【正文】 , reliability, application of the increasingly widespread. This article from the economical and practical point of view, the use of . singlechip Atmel39。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 本設(shè)計是基于單片機的密碼鎖設(shè)計方案，根據(jù)要求，給出了該單片機密碼鎖的硬件電路和軟件程序， 在 Protues 上實現(xiàn)了功能的仿真，通過調(diào)試軟硬件實現(xiàn)了密碼的 正確輸入則顯示綠燈，密碼輸入錯誤則亮紅燈，蜂鳴器響的功能。 LED display。隨著單片機的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，可以看出其的優(yōu)越性和可靠性，所以將其應(yīng)用到保密和 安全方面是必然的，也是相當(dāng)可靠，相當(dāng)有意義的，基于單片機的電子密碼鎖的研究在保護財產(chǎn)和人身安全方面可以給人們帶來更多更好的選擇。為滿足人們對鎖的使用要求，增加其安全性，用密碼代替鑰匙的密碼鎖應(yīng)運而生。隨著人們對安全的重視和科技的發(fā)展，許多電子智能鎖（指紋識別、 IC 卡辨認(rèn)）已在國內(nèi)外相繼面世。鑒于目前的技術(shù)水平與市場的接收程度，電子密碼鎖是這類電子防盜產(chǎn)品的主流。然而，眼下假冒偽劣的機械 鎖泛濫成災(zāi)，互開率非常之高。此外，即使是一把質(zhì)量過關(guān)的機械鎖，通過急開鎖，甚至可以在不損壞鎖的前提下將鎖打開。電子工業(yè)的誕生，使得以微小電量驅(qū)動機械成為可能，于是有了電子鎖一日千里的躍進 。其性能和安全性已大大超過了機械鎖，特點如下： 1．保密性好，編碼兩多，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于彈子鎖。 3．誤碼輸入保護。鍵盤式電子密碼在鍵盤上輸入，與打電話差不多，因而易于掌握，其突出優(yōu)點是“密碼”是記在被授權(quán)人腦子里的數(shù)字和字符，既準(zhǔn)確又可靠，不會丟失（除了忘記），難以被竊（除非自己泄露）。在輸入密碼的過程中，為了限制試探密碼的企圖，通常輸入錯誤碼若干次或若干時間內(nèi)輸入不正確，即“封鎖”鍵盤，不再接受輸入操作。目前，金融行業(yè)電子防盜鎖的應(yīng)用主要集中在前兩個層面上。 提高電子防盜鎖之防護能力的必然途徑是報警，在金融業(yè)的許多場所有人值守、有電視監(jiān)控，具有報警功能，可以綜合物理防范和人力防范兩種作用。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 5 頁 第二章 硬件電路設(shè)計及實現(xiàn) 本次設(shè)計使用 ATMEL 公司的 AT89C51 實現(xiàn)一基于單片機的電子密碼鎖的設(shè)計，要具有如下功能： 本次設(shè)計使用 ATMEL 公司的 AT89C51 實現(xiàn)一基于單片機的電子密碼鎖的設(shè)計，其主要具有如下功能： （ 1）設(shè)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(shù)碼顯示器會出現(xiàn)錯誤提示，若密碼輸入錯誤次數(shù)超過 3 次，蜂鳴器報警并且鎖定鍵盤。 ② 密碼清除功能：當(dāng)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(yīng)用。單片機在國 內(nèi)的三大領(lǐng)域中應(yīng)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(shè)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(nèi)部配線少、成本低，制造、安裝、調(diào)試及維修方便 。 （ 1）電源 : ① VCC 芯片電源，接 +5V； ② VSS 接地端； （ 2）時鐘 :XTAL XTAL2 晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端。 ① RST（ Reset）功能：復(fù)位信號輸入端。 ② Vpp功能：片內(nèi)有 EPROM 的芯片，在 EPROM 編程期間，施加編程電源 Vpp。與 MCS51 產(chǎn)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(shè)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(shè)計 單片機常用的一些電源、晶震的連接已經(jīng)比較成熟，這里不一一介紹，關(guān)鍵是單片機對 74LS245 芯片、控鍵、顯示的控制如何接口。 X1,X2 接外部晶體震蕩器，給單片機提供時鐘周期。 