【正文】 需要，但當(dāng)前市面上的電子式的密碼鎖也有它的不足，因 此 對(duì)它進(jìn)行必要的改造將勢(shì)在必行。電子密碼鎖運(yùn)用電子電路控制機(jī)械部分，使兩者緊密結(jié)合，從而避免了因?yàn)闄C(jī)械部分被破壞而導(dǎo)致開鎖功能失常的問題，而且密碼輸入錯(cuò)誤時(shí)還有報(bào)警聲，大大增加了 密碼鎖 防盜功能。但在使用中暴露了很多缺點(diǎn)：一是機(jī)械鎖是靠金屬制成的鑰匙上的不同齒形與鎖芯的配合來工作的。四是機(jī)械鑰匙易于復(fù)制，不適于諸如賓館等公共場(chǎng)所使用。根據(jù)國外的資料統(tǒng)計(jì)顯示，裝有電防盜裝置的商業(yè)區(qū)或居民區(qū)盜竊犯罪率平均下降 30%左右。 2. 密碼顯示 為了幫助用戶 確認(rèn)是否有鍵按下，特在電路中設(shè)置了液晶顯 示電路；而為了防止密碼外泄；顯示時(shí)，并不是顯示用戶按下的數(shù)字信息 ，而是以一個(gè) 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 3 特定的字母符號(hào)提醒用戶是否有鍵按下。 4. 密碼錯(cuò)誤報(bào)警 當(dāng)用戶鍵入錯(cuò)誤密碼時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)報(bào)警，由蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲。 5. 遙控解鎖 當(dāng)有特殊情況發(fā)生時(shí)，或怕有人偷窺到密碼時(shí)，或不想用鍵盤開鎖時(shí)，可選用遙控器來解鎖?，F(xiàn)在應(yīng)用較廣的電子密碼鎖是以芯片為核心。 3． 密碼輸入保護(hù)。 AT89C52 是一個(gè)低功耗，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 8k Bytes ISP(Insystem programmable) 的可反復(fù)擦寫的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器 和256bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM） ，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù) 生產(chǎn) ，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)及 80C52 產(chǎn)品 引腳結(jié)構(gòu) 。 方案一 在最初設(shè)計(jì)本系統(tǒng)時(shí)首先想到的遙控開鎖器件是紅外開鎖 ， 紅外線 。 紅外通訊技術(shù)的主要目的是取代線纜連接進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸，功能單一，擴(kuò)展性差 ， 紅外線是波長在 750nm 至 1mm 之間的電磁波，它的頻率高于微波而低于可見光，是一種人的眼睛看不到的光線。 NRF905 工作頻段 有很多 ， 但 433MHZ 開放 ISM 頻段可免許使用 ，它的最高發(fā)射速率 50KBPS， 10dbm 發(fā)射功率條件下，配置外置鞭狀天線有效通信距離在 300 米左右。 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 6 液晶模塊的選擇 在設(shè) 計(jì)本 系統(tǒng) 使 用首 先想 到的 用 來顯 示的 器件 是 LCD1286 或LCD1602， LCD12864 是一種圖形點(diǎn)陣液晶顯示器 ,它主要由行驅(qū)動(dòng)器 /列驅(qū)動(dòng)器及 128 64 全點(diǎn)陣液晶顯示器組成。其中基本密碼開鎖包括：鍵盤輸入模塊、 LCD 液晶顯示模塊、報(bào)警模塊、存儲(chǔ)?？?、電源轉(zhuǎn)換電路模塊、無線接收模塊、開鎖模塊。 1． 鍵盤輸入模塊：用一個(gè) 4*4 的矩陣鍵盤，通過鍵盤輸入的正確與否來執(zhí)行相應(yīng)的操作。 5． 電源轉(zhuǎn)換電路模塊：由于單片機(jī)的工作電壓為 5V，但無線模塊的最好工作電壓為 ，那么這時(shí)就需要搭一個(gè)電源轉(zhuǎn)換電路。 1． 主控芯片： AT89C52 2．無線模塊 ： NRF905 3． EEPROM： AT24C04 4． LCD 液晶： ZL1602C2 5． 報(bào)警器： 1 個(gè)蜂鳴器 6．鍵盤： 一個(gè) 4*4 矩陣鍵盤 AT89C52 鍵盤輸入模塊 無線發(fā)送模塊塊 電源轉(zhuǎn)換電路 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 9 各功能模塊的 介紹 與 設(shè)計(jì) 主控芯片的介紹 AT89C52 是一種帶 8K 字節(jié)閃爍可編程可擦除 只讀存儲(chǔ)器 （ FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS 8 位微處理器，俗稱 單片機(jī) 。