【正文】 理中。 而且由于人們對(duì)數(shù)字密碼鎖還沒(méi)有完全的認(rèn)識(shí)，同時(shí)其價(jià)錢(qián)較普通彈子鎖貴，應(yīng)用較少。由于電子鎖的功能、安全是彈子鎖無(wú)法相比的，因此，發(fā)展前景是非常大的。 由于數(shù)字、字符、圖形圖像、人體生物特征和時(shí)間等要素均可成為鑰匙的電子信息，組合使用這些信息能夠使電子密碼鎖獲得高度的保密性 。 設(shè)計(jì)制作一個(gè)數(shù)字密碼鎖，替代傳統(tǒng)的機(jī)械鎖。 ④ 時(shí)鐘復(fù)位電路、密碼復(fù)位電路設(shè)計(jì)。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 數(shù)字密碼鎖總體設(shè)計(jì) 3 2 數(shù)字密碼鎖總體設(shè)計(jì) 系統(tǒng)方案論證 隨著電子產(chǎn)品向智能化和微型化的不斷發(fā)展，數(shù)字密碼鎖的種類(lèi)也不斷增多，本節(jié)主要討論了目前較為常見(jiàn)的數(shù)字密碼鎖，有采用數(shù)字電路為控制核心和采用以單片機(jī)為控制核心的兩種數(shù)字密碼鎖。 密碼修改電路 鍵盤(pán)輸入 密碼校驗(yàn)電路 開(kāi)鎖電路 執(zhí)行電路 限時(shí)報(bào)警 報(bào)警次數(shù)檢測(cè) 鎖定 5 分鐘 市電供電 電路 電子切換開(kāi)關(guān) 蓄電池 斷電檢測(cè) 充電電路 鎖定 脈沖 清除報(bào)警信號(hào) 開(kāi)始計(jì)時(shí) 電源 VCC 220V 開(kāi)門(mén) 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 數(shù)字密碼鎖總體設(shè)計(jì) 4 密碼鎖電路包含：鍵盤(pán)輸入、密碼修改、密碼檢測(cè)、開(kāi)鎖電路、執(zhí)行電路、報(bào)警電路、鍵盤(pán)輸入次數(shù)鎖定電路。 由于單片機(jī)種類(lèi)繁多，因此在選用時(shí)要多加比較合理選擇，以期獲得最佳的性?xún)r(jià)比。 基于以上因素本設(shè)計(jì)選用單片機(jī) AT89C51 作為本設(shè)計(jì)的核心元件，利用單片機(jī)靈活的編程設(shè)計(jì)和豐富的 I/O端口，及其控制的準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)基本的密碼鎖功能。當(dāng)用戶(hù)需要修改密碼時(shí)，先按下鍵盤(pán)設(shè)置鍵后輸入原來(lái)的密碼，只有當(dāng)輸入的原密碼正確后才能設(shè)置新密碼。 用戶(hù)通過(guò)矩陣鍵盤(pán)輸入密碼，后經(jīng)過(guò)單片機(jī)對(duì)用戶(hù)輸入的密碼與自己保存的密碼進(jìn)行對(duì)比，從而判斷密碼是否正確，然后控制引腳的高低電平傳到開(kāi)鎖電路或者報(bào)警電路控制開(kāi)鎖還是報(bào)警。 AT89C51 單片機(jī) 顯示電路 報(bào)警電路 開(kāi)鎖電路 鍵盤(pán)輸入 密碼輸入 復(fù)位電路 晶振電路 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 6 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 主要元器件介紹 數(shù)字密碼鎖硬件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)開(kāi)鎖，上鎖，密碼修改，報(bào)警等功能所需硬件主要有：主控芯片 AT89C5繼電器、存儲(chǔ)芯片 AT24C0 LCD1602 顯示器，矩陣鍵盤(pán)模塊等。由于將多功能 8位 CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器。 P0口： P0口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開(kāi)路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL門(mén)電流。 P1口： P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門(mén)電流。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 P2口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 P3口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示： 口管腳 備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時(shí)器 0 外部輸入） T1（記時(shí)器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。 /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。注意加密方式 1 時(shí)， /EA將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 振蕩器特性 : XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。有余輸入至內(nèi)部 時(shí)鐘信號(hào) 要通過(guò)一個(gè)二分河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 9 頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。廣泛應(yīng)用于電力保護(hù)、 自動(dòng)化 、運(yùn)動(dòng)、遙控、測(cè)量和通信等裝置中。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。而且他是采用了 I2C總線式進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫(xiě)的串行器件，占用很少的資源和 I/O線，并且支持在線編程，進(jìn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的存取十分方便。主機(jī)產(chǎn)生串行時(shí)鐘信號(hào) (通過(guò) SCL引腳 )并發(fā)出控制字，控制總線的傳送方向，并產(chǎn)生開(kāi)始和停止的條件。字符型顯 示器把 LCD控制器、點(diǎn)陣驅(qū)動(dòng)器、字符存儲(chǔ)器等做在一塊板子上，再與液晶屏一起組成一個(gè)顯示模塊。如果 LCD 正忙于處理其他指令，就等待；如果不忙，再執(zhí)行寫(xiě)指令。在矩陣式鍵盤(pán)中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過(guò)一個(gè)按鍵加以連接。這樣，當(dāng)按鍵沒(méi)有按下時(shí)，所有的輸入端都是高電平，代表無(wú)鍵按下。該電路以穩(wěn)壓集成模塊 7805 為核心，先將家用50Hz、 220V 交流電經(jīng)過(guò)變壓器變壓，在經(jīng)過(guò) 4個(gè)二極管全波整流，配合濾波電路即可轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的可供單片機(jī)使用的 5V直流電壓。本設(shè)計(jì)中使用的這個(gè) 4*4鍵盤(pán)不但能完成密碼的輸入還能作特別功能鍵使用，比如未定義B 上鎖84E 清除所有A 開(kāi)鎖73C 修改密碼951D 保存密碼1062P 24P 25P 26P 27P 20 P 21 P 22 P 23P [ 20 ..2 7]河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 14 清空顯示功能等。 結(jié)束信號(hào)： SCL（時(shí)鐘線）為高電平期間， SDA（數(shù)據(jù)線）從高電平向低電平跳變，結(jié)束傳送數(shù)據(jù)。AT24C02 的控制字由 8位二進(jìn)制數(shù)構(gòu)成，在開(kāi)始信號(hào)發(fā)出以后，主機(jī)便會(huì)發(fā)出控制字，以選擇從機(jī)并控制總線傳送的方向。當(dāng)按下關(guān)閉電源鍵后顯示器才處于關(guān)閉狀態(tài)。通過(guò) LCD 顯示屏，可以清楚的判斷出鎖所處的狀態(tài)。用戶(hù)通過(guò)鍵盤(pán)任意設(shè)置密碼，并儲(chǔ)存在 EEPROM 中作為鎖碼指令。完成本次開(kāi)鎖。當(dāng)有按鍵被按下時(shí)，即進(jìn)入鍵盤(pán)掃描程序，確定所要執(zhí)行的操作。當(dāng)繼電器吸臺(tái)以后帶動(dòng)鎖桿伸縮，這時(shí)，鎖勾在彈簧的作用下彈起，完成本次開(kāi)鎖。 //將 P2 口高四位設(shè)為低電平，低四位設(shè)置為高電平 delayms(5)。 case 2:keynum=1。 case 8:keynum=3。 //翻轉(zhuǎn) P2口電位，此時(shí)高四位為高電平，第四位為低電平； delayms(5)。break。break。 } 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 22 delayms(600)。 //寫(xiě)指令 for(i=0。 //lcden 置低電平 (根據(jù)表 ，寫(xiě)指令時(shí)， lcden 為高脈沖， 就是 讓 lcden 從 0到 1發(fā)生正跳變，所以應(yīng)先置 0 write_(0x38)。 //清屏幕指令，將以前的顯示內(nèi)容清除 write_(0x80)。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 23 for(k=0。 } if (flag==6) //如果每一位都相同，則進(jìn)入開(kāi)鎖程序 { flag=0。 clk=0。 j=0。 clk=1。 write_(0xcf)。 m=0。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。在編譯方面，它也支持 ISR、 Keil 和 Mtlab 等多種 編譯器 。前者可在相當(dāng)程度上得到實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)的效果，后者則是實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)難以達(dá)到的效果。由于 PROTEUS 提供了實(shí)驗(yàn)室無(wú)法相比的大量的元器件庫(kù)，提供了修改電路設(shè)計(jì)的靈活性、提供了實(shí)驗(yàn)室在數(shù)量、質(zhì)量上難以相比的虛擬儀器、儀表，因而也提供了培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐精神、創(chuàng)造精神的平臺(tái) 隨著科技的發(fā)展， “ 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù) ” 已成為許多設(shè)計(jì)部門(mén)重要的前期設(shè)計(jì)手段。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 25 系統(tǒng)軟件調(diào)試 本設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件仿真采用 的仿真軟件是英國(guó) Labcenter electronics 公司出版Proteus 軟件。 圖 數(shù)字密碼鎖 Proteus仿真圖 本設(shè)計(jì)中數(shù)字密碼鎖實(shí)現(xiàn)的功能有：開(kāi)鎖、上鎖、修改密碼、保存密碼、清除輸入、輸錯(cuò)提示、鎖定鍵盤(pán)、報(bào)警等功能。 圖 上鎖功能狀態(tài) 修改密碼功能：在開(kāi)鎖狀態(tài)下可以進(jìn)行密碼的修改操作。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 27 （ 1）首次輸入新密碼 （ 2）再次輸入新密碼 （ 3） 新密碼保存 （ 4）兩次輸入密碼不同 圖 功能軟件仿真圖 鎖定鍵盤(pán)功能：當(dāng)密碼輸入次數(shù)超過(guò) 3次，系統(tǒng)會(huì)鎖定鍵盤(pán) 3秒鐘，同時(shí)蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲。 (1) (2) (3) 圖 鎖定鍵盤(pán)功能硬件仿真圖 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 28 清除密碼功能：在輸入數(shù)字鍵過(guò)程中按下清除密碼按鍵，會(huì)將所有輸入的密碼清除。 ② 對(duì) LCD 基板或基 PIN 焊接位置的調(diào)整必須在安裝前完成。 ④ 焊接時(shí)， LCD 基板不應(yīng)長(zhǎng)時(shí)間置于焊錫蒸汽中 。 其他的電子器件焊接須知步驟： ① 準(zhǔn)備焊接 :清潔被焊元件處的積塵及油污 ,再將被焊元器件周?chē)脑骷笥谊魂?,讓電烙鐵頭可以觸到被焊元器件的焊錫處 ,以免烙鐵頭伸向焊接處時(shí)燙壞其他元器件。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 硬件系統(tǒng)制作及調(diào)試 30 ③ 清理焊接面 :若所焊部位焊錫過(guò)多 ,可將烙鐵頭上的焊錫甩掉 (注意不要燙傷皮膚 ,也不要甩到電路板上 ),用光烙錫頭 沾 些焊錫出來(lái)。 ② 焊接 LCD 的相應(yīng)管腳并把 LCD 的管腳單片機(jī)相連接。 ⑥ 焊接其他接口及輔助電路。推斷可能是初始化程序出現(xiàn)問(wèn)題。若輸入錯(cuò)誤，會(huì)提示錯(cuò)誤并記錄錯(cuò)誤次數(shù)（如圖 （ 3）所示）。按下保存鍵后，會(huì)提示再次輸入密碼（如圖 （ 2）所示）。否則繼續(xù)鎖定鍵盤(pán) 3秒鐘。 圖 清除密碼功能河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 總結(jié) 34 總結(jié) 本文詳細(xì) 分析 了 數(shù)字密碼鎖的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 ， 并總結(jié)前