單片機復(fù)位電路原理： 電阻給電容充電，電容的電壓緩慢上升直到 vcc，沒到 vcc 時芯片復(fù)位腳近似低電平，于是芯片復(fù)位，接近 vcc時芯片復(fù)位腳近高電平，于是芯片停止復(fù)位，復(fù)位完成。 Q1 的放大作用也能改善電路的負(fù)載特性，但跳變門檻電壓 Vt 受 VCC 影響是該電路的突出缺 點，使用穩(wěn)壓二極管可使 Vt 基本不受 VCC 影響。 當(dāng)片選端 /CE 低電平有效時， DIR=“ 0”，信號由 B 向 A 傳輸；（接收 ） DIR=“ 1”，信號由 A 向 B 傳輸；（發(fā)送）當(dāng) /CE為高電平時， A、 B 均為高阻態(tài)。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 11 頁 圖 74LS245 數(shù)碼管 一、 碼管的驅(qū)動方式 數(shù)碼管要正 常顯示，就要用驅(qū)動電路來驅(qū)動數(shù)碼管的各個段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字，因此根據(jù)數(shù)碼管的驅(qū)動方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動態(tài)式兩類。 (2) 動態(tài)顯示驅(qū)動：數(shù)碼管動態(tài)顯示接口是單片機中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動態(tài)驅(qū)動是將所有數(shù)碼管的 8 個顯示筆劃 a,b,c,d,e,f,g,dp的同南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 12 頁 名端連在一起，另外為每個數(shù)碼管的公共極 COM增加位選通控制電路，位選通由各自獨立的 I/O 線控制，當(dāng)單片機輸出字形碼時，所有數(shù)碼管都接 收到相同的字形碼，但究竟是那個數(shù)碼管會顯示出字形，取決于單片機對位選通 COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會亮。比外型高度小。 時鐘點：四位數(shù)碼管中，第二位 8與第三位 8字中間的二個點。 四、 怎 樣測量數(shù)碼管引腳，分共陰和共陽 找公共共陰和公共共陽：首先，我們找個電 源（ 3 到 5 伏）和 1 個 1K（幾百歐的也行）的電阻， VCC 串接個電阻后和 GND 接在任意 2 個腳上，組合有很多，但總有一個 LED會發(fā)光的，找到一個就夠了，然后 GND不動， VCC（串電阻）逐個碰剩下的腳，如果有多個 LED（一般是 8 個），那它就是共陰的了。 當(dāng)在發(fā)光二極管 PN 結(jié)上加正向電壓時， PN結(jié)勢壘降低，載流子的擴散運動大于漂移運動，致使 P區(qū)的空穴注入到 N 區(qū)， N 區(qū)的電子注入到 P區(qū)，這樣相互注入的空穴與電子相遇后會產(chǎn)生復(fù)合，復(fù)合時產(chǎn)生的能量大部分以光的形式出現(xiàn)，因此而發(fā)光。 常用的發(fā)光二極管應(yīng)用電路有四種，即直流驅(qū)動電路、交流驅(qū)動電路、脈 沖驅(qū)動電路、變色發(fā)光驅(qū)動電路。 二、 每個按鍵都有它的行值和列值，行值和列值的組合就是識別這個按鍵的編碼。兩個并行口中，一個輸出掃描碼，使按鍵逐行動態(tài)接地；另一個并行口輸入按鍵狀態(tài)，由行掃描值和回饋信號共同形 成鍵編碼而識別按鍵，通過軟件查表，查出該鍵的功能。 二、 蜂鳴器的結(jié)構(gòu)原理 （ 1） 壓電式蜂鳴器 壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。壓電蜂鳴片由鋯鈦酸鉛或鈮鎂酸鉛壓電陶瓷材料制成。振動膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性地振動發(fā)聲。它是第一個將 EDA軟件設(shè)計成基于 Windows 環(huán)境的普及型產(chǎn)品。在這一過程中，要充分利用 Protel99 所提供的各種原理圖繪圖工具，各種編輯功能，來實現(xiàn)我們的目的，即得到一張正確的，精美的電路原理圖。圖紙大小是根據(jù)電路圖的規(guī)模和復(fù)雜程度而定的，設(shè)置合適的圖紙大小是設(shè)計好原理圖的第一步。 用戶根據(jù)電路圖的需要，將零件從零件庫里放置到圖紙上，并對放置零件的序號、零件的封裝等進行定義和設(shè)定工作。 報表輸出 通過 Protel 99/schematic 提供的各種報表工具生成各種報表其中最重要的報表是網(wǎng)絡(luò)表，通過網(wǎng)絡(luò)表為后續(xù)的電路板設(shè)計做準(zhǔn)備。網(wǎng)絡(luò)表可以從電路原理圖中獲得，也可以從印制電路板中提取出來。 設(shè)置參數(shù)。