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 AT89C52 是一種高效微控制器， AT89C52 單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。 P0 口： P0 口為一個(gè) 8 位漏 極 開路雙向 I/O 口，每 個(gè) 腳可吸收 8TTL 門電流。 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 AT89C52 的一些特殊功能口，如下所示 。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出 電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè) ALE 脈沖。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE 禁止，置位無效。 /EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（ 0000HFFFFH） ， 不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件， XTAL2 應(yīng)不接。 無線模塊 各引腳功能如表 31 所示 。 4． 內(nèi)置硬件 CRC 檢錯(cuò)和點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信地址控制。 RX Mode: 。推薦電壓 左右。 4． 13 腳、 14 腳為接地腳 ,需要和母板的邏輯地連接起來。 LCD1602 液晶顯示模的介紹與設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)采用 字 符式 LCD 顯示器 1602，該顯示器的顯示容量是 16 2 個(gè)字符。因?yàn)?1602 識(shí)別的是 ASCII 碼，試驗(yàn)可以用ASCII 碼直接賦值，在單片機(jī)編程中還可以用字符型常量或變量賦值，如“ A”。 第 5 腳： RW 為讀寫信號(hào)線，高電平 (1)時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平 (0)時(shí)進(jìn)行寫操作。 第 15～ 16 腳：空腳或背燈電源。 表 33 寄存器選擇功能描述 RS R/W 操作 0 0 指令寄存器 (IR)寫入 0 1 忙標(biāo)志和地址計(jì)數(shù)器讀出 1 0 數(shù)據(jù)寄存器 (DR)寫入 1 1 數(shù)據(jù)寄存器讀出 指令格式： RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 LCD1602 共有 11 種指令：清除，返回，輸入方式設(shè)置，顯示開關(guān)，控制，移位，功能設(shè)置， CGRAM（可自編數(shù)據(jù)區(qū)）地址設(shè)置， DDRAM（顯示緩沖區(qū)）地址設(shè)置，讀忙標(biāo)志，寫數(shù)據(jù)到 CG/DDRAM ，讀數(shù)據(jù)由CG/DDRAM。 SDA：串行數(shù)據(jù) /地址 AT24C04 雙向串行數(shù)據(jù) /地址管腳用于器件所有數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收，SDA 是一個(gè)開漏輸出管腳，可與其它開漏輸出或集電極開路輸出進(jìn)行線或（ wireOR）。 WP：寫保護(hù) 如果 WP 管腳連接到 VCC，所有的內(nèi)容都被寫保護(hù)（只能讀）。 3． 功能描述 AT24C04 支持 I2C 總線數(shù)據(jù)傳送協(xié)議， I2C 總線協(xié)議規(guī)定，任何將數(shù)據(jù)傳送到總線的器件作為發(fā)送器。 由于 AT24C04 也是通過 I2C 總線進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，因此需要一個(gè)器件地址， AT24C04 器件地址 的高四位為固定的 1010，低三位由 A0、 A1 和 A2預(yù)置，最后一位由讀 /寫信號(hào)得到， 1 為讀， 0 為寫。 圖 37 串行 EEPROM 存儲(chǔ)電路原理圖 在本設(shè)計(jì)中，采用 AT24C04 作為 存儲(chǔ)器件，用來存儲(chǔ)從 鍵盤輸入密碼 。將 A0 、 A1 、 A2 均接低電平，表示只有一個(gè)AT24C04 器件被總線尋址。 本設(shè)計(jì)中 使 用到 了 14 個(gè)按鍵，為了減少 I/O 口的占用，采用 4*4 矩陣式鍵盤設(shè)計(jì)。 圖 39 報(bào)警電路原理圖 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 20 本系統(tǒng) 采用蜂鳴器作為報(bào)警電路的主要器件，將蜂鳴器的正端連接到+5V 電源上，負(fù)端連接到三級(jí)管的發(fā)射極，集電極連接到地端，基 極連接到1k 電阻的一端另一端連接到單片機(jī)的 引腳上。將 LED 燈的正端通過 300Ω 電阻連接到 +5V 電源上，負(fù)端連接到單片機(jī)的 引腳上。 