【正文】 ............................................................................................ 22 圖 5 1 Proteus 啟動時的屏幕 .................................................................................... 24 圖 5 2 Proteus ISIS 的工作界面 ................................................................................ 25 圖 5 3 Proteus 運行按鍵 ............................................................................................ 25 圖 5 4 Proteus 仿真圖 ................................................................................................ 26 圖 5 5 STC89C52 單片機引腳圖 .............................................................................. 26 圖 5 6 鍵盤輸入模塊 ................................................................................................. 27 圖 5 7 密碼顯示模塊 ................................................................................................. 27 圖 5 8 晶振及復(fù)位電路 ............................................................................................. 28 圖 5 9 掉電存儲及報警電路 ..................................................................................... 28 圖 5 10 開鎖電路 ....................................................................................................... 29 VI 表 格 清單 表 31 LCD1602 引腳接口說明表 ............................................................................... 8 表 32 LCD1602 基本操 作程序 ................................................................................. 15 1 引 言 在當(dāng)今社會，安全防盜已成為社會問題，而鎖自古以來就是防盜的重要工具，目前國內(nèi)大部分人使用的還是傳統(tǒng)的機械鎖，然而，眼下假冒偽劣的機械鎖互開率非常之高，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。 PROM AT24C02 as the master chip and the data memory unit, bined with the external keyboard, LCD display, alarm, unlock and other circuit modules. It performs the following functions: enter the password correctly under the premise of unlocking。 本密碼鎖具有設(shè)計方法合理，簡單易行，成本低，安全實用，保密性強，靈活性高等特點，具有一定的推廣價值。 本文從經(jīng)濟實用的角度出發(fā)，系統(tǒng)由 STC89C52與低功耗 CMOS 型 E178。在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的今天，電子密碼防盜鎖作為防盜衛(wèi)士的作用顯得日趨重要。