【正文】 4 4 matrix keyboard。51系列單片機由于具有可靠性好，以及擴展控制功能強等優(yōu)點，成為國內目前應用最廣泛的一種8為單片機之一。隨著科學技術的不斷發(fā)展，人們對日常生活中的安全保險器件的要求越來越高。隨著大規(guī)模集成電路技術的發(fā)展，特別是單片機的問世，出現了帶微處理器的智能密碼鎖，它除具有電子密碼鎖的功能外，還引入了智能化管理、專家分析系統(tǒng)等功能，從而使密碼鎖具有很高的安全性、可靠性，應用日益廣泛。加上其成本較高，一定程度上限制了這類產品的普及和推廣。目前國內，大部分人使用的還是傳統(tǒng)的機械鎖。為何彈子鎖的“互開率”會如此之高？據有關專家人士剖析，彈子鎖質量好壞主要取決于彈子數量的多少以及彈子的大小，而彈子的多少和大小受一定條件的限制。電子鎖的發(fā)明思路，源自古代發(fā)明的自動機械，例如古希臘數學家赫倫的液壓自動門，中國古代諸葛亮的木牛流馬，它們以重力或蒸汽壓力驅動，最廣泛的用途乃是用在古代墓道的地下機關?，F在應用較廣的電子密碼鎖是以芯片為核心，通過編程來實現的。用戶可以經常更改密碼，防止密碼被盜，同時也可以避免因人員更替而使鎖的保密級下降。從目前的技術水平和市場認可程度看，使用最為廣泛的是鍵盤式電子密碼鎖，該產品主要應用于保險箱、保險柜和金庫，還有一部分應用于保管箱和運鈔車。因此，為了發(fā)揚優(yōu)點、克服弱點，鍵盤式電子密碼也在不斷發(fā)展中，如“任意設定密碼”技術使得被授權人可以根據自己的需要或喜好設定密碼，常用常新；而“自動更改密碼”技術使得本次輸入的密碼將自動更改成下次應輸入的密碼，更改的規(guī)律不為他人所知，因而不怕旁觀者窺測；獨出心裁的“鍵盤亂序顯示”技術使得鍵盤上的固定鍵位每次顯示出的字符不固定，并且顯示的窄小角度只能由操作者正面看得到，因而即使旁觀者看見操作動作也難以窺測出密碼；“多重密碼設定”技術使得單組密碼不一定有效，適合多人分權使用，需要輸入兩組以上的密碼才被認可，大大提高了保密性，如果限定輸入這些密碼的先后順序或時間區(qū)段，則保密性還可提高。廣義上講，金融業(yè)的“授權”主要包括以下三種層次的內容：授予保管權，如使用保管箱、保險箱和保險柜；授予出入權，如出入金庫、運鈔車和保管室；授予流通權，如自動存取款。 當然，以上所說的授權技術再高超，都必須由精良的“鎖具”擔當承載結構部件，實現開啟、閉鎖的功能，而且承擔實體防護作用，抵抗住或盡量延遲破壞行為，讓電子防盜鎖“軟、硬不吃”。報警的前提是具備探測功能，根據電子防盜鎖的使用場所和防護要求，可選擇多種多樣的探測手段。第二章 硬件電路設計及實現本次設計使用ATMEL公司的AT89C51實現一基于單片機的電子密碼鎖的設計，要具有如下功能： 本次設計使用ATMEL公司的AT89C51實現一基于單片機的電子密碼鎖的設計，其主要具有如下功能： （1）設置6位密碼，密碼通過鍵盤輸入，若密碼正確，則將鎖打開。密碼輸入錯誤數碼顯示器會出現錯誤提示，若密碼輸入錯誤次數超過3次，蜂鳴器報警并且鎖定鍵盤。 ② 密碼清除功能：當按下清除鍵時，清除前面輸入的所有值，并清除所有顯示。由于單片機在體積、功能、價格和操作性能等方面有著很好的優(yōu)勢，因而得到了廣泛的應用。單片機在國內的三大領域中應用得十分廣泛[8]：（1）家用電器業(yè)，例如全自動洗衣機、智能玩具；（2）通訊業(yè)，包括電話、手機和BP機等等；（3）儀器儀表和計算機外設制造，例如軟硬盤、收銀機、電表。采用單片機對整個測量電路進行管理和控制，使得整個系統(tǒng)智能化、功耗低、使用電子元件較少、內部配線少、成本低，制造、安裝、調試及維修方便。（1）電源: ①VCC 芯片電源，接+5V；②VSS 接地端；（2）時鐘:XTALXTAL2 晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端。① RST（Reset）功能：復位信號輸入端。② Vpp功能：片內有EPROM的芯片，在EPROM編程期間，施加編程電源Vpp。與MCS51產品指令系統(tǒng)完全兼容三級加密程序存儲器6個中斷源　　此外，AT89C51設有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。 AT89S51芯片控制電路設計單片機常用的一些電源、晶震的連接已經比較成熟，這里不一一介紹，關鍵是單片機對74LS245芯片、控鍵、顯示的控制如何接口。RESET接左邊復位電路，是單片機的復位鍵，用來對單片機寄存器清零。