圖 310 開鎖 電路原理圖 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 21 本章小結(jié) 本章對(duì)硬件電路 各模塊的設(shè)計(jì) 做了詳細(xì)的說明，隨著科 學(xué)技術(shù) 的發(fā)展，無線 技術(shù)越來越廣泛地應(yīng)用于各種行業(yè) 。系統(tǒng)軟件運(yùn)行總體設(shè)計(jì)流程包括：系統(tǒng)初始化， 判斷是否有按鍵按下，識(shí)別相應(yīng)按鍵，如果條件滿足執(zhí)行開鎖并在液晶上顯示提示信息，條件不滿足報(bào)警并在液晶上顯示相應(yīng)的出錯(cuò)的提示信息。 無線遙控密碼鎖 蜂鳴報(bào)警 無線遙控 鍵盤輸入 液晶顯示 開鎖 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 23 開 始結(jié) 束開 鎖報(bào) 警無 線 開 鎖 ？NY無 線 接 收 數(shù) 據(jù)鍵 盤 掃 描程 序 初 始 化數(shù) 值 存 入 數(shù) 組密 碼 正 確 ？NY 圖 42 軟件總體設(shè)計(jì)流程圖 鍵盤輸入密碼開鎖軟件程序設(shè)計(jì) 密碼程序流程圖如圖 43 所示，當(dāng)程序運(yùn)行時(shí)，會(huì)判斷 鍵盤 是否有按鍵被按下，當(dāng)有按鍵被按下時(shí)，系統(tǒng)會(huì) 判斷是數(shù)字鍵 0－ 9 還是功能鍵，是數(shù)字鍵則 將鍵值存入到密碼數(shù) 組里，然后將輸入的密碼與本身的密碼做比較，若相同，則執(zhí)行開門 并在液晶上 顯示正確 的提示 信息 。 開始鍵盤掃描輸入密碼輸入密碼正確 ？延時(shí)自動(dòng)關(guān)門結(jié)束NY存入數(shù)組確認(rèn)開鎖開鎖顯示正確信息輸入次數(shù)加 1次數(shù) 3 ?NY報(bào)警顯示出錯(cuò) 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 25 圖 44 顯示子程序流程圖 顯示程序核心程序代碼如下所示 。x) for(y=110。 write_(0x38)。 //清零指令 write_(0x80)。count316。 for(count3=0。 } 存儲(chǔ)和讀出程序設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)中數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)芯片選用的是 AT24C04 ，該芯片是串行的EEPROM，支持 I2C 總線數(shù)據(jù) 傳送協(xié)議。 delay(5)。i8。i8。 圖 46 無線發(fā)送程序 無線發(fā)送 程序核心程序代碼如下所示 。 SpiWrite(WTP)。 // Spi disable CSN=0。i++) // Write 4 bytes address { 開始 初始化 NRF905 設(shè)置成發(fā)送模式 發(fā)送數(shù)據(jù) 結(jié)束 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 29 SpiWrite(TxAddress[i])。 // while (DR!=1)。 void RxPacket(void) { uchar i。 TRX_CE=0。 for (i = 0 。 Delay(10)。 系統(tǒng)硬件調(diào)試 焊接是實(shí)現(xiàn)硬件電路連接最重要的一步，不僅要考慮器件的擺放位置的美觀性，還要考慮在放置一個(gè)器件時(shí)會(huì)不會(huì)對(duì)它附近的器件有干擾， 在焊接電路板之前，首先 要 對(duì)所用的器件進(jìn)行檢測(cè) （包括焊接電路時(shí)所使用的導(dǎo)線） ，確定器件都是正常后才能往電路板上焊接。 在焊接時(shí)還要注意有些元器件是有正負(fù) 極性 的 ，焊接時(shí)候不要把正負(fù)極接錯(cuò)，以免 上 電后出現(xiàn)短路 從而導(dǎo)致 芯片燒壞的情況。 液晶模塊的調(diào)試 液晶模塊的調(diào)試主要是檢查液晶顯示器能是否正常工作，即能是否正常顯示字符。 include sbit lcden=P3^0。 unsigned char num,num0,num1。x) for(y=110。 //低電平選擇為 寫指令 P0=c。 //讀取指令 lcden=0。 //參考時(shí)序圖 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 33 lcden=1。 write_(0x38)。 //000001NS， N(地址指針 +1)， S(每寫完一個(gè)字符，整屏移動(dòng) ) } void main() { initialize()。num0++) //顯示 6 個(gè)字符 { write_data(mytable0[num0])。num116。num16。 } while(1)。 //初始化 LCD write_(0x80)。 delay(5)。num1++) //顯示 16 個(gè)字符 { write_data(mytable1[num1])。