(gè)方面考慮：性能、存儲(chǔ)器、運(yùn)行速度、 I/O 口、定時(shí) /計(jì)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(jí)、工作溫度范圍、有沒有低電壓檢測(cè)功能、單片機(jī)內(nèi)有無時(shí)鐘振蕩器、有無上電復(fù)位功能等。但這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是針對(duì)特定有效卡、指紋或聲音有效，且不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，只能適用于保密要求高且供個(gè)人使用的箱、柜、房間等。 針對(duì)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(duì) 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(yùn)而生。 5) 使用靈活性好，不像機(jī)械鎖必須佩帶鑰匙才能開鎖。隨機(jī)開鎖成功率幾乎為零。它的種類很多，有簡(jiǎn)易的電路產(chǎn)品，也有基于芯片的性價(jià)比較高的產(chǎn)品。 其性能和安全性已大大超過了機(jī)械鎖，特點(diǎn)有保密性好 ,編碼量多 ,遠(yuǎn) 遠(yuǎn)大于彈子鎖，隨機(jī)開鎖成功率幾乎為零；密碼可變， 用戶可以經(jīng)常更改密碼，防止密碼被盜，同時(shí)也可以避免因人員的更替而使鎖的密級(jí)下降；誤碼輸入保護(hù)。 從經(jīng)濟(jì)實(shí)用角度出發(fā)，采用 51 系列單片機(jī)，設(shè)計(jì)一款可更改密碼， LCD1602顯示 ,具有報(bào)警功能，該電子密碼鎖體積小，易于開發(fā)，成本較低，安全性高，能將其存儲(chǔ)的現(xiàn)場(chǎng)歷史數(shù)據(jù)及時(shí)上報(bào)給上位機(jī)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)控，方便管理人員及時(shí)分析和處理數(shù)據(jù)。 1 緒論 ????????????????????????????? 1 電子密碼鎖的發(fā)展趨勢(shì) ????????????????????????? 1 2 設(shè)計(jì)方案 ???????????????????????????????? 3 3 主要元器件 ??????????????????????????????? 4 主控芯片 STC89C52??????????????????????????? 4 晶體振蕩器 ???????????????????????????? ?? 8 LCD 顯示密碼模塊的設(shè)計(jì) ???????????????????????? 9 LCD1602 簡(jiǎn)介 ??????????????????????????? 9 LCD1602 液晶顯示模塊與單片機(jī)連接電路 ??????????????? 11 4 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) ????????????????????????????? 12 設(shè)計(jì)原理 ??????????????????????????????? 12 電源輸入電路 ????????? ???????????????????? 12 矩陣鍵盤 ??????????????????????????????? 13 復(fù)位電路 ??????????????????????????????? 14 晶振電路 ??????????????????????????????? 14 報(bào)警電路 ??????????????????????????????? 15 顯示電路 ??????????????????????????????? 15 開 鎖電路 ??????????????????????????????? 16 電路總體構(gòu)成 ????????????????????????????? 16 5 軟件程序設(shè)計(jì) ????????????????????????????? 18 主程序流程介紹 ???????????????????????????? 18 鍵盤模塊流程圖 ???????????????????????????? 19 顯示模塊流程圖 ???????????????????????????? 21 修改密碼流程圖 ???????????????????????????? 22 開鎖和報(bào)警模塊流程圖 ???????????????????????? 23 6 電子密碼鎖的系統(tǒng)調(diào)試及仿真 ????????????????????? 25 ???????????????????????? 25 ?????????????????????????? 25 ?????????????????????? ??????? 25 仿真結(jié)果分 ???????????????????????????? 26 仿真全圖 ??????????????????????????????? 28 7 結(jié)論 ?????????????????????????????????? 29 參考文獻(xiàn) ????????????????????????????????? 30 附錄： ??????????????????????????????????? 31 1 1 緒論 電子密碼鎖是一種通過密碼輸入來控制電路或是芯片工作，從而控制機(jī)械開關(guān)的閉合，完成開鎖、閉鎖任務(wù)的電子產(chǎn)品。其特點(diǎn)如下： 1) 保密性好 ， 編碼量多 ， 遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于彈子鎖。 4) 無活動(dòng)零件，不會(huì)磨損，壽命長(zhǎng)。 目前門鎖主要用彈子鎖，其鑰匙容易丟失；保險(xiǎn)箱主要用機(jī)械密碼鎖，其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，制造精度要求高，成本高，且易出現(xiàn)故障， 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。 出于安全、方便等方面的需要許多電子密碼鎖已相繼問世。 3 2 設(shè)計(jì)方案 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(hào)都有其一定的應(yīng)用環(huán)境，因此在選用時(shí)要多加比較，合理選擇，以期獲得最佳的性價(jià)比。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 LCD1602 液晶顯示屏用于顯示作用。 4 3 主要元器件 主控芯片 STC89C52 1） STC89C52 單片機(jī) 的 主要特性如下： Stc89c52 是一種帶 8K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（ FPEROM— Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓， 高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。與 MCS51 兼容 全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz 兩個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 2） STC89C52RC 引腳功能說明 ： 主電源引腳 VSS和 VSS STC89C52 芯片引腳圖 VSS—— （ 40 腳）接 +5V 電壓； VSS—— （ 20 腳）接地。 XTAL2（ 18 腳）接外晶體的另一端。推薦在此引腳與 VSS 引腳之間連接一個(gè)約 的下拉電阻，與 VSS引腳之間連接一個(gè)約 10μ F 的電容，以保證可靠地復(fù)位。 ② ALE/PROG（ 30 腳）：當(dāng)訪問外部存貯器時(shí)， ALE（允許地址鎖存）的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。 ALE 端可以驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 8 個(gè) LS 型的 TTL 輸入電路。但在此期間，每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 器時(shí)，這兩次有效的 PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。對(duì)于常用的 8031 來說，無內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，所以 EA 腳須常接地，這樣才能只選擇外部程序存儲(chǔ)器。在此引腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器同期的高電平（由低到高跳變），將使單片機(jī)復(fù)位。因此，它可用作對(duì)外輸出的