圖1所示的RC復位電路可以實現上述基本功能，但解決不了電源毛刺（A點）和電源緩慢下降（電池電壓不足）等問題 而且調整 RC 常數改變延時會令驅動能力變差。入微電路如下： RC復位電路注意圖下面的間距不要太大 74LS245芯片[3]一、簡介74LS245是我們常用的芯片，用來驅動led或者其他的設備，它是8路同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器，可雙向傳輸數據。由于P2口始終輸出地址的高8位，接口時74LS245的三態(tài)控制端/1G和/2G接地，P2口與驅動器輸入線對應相連。(1) 靜態(tài)顯示驅動：靜態(tài)驅動也稱直流驅動。通過分時輪流控制各個數碼管的的COM端，就使各個數碼管輪流受控顯示，這就是動態(tài)驅動。通常用英寸來表示。三、數碼管使用的電流與電壓　　電流：靜態(tài)時，推薦使用1015mA；動態(tài)時，16/1動態(tài)掃描時，平均電流為45mA，峰值電流5060mA。也可以直接用數字萬用表，紅表筆是電源的正極，黑表筆是電源的負極。 發(fā)光二極管的發(fā)光顏色有：紅色光、黃色光、綠色光、紅外光等。 ~ V，其工作電流一般取10~20 mA為宜。鍵盤的一端（列線）通過電阻接VCC，而接地是通過程序輸出數字“0”實現的。（2）蜂鳴器的分類 蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。多諧振蕩器由晶體管或集成電路構成。(2)電磁式蜂鳴器 電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動膜片及外殼等組成。 系統(tǒng)電路原理圖 制圖與制版Protel 99 SE是原Protel Technology公司(ALTIUM LIMITED)開發(fā)的基于Windows環(huán)境的電路板設計軟件。一般而言，設計電路板最基本的過程可以分為三大步驟[11][12]。設置圖紙大小。設置Protel 99/schematic設計環(huán)境包括設置格點大小和類型，光標類型等等，大多數參數也可以使用系統(tǒng)默認值。利用Protel 99/schematic提供的各種工具，將圖紙上的元件用具有電氣意義的導線、符號連接起來，構成一個完整的原理圖。這是最后的步驟。在繪制印制電路板之前，用戶要對電路板有一個初步的規(guī)劃，比如說電路板采用多大的物理尺寸，采用幾層電路板（單面板還是雙面板），各個元器件采用何種封裝形式及安裝位置等等。設置參數主要是設置元器件的布置參數、層參數、布線參數等等。因此這一步是非常重要的環(huán)節(jié)。元器件的布局可以讓PROTEL99SE自動布局。自動布線。自動布線結束后，往往存在令人不滿意的地方，這時就需要進行手工調整。印制電路板的設計主要是針對Protel99的另外一個重要的部分PCB而言的，在這個過程中，我們借助Protel99提供的強大功能實現電路板的版面設計。（2）然后選擇你要保存的路徑，輸入工程文件的名字，比如保存到C51的目錄里，工程文件的名字為C51。（6）“Source Group 1”文件夾中多了一個子項“” 。 至此，我們在Keil C51上做了一個完整工程的全過程。軟件設計主要是按硬件完成語音存儲與再現的流程，在程序設計時考慮到接口的實用性，采用信號檢測與查詢的方式進行控制。 比如說掃描碼送入01111111，而后面的1111是讓讀取的4行接腳先設為VCC，若此時第一行的第三列按鍵被按下，那讀取的結果就會變成01111101（注意1111變成1101），其中LSB的第三個bit會由1變成0，這是因為這個按鍵被按下之后，會被垂直的掃描碼電位short，而把讀取的LSB的bit電位拉到0，此即為掃描原理。掃描列碼 C1: JNB ,C2 MOV ROW,00H LJMP CALCU C2: JNB ,C3 MOV ROW,01H LJMP CALCU C3: JNB ,C1 MOV ROW,02HCALCU: MOV A,LINE 。是否為CLR鍵 MOV R1,KEY_CNT CJNE R1,00H,J2 LCALL ALARM_1 LJMP START J2: LCALL SHIFTR DEC KEY_CNT W00:LCALL DISP 。按下數字鍵 MOV A,KEY_CNT CJNE A,07H,K1 LCALL ALARM_1 W10:LCALL DISP 。