用 C 語言編寫的主控芯片控制程序與 EEPROM AT24C02 讀寫程序相結(jié)合， 并用 Keil 軟件進行編譯，設(shè)計了一款可以多次更改密碼，具有報警功能的電子密碼控制系統(tǒng)。s role is increasingly important. This article from the economical point of view, the system by the STC89C52 with low power CMOS based E 178。Alarm。但是這些產(chǎn)品的特點是針對特定的指紋和有效卡，只能適用于保密要求的箱、柜、門等。電子密碼鎖是集計算機技術(shù)、電子技術(shù)、數(shù)字密碼技術(shù)為一體的機電一體化高科 技產(chǎn)品，具有安全性高，使用方便等優(yōu)點。其性能和安全性已大大超過了機械鎖。 本文從經(jīng)濟實用的角度出發(fā)，設(shè)計采用單片機為主控芯片，結(jié)合外圍電路，組成電子密碼控制系統(tǒng)，密碼鎖共 8 位密碼，每位的取值范圍為 1～ 8，用戶可以自行設(shè)定 和修改密碼，每個密碼按鍵都有聲、光提示。 其特點如下： 1) 保密性好，編碼量多，遠遠大于彈子鎖。 4) 無活動零件，不會磨損，壽命長。若使用傳統(tǒng)的機械式鑰匙開鎖，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。商周時期出現(xiàn)了用鑰匙才能開啟的銅鎖，鐵鎖，以鑰匙的不同而匹配不同的鎖。在傳統(tǒng)鑰匙的基礎(chǔ)上，加了一組或多組密碼，不同聲音，不同磁場，不同聲波，不同光束光波，不同圖像。在我國母系社會后期（相當(dāng)于公元前 5000年 公元前 2021 年），因為當(dāng)時社會生產(chǎn)力的提高，人類開始擁有個人的私有（少量）財產(chǎn)。它用獸牙或獸骨制成，形狀像把鐮刀狀的鉤子，實際上繩結(jié)就是最早的鎖具， “肖 ”就是最早的鑰匙，這就是我國鎖具的雛形，一直從商代沿用到漢代。 發(fā)展期為春秋戰(zhàn)國經(jīng)秦漢、魏晉、南北朝，直到隋唐宋元時期。 現(xiàn)代鎖具，它的機械化生產(chǎn)，擺脫了過去我們用手工操作的束縛。而且指紋識識別器在公共場所使用存在容易機械損壞， IC 卡還存在容易丟失、損壞等缺點，再加上其成本較高，一定程度上限制了這類產(chǎn)品的普及和推廣。 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。 本章小結(jié) 本章首先講述了本文的選題來源及研究意義，然后講述了電子密碼鎖在國內(nèi)的發(fā)展過程及特點，最后敘述了當(dāng)前電子密碼鎖的應(yīng)用及發(fā)展前景。 3．用戶可以自行設(shè)定和修改密碼； 4． 只有內(nèi)部上電復(fù)位時才能設(shè)置或修改密碼。單片機具有資源豐富、速度快、編程容易等優(yōu)點。通過指紋讀取設(shè)備讀取到人體指紋的圖像，然后要對原始圖像進行初步的處理，使之更清 晰，再通過指紋辨識軟件建立指紋的特征數(shù)據(jù)。通過計算機模糊比較的方法，把兩個指紋的模板進行比較，計算出它們的相似程度，最終得到兩個指紋的匹配結(jié)果，從而判斷輸入結(jié)果的正確與否。通過不斷讀行線口線，或者中斷方式觸發(fā)鍵位掃描。 本章 小結(jié) 本章主要圍繞電子密碼鎖系統(tǒng)展開，首先說明了電子密碼鎖的組成，然后介紹了主控制方案、密碼輸入方案論證與比較，最終選擇了最優(yōu)方案。其將通用的微處理器和 Flash 存儲器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的 Flash存儲器可有效地降低開發(fā)成本 [7]。 8 ALE/PROG(Pin30)：地址鎖存允許信號 PSEN(Pin29)：外部存儲器讀選通信號 EA/VPP(Pin31)：程序存儲器的內(nèi)外部選通，接低電平從外部程序存儲器讀指令，如果接高電平則從內(nèi)部程序存儲器讀指令。1602 型 LCD 可以顯示 2 行 16 個字符，有 8 位數(shù)產(chǎn)品的通過器件，如在計算器、萬用表、電子表及很多家用電子據(jù)總線 D0D7 和 RS,R/W,EN 三個控制端口，工作電壓為 5V，并且具有字符對比度調(diào)節(jié)和背光功能。 第 4 腳： RS 為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。 第 7～ 14 腳： D0～ D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線。