【文章內(nèi)容簡介】 其他的器件組成的模塊來完成 密碼 錯誤、 3次錯誤還有單個按下按鈕的提示音 的警報 和提示 功能。 AT89C52 電源電路 AT24C02 密碼保護 鍵盤輸入電路 顯示電路 報警電路 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 11 4．密碼存儲模塊： 通過 AT24C02 存儲器來完成系統(tǒng)的突然斷電或者線路故障時的存儲功能，如此， 修改 還有保存過 的密碼 在 斷電后仍能保存 ，而不需要重新和初始化那樣的狀態(tài) 。 5．電源模塊： 本設(shè)計通過 USB 線來 對 門禁 系統(tǒng) 的 電路提供 穩(wěn)定的 +5V 的直流電壓 。 本次課程 設(shè)計鎖需要的元器件清單如下： 9X15cm 面包板 1 片 51單片機 +IC 座 1 套 （ AT24C02+IC 座） 1 套 LED1602 液晶顯示屏 1 個 開關(guān) 按鍵 18 只 12M 的 晶振 1 只 33P 瓷片電容 2 只 DC電源座 1 只 、電阻 5 只 5V 的 6 引腳的 繼電器 1 只 1發(fā)光二極管 紅 1 只 1精密 的可調(diào)節(jié) 電位器 1 只 1單排座 1 條 1單排針 1 條 1 若干 導(dǎo)線 1 USB 電源線 1 條 1 SS8550 三極管 2 只 1 10K 的 排 阻 1 只 1 10u 電解電容 1 只 蜂鳴器 1 只 2 的排阻 1 只 本次課程設(shè)計的電路焊接圖如下： 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 12 圖 32 電路焊接圖 主要芯片介紹 AT89C52 AT89C52 是美國 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS8 位單片機，片內(nèi)含8k bytes 的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器（ PEROM）和 256bytes 的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM）， AT89C52 有 40 個引腳， 32個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時內(nèi)含 2 個外中斷口， 3 個 16 位可編程定時計數(shù)器， 2 個全雙工串行南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 13 通信口， 2 個讀寫口線。 AT89C52 使用的內(nèi)核是最經(jīng)典的 MCS51的， 并對其做出了很大的改進 ， 所以 使得這種芯片 比 其他芯片 多出了許許多多的功能 。在AT89C52 芯片中，由于它的 CPU 打到了 8 位，并且可以在系統(tǒng)中編程 flash，所以這種芯片為眾多的嵌入式的應(yīng)用系統(tǒng)提供了許多便利，比如超高的靈敏度，最有效的解決方法等等。 主要功能特性： 兼容 MCS51 指令系統(tǒng)。 8k 可反復(fù)擦寫 (1000 次 )Flash ROM， 32個雙向 I/O 口， 256x8bit 內(nèi)部RAM，時鐘頻率 024MHz，可編程 UART 串行通道。 3 個 16 位可編程定時 /計數(shù)器中斷， 2 個外部中斷源， 2 個串行中斷 ， 2個讀寫中斷口線 ，共 6 個中斷源。 AT89C52 的 引腳排列圖如下圖 ： 圖 33 AT89C52 的引腳排列 引腳功能如下： VCC：電源電壓 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 14 GND： 地 P0 口 ： P0口是一組 8 位漏極開路型雙向 I/O口，也即地址 /數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時，每位能吸收電流的方式驅(qū)動 8 個 TTL 邏輯門電路，對端口 P0 寫“ 1”時，可作為高阻抗輸入端用。在訪問外部數(shù)據(jù)存 儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉(zhuǎn)換地址（低 8 位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。 P1 口 ： P1 是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。對端口寫“ 1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流（ IIL）。 P2 口 ： P2 是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。對端口 P2 寫“ 1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口，作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流（ IIL）。在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行 MOVX＠ RI 指令）時， P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。 Flash 編程或校驗時， P2 亦接收高位地址和一些控制信號。 P3 口 ： P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。 P3口輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。對 P3 口寫入“ 1”時，它們被內(nèi)部上位電阻拉高并可作為輸入端口。此時，被外部拉低的 P3 口將用上拉電阻輸出電 流（ IIL）。 P3 口除了作為一般的 I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能，如下表 所示： 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 15 表 31 P3 口的第二功能 RST： 復(fù)位輸 入 。當(dāng)振蕩器工作時， RST 引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將使單片復(fù)位。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。一般情況下， ALE 仍以時鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個 ALE 脈沖。 EA/VPP：外部訪問允許。欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲器（地址為 0000H－ FFFFH）， EA 端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位 LB1 被編程，復(fù)位時內(nèi) 部會鎖存 EA端狀態(tài)。如 EA 端為高電平（接 Vcc 端）， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。 Flash 存儲器編程時，該引腳加上 +12V 的編程允許電源 VPP，當(dāng)然這必須是該器件是使用 12V 編程電壓 VPP。 XTAL1： 振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。 XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。 端 口 引腳 第二功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） INT0（外中斷 0） INT1（外中斷 1） T0（定時 /計數(shù)器 0） T1（定時 /計數(shù)器 1） WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 16 存儲模塊 AT24C02 AT24C02 是美國 Atmel 公司 生產(chǎn) 的 一款 低功耗 CMOS 型 EPROM， 它的內(nèi)部含有 2568 位存儲空間， 它的特點有許多，比如 寫入速度快 (小于 10 ms)、 工作電壓寬 (～ V)、 抗干擾能力強、 擦寫次數(shù)多 (大于 10000 次 )、體積小 、數(shù)據(jù)不易丟失等。而且他是采用了 IC 總線式進行數(shù)據(jù)讀寫的串行器件，占用的資源 及其少 和 I/O 線， 而且這種模塊是 支持在線編程 的 ， 所以當(dāng)它進行數(shù)據(jù)實時的存取十分快捷 。 AT24C02 中帶有的片內(nèi)地址寄存器 ， 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。所有字節(jié)均以單一操作方式讀取。為降低總的寫入時間，一次操作可寫入多達 8個字節(jié)的數(shù)據(jù)。 I2C 總線是一種用于 IC 器件之間連接的二線制總線。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。 AT24C02 正是運用了 IC 規(guī)程，使用主 /從機雙向通信，主機 (通常為單片機 )和從機 (AT24C02)均可工作于接收器和發(fā)送器狀態(tài)。主機產(chǎn)生串行時鐘信號 (通過 SCL 引腳 )并發(fā)出控制字，控制總線的傳送方向，并產(chǎn)生開始和停止的條件。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。 AT24C02 的控制字由 8 位二進制數(shù)構(gòu)成，在開始信號發(fā)出以后，主機便會發(fā)出控制字，以選擇從機并控制總線傳送的方向。 管腳描述： SCL 為串行時鐘：串行時鐘輸入管腳用于產(chǎn)生器件所有數(shù)據(jù)發(fā)送或接收的時鐘這是一個輸入管腳。 SDL 為串行數(shù)據(jù) /地址：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 SDL，是一個開漏輸出管腳可與其它開漏輸出或集電極開路輸出進行線或。 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。 WP 為寫保護：如果 WP 管腳連接到 Vcc 所有的內(nèi)容都被寫保護只能讀當(dāng) WP, 管腳連接到 Vss 或懸 空 ,允許器件進行正常的讀 /寫操作 [12]。管腳圖如圖 所示。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 17 圖 34 AT24C02 引腳圖 顯示電路（ LED1602） LCD1602:所謂的 1602即是 16 字符 *2 行的字符型 LCD 顯示器，它由 32 個字符點陣塊組成，每個字符點陣塊由 5 7或 5 10個點陣組成，可以顯示 ASCII碼表中的所有可視的字符。它內(nèi)置了字符產(chǎn)生器 ROM(CGROM)、字符產(chǎn)生器RAM(CGRAM)和顯示數(shù)據(jù) RAM（ DDRAM）。 CGROM 中內(nèi)置了 192 個常用字符 的字模，CGRAM 包含 8 個字節(jié)的 RAM，可存放 操作者 自定義的字符， DDRAM 就是用來寄存待顯示的字符代碼。 1602 液晶顯示器以其微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧的諸多優(yōu)點，在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用 1602 引腳及其具體功能如下表： 表 32 1602 引腳及功能 編號 符號 引腳說明 編號 符號 引腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 Data I/O 2 VDD 電源正極 10 D3 Data I/O 3 VL 液晶顯示偏壓信號 11 D4 Data I/O 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇端（ H/L） 12 D5 Data I/O 5 R/W 讀 /寫選擇端 (H/L) 13 D6 Data I/O 6 E 使能信號 14 D7 Data I/O 7 D0 Data I/O 15 BLA 背光源正極 8 D1 Data I/O 16 BLK 背光源負極 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 18 LCD1602 基本操作時序 1） 讀操作時序圖 圖 35 讀操作時序圖 2） 寫操作時序圖 圖 36 寫操作時序圖 3）時序參數(shù)表 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 19 表 33 時序參數(shù)表 時序參數(shù) 符號 極限值 單位 測試條件 最小 值 典型值 最大值 E 信號周期 tc 400 ns 引腳E E 脈沖寬度 tpw ,tF 150 ns E 上升 /下降沿時間 tR 25 ns 地址建立時間 tsp1 30 ns 引腳E 、RS 、R/W 地址保持時間 tHD1 10 ns 數(shù)據(jù)建立時間（讀操作） tD 100 ns 引腳 DB0～DB7 數(shù)據(jù)保持時間（讀操作） tHD2 20 ns 數(shù)據(jù)建立時間（寫操作） tsp2 40 ns 數(shù)據(jù)保持時間（寫操作） tHD2 10 ns 表 34 狀態(tài)字說明 STA7 D7 STA6 D6 STA5 D5 STA4 D4 STA3