密碼錯誤報警 JB TR0,$ LCALL DLY_L RET 數碼管顯示子程序單片機對數碼管的顯示方式可分為靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種。因為我設計為八個數碼管，所以在程序設計中，我選擇使用動態(tài)數碼管顯示技術。（1）全部連線接好以后，仔細檢查一遍。（4）當電源輸出電壓正常時，將電源連接到系統(tǒng)中。當以上都完成時，若無任何不良現象出現，則硬件調試基本完成。（3）除了現實存在的儀器外，Proteus還提供了一個圖形顯示功能，可以將線路上變化的信號，以圖形的方式實時地顯示出來，其作用與示波器相似，但功能更多。這些測試信號包括模擬信號和數字信號。 它的元器件、連接線路等卻和傳統(tǒng)的單片機實驗硬件高度對應。我在調試過程中，也遇到過仿真不完全符合條件的情況，通過修改程序和改進布線，最終還是實現了密碼鎖PE的顯示，輸入正確密碼通過，錯誤密碼或者操作錯誤警報響的結果。一切正常，則完成了整個系統(tǒng)的調試。在剛開始看芯片說明時也很難懂，看懂后也不好編程，在參考別人好多的例子程序后，終于找到了程序的正確編寫方法。鑒于目前的技術水平與市場的接收程度，電子密碼鎖是這類電子防盜產品的主流。能夠運用該軟件編寫，編譯，調試程序。在編寫一些模塊時,許多功能一開始都沒考慮到(鍵盤掃描電路,鍵盤存儲電路等),所以在實現其功能時都出現了其它應有的錯誤,再后來就是仿真了。另外在此次設計過程中，也學會了其它的一些東西,譬如加深了解了Protues軟件，也學會了自己查找資料，快速瀏覽書籍掌握內容等學習方法。在接下來的時間里，徐老師經常給我指導，教我軟件的設計方法和程序的設計等。在設計的后段，我竟然有種喜歡上設計的感覺，那是以前從不敢想象的，我開始認真的對待設計，靜下心弄懂了很多東西。在我害怕困難的時候，他們給了我信心和支持。以下8個字節(jié)存放8位數碼管的段碼LED_BIT_1 EQU 30H LED_BIT_2 EQU 31HLED_BIT_3 EQU 32HLED_BIT_4 EQU 33HLED_BIT_5 EQU 34HLED_BIT_6 EQU 35HLED_BIT_7 EQU 36HLED_BIT_8 EQU 37H。已輸出的密碼位數LINE EQU 47H 。******************************************************。輸入密碼存儲區(qū)清0 MOV KEY_2,00H MOV KEY_3,00H MOV KEY_4,00H MOV KEY_5,00H MOV KEY_6,00H MOV WORD_1,6 。掃描行碼 L1: JNB ,L2 LCALL DLY_S JNB ,L2 MOV LINE,00H LJMP RSCAN L2: JNB ,L3 LCALL DLY_S JNB ,L3 MOV LINE,01H LJMP RSCAN L3: JNB ,L4 LCALL DLY_S JNB ,L4 MOV LINE,02H LJMP RSCAN L4: JNB ,A0 LCALL DLY_S JNB ,A0 MOV LINE,03HRSCAN: MOV P3,0FH 。以下為按鍵處理程序,對不同的按鍵作出響應 CJNE A,0AH,J1 。比較密碼 CJNE A,3EH,J5 MOV A,WORD_2 CJNE A,3FH,J5 MOV A,WORD_3 CJNE A,40H,J5 MOV A,WORD_4 CJNE A,41H,J5 MOV A,WORD_5 CJNE A,42H,J5 MOV A,WORD_6 CJNE A,43H,J5 CLR LCALL DLY_L LJMP FINI J5: LCALL ALARM_2 INC CODE_COUNT MOV A,CODE_COUNT CJNE A,3,ON DOWN:MOV LED_BIT_1,80H 。等待按鍵抬起 MOV A,P3 CJNE A,0FH,W21 LJMP A0 W21:MOV A,P3 CJNE A,0F0H,W22 LJMP A0 W22:SJMP W20 ALARM_1:SETB TR0 。定時器中斷服務程序,用于聲音報警INT_T0: CPL MOV TH0,(65536700)/256 MOV TL0,(65536700)MOD 256 INC CNT_A MOV R1,CNT_A CJNE R1,30,RETUNE MOV CNT_A,00H INC CNT_B MOV R1,CNT_B CJNE R1,20,RETUN