PROM，內(nèi)含 2568 位存儲空間，具有工作電壓寬 (～ V)、擦寫次數(shù)多 (大于 10000 次 )、寫入速度快(小于 10 ms)、抗干擾能力強、數(shù)據(jù)不易丟失、體積小等特點。每寫入或讀出一個數(shù)據(jù)字節(jié)后，該地址寄存器自動加 1，以實現(xiàn)對下一個存儲單元的讀寫。他通過 SDA(串行數(shù)據(jù)線 )及 SCL(串行時鐘線 )兩根線在連到總線上的器件之間傳送信息，并根據(jù)地址識別每個器件。無論是 主機還是從機，接收到一個字節(jié)后必須發(fā)出一個確認信號 ACK。 A0、 A A2 為器件地址輸入端： 當(dāng)使用 24C02 時最大可級聯(lián) 8 個器件，如果只有一個 24C02 被總線尋址，這三個地址輸入腳 A0、 A A2 可懸空或連接到 Vss。 I2C 總線產(chǎn)生于在 80 年代，最初為音頻和視頻設(shè)備開發(fā)，如今主要在服務(wù)器管理中使用，其中包括單個組件狀態(tài)的通信。 為了避免總線信號的混亂，要求各設(shè)備連接到總線的輸出端時必須是開漏輸出或集電極開路輸出。所謂主機是指啟動數(shù)據(jù)的傳送（發(fā)出啟動信號）、發(fā)出時鐘信號以及傳送結(jié)束時發(fā)出停止信號的設(shè)備，通常主機都是微處理器。凡是發(fā)送數(shù)據(jù)到總線的設(shè)備稱為發(fā)送器，從總線上接收數(shù)據(jù)的設(shè)備被稱為接受器。 I2C 總線在傳送數(shù)據(jù)過程中共有三種類型信號， 它們分別是：開始信號、結(jié)束信號和應(yīng)答信號。 CPU 向受控單元發(fā)出一個信號后，等待受控單元發(fā) 出一個應(yīng)答信號， CPU 接收到應(yīng)答信號后，根據(jù)實際情況作出是否繼續(xù)傳遞信號的判斷。很多外圍器件如存儲器、監(jiān)控芯片等也提供 I2C 接口。 總SDA SCL 開始 結(jié)束 11 線必須由主器件（通常為微控制器）控制，主器件產(chǎn)生串行時鐘（ SCL）控制總線的傳輸方向，并產(chǎn)生起始和停止條件。 3） 讀操作： 讀操作有三種基本操作：當(dāng)前地址讀、隨機讀和順序讀。 硬件電路設(shè)計 本設(shè)計主要由單片機 、矩陣鍵盤、液晶顯示器和密碼存儲等部分組成。其中硬件部分由電源輸入部分、鍵盤輸入部分、復(fù)位部分、晶振部分、顯示部分、報警部分組成，軟件部分對應(yīng)的由主程序、初始化程序、 LCD 顯示程序、鍵盤掃描程序、啟動程序、關(guān)閉程序、鍵功能程序、密碼設(shè)置 程序、 EEPROM 讀寫程序和延時程序等組成。地址鎖存信號 ALE 也為高電平。當(dāng)復(fù)位按鍵按下后電容 C1 通過 R5 放電。 12 圖 3 4 復(fù)位電路原理圖 晶振電路 ST89C52 引腳 XTAL1 和 XTAL2 與晶體振蕩器及電容 C C1 按圖 35 所示方式連接。 C2C3X T A L 圖 3 5 晶振電路原理圖 存儲電路 AT24C02 是一個 2K 位串行 CMOS E2PROM， 內(nèi)部含有 256 個 8 位字節(jié)，CATALYST 公司的先進 CMOS 技術(shù)實質(zhì)上減少了器件的功耗。 管腳封裝 DIP：雙列直插式封裝，是最簡單的一種封裝技術(shù)。主器件和從器件都可以作為發(fā)送器或接收器，但由主器件控制傳送數(shù)據(jù)（發(fā)送或接收）的模式，通過器件地址輸入端 A0、 A1 和 A2 可以實現(xiàn)將最多 8 個 AT24C02器件連接到總線上 [12]。當(dāng)使用 AT24C02 時最大可級聯(lián) 8 個器件。 圖 3 6 掉電存儲電路原理圖 圖中 3 腳是三條地址線，用于確定芯片的硬件地址，在 AT89S51 上它們都能接地，第 5 腳和第 8 腳分別為正、負電源。本設(shè)計中使用的這個 4*4 鍵盤不但能完成密碼的輸入還能作特別功能鍵使用，比如清空顯示功能等 [13]。只有按下鍵盤上的開啟按鍵后，顯示器才處于開啟狀態(tài)。通過 LCD 顯示屏，可以清楚的判斷出密碼鎖所處的狀態(tài) 。如圖 310R10 10k DB0 7 DB1 8 DB2 9 DB3 10 DB4 11 DB5 12 DB6 13 DB7 14 RS 4 R/W 5 E 6 VCC 2 VL+ 15 VL 16 VSS 1 VEE 3 U2 LCD1602 VCC E2 1 2 POWER 2PIN 16 所示： 圖 3 10 報警電路原理圖 開鎖電路 通過單片機開鎖執(zhí)行機構(gòu)，電路驅(qū)動電磁鎖吸合，從而達到開鎖的目的。 電路由驅(qū)動和開鎖兩級組成。電磁鎖的選用要視情況而定