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 17 頁 裝入網(wǎng)絡(luò)表及元器件封裝。元器件的封裝就是元器件的外形，對于每個裝入的元器件必須有響應(yīng)的外形封裝， 才能保證電路板布線的順利進行。 PROTEL99SE 也可以讓用戶手工布局。只要將有關(guān)的參數(shù)設(shè)置得當(dāng)，元器件的布局合理，自動布線的成功率是很高的。完成電路板的布線后，保存完成的電路線路圖文件。 熟悉 KEIL 軟件的應(yīng)用 （ 1）建立一個新工程。 （ 4） 單擊 FILE 菜單，再下拉菜單中單擊 NEW 選項。程序輸入完畢后 （ 7） 程序輸入完畢后，單擊 “Project” 菜單，再在下拉菜單中單擊“Built Target” 選項（ 或者使用快捷鍵 F7），編譯成功后，再單擊 “Project”菜單，在下拉菜單中單擊 “Start/Stop Debug Session” （或者使用快捷鍵Ctrl+F5） 。 （ 9） 單擊 “Project” 菜單，再在下拉菜單中單擊 “ options for target ‘ target 1’” ，單擊 “ Output” 中單擊 “ Create HEX File” 選項 ，使程序編譯后產(chǎn)生 HEX 代碼，供下載器軟件使用。具體過程見流程圖，如圖 所示 。 程序代碼如下： LSCAN: MOV P3,0F0H 。************************************************** 。判斷是否為 ENTER鍵 MOV R1,KEY_CNT CJNE R1,06H,J4 MOV A,WORD_1 。等待按鍵抬起 MOV A,P3 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 25 頁 CJNE A,0FH,W21 LJMP A0 W21:MOV A,P3 CJNE A,0F0H,W22 LJMP A0 W22:SJMP W20 LJMP A0 ALARM_1:SETB TR0 。靜態(tài)顯示的特點是顯示程序簡單、亮度高、穩(wěn)定性好、占用 CPU時間少，但占用的 I/O口線較多，所以靜態(tài)顯示常用在顯示器數(shù)目較少的應(yīng)用系統(tǒng)中。 （ 1）功能要求 編程實現(xiàn) 8 個數(shù)碼管從左至右依次顯示數(shù)字 1~8 （ 2）軟件編程 設(shè)計方法：使用查表法實現(xiàn)字符數(shù)字的顯示； P0口輸出數(shù)碼管的八段碼編碼，南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 26 頁 P2 口控制數(shù)碼管的公共端，當(dāng) LED1 的公共端 COM1 為低電平時， P0 輸出數(shù)字1 的編碼；延時一段時間后， COM2 為低電平， P0 口輸出數(shù)字 2 的編碼，依次類推，可以實現(xiàn) 1~8 的數(shù)字動態(tài)顯示。 （ 2）使用萬用表的“歐姆 1”檔，測量直流輸入端，實驗電路電源端與地線之間的電阻值，排除電源與地線的開路與短路現(xiàn)象?？煽康臋z查方法是用萬用表測試棒直接測量集成塊電源端和地線兩腳之間的電壓。 （ 2） Proteus 可提供的仿真儀表資源 ：示波器、邏輯分析儀、虛擬終端、 SPI調(diào)試器、 I2C調(diào)試器、信號發(fā)生器、模式發(fā)生器、交直流電壓表、交直流電流表。這些都盡可能減少了儀器對測量結(jié)果的影響。 PROTEUS 不僅可將許多單片機實例功能形象化，也可將許多單片機實例運行過程形象化。 課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計是學(xué)生走向就業(yè)的重要實踐環(huán)節(jié)。 （ 1）首先下載一些在專用實驗板上能夠運行的小程序，然后按照程序上的各個引腳圖，把單片機上對應(yīng)的位接好，給單片機上電，在無意外情況出現(xiàn)后，按鍵并觀看發(fā)光二極管的顯示情況，同時測量某些特殊引腳電平變化是否與程序中預(yù)計的變化過程一致，若發(fā)光二極管的顯示情況正常，并且測量的引腳電平變化過程與計劃的一致，這就說明整個系統(tǒng)板可以正常工作。 這就給最后的系統(tǒng)調(diào)試帶來了困難。 在板子的連接中也遇到了一些問題，關(guān)于復(fù)位電路不能成功的問題上，徐老師幫我找到了仿真圖上的復(fù)位電路連接問題；在鍵盤按鍵一開始不能起作用時，老師也幫我重新燒了程序，修改了部分問題。 一、 主要工作及結(jié)論 1)了解電子密碼鎖的現(xiàn)狀，前景和應(yīng)用領(lǐng)域。 4)提高解決問題的能力。 這次畢業(yè)設(shè)計我完成了大部分的工作，但密碼修改部分因為添加程序不能很好的兼容，又由于 時間的局限，我只能放棄。 記得我剛接到設(shè)計任務(wù)時，對畢業(yè)設(shè)計課題沒有形成系統(tǒng)的認(rèn)識，總覺得只能摸索著來，然而設(shè)計是嚴(yán)肅的事情，并不是拖可以解決問題的，而且態(tài)度的端