【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 _ . . C _ . _ . O _ _ _ 1 . _ _ _ _ D _ . . P . _ _ . 2 . . _ _ E . Q _ _ . _ 3 . . . _ _ F . . _ . R . _ . 4 . . . . _ G _ _ . S . . . 5 . . . . . H . . . . T _ 6 _ . . . . I . . U . . _ 7 _ _ . . . J . _ _ _ V . . . _ 8 _ _ _ . . K _ . _ W . _ _ 9 _ _ _ _ . L . _ . . X _ . . _ 0 _ _ _ _ _ 基于 51 單片機(jī)電子密碼鎖設(shè)計(jì) 8 注：摩斯碼用在數(shù)字電路中“－”表示 1，“ .”表示 0，如 0翻譯成二進(jìn)制數(shù)為 11111H，十六進(jìn)制數(shù)為 1FH。 本電路設(shè)計(jì)只取 0～ 9數(shù)字作密碼有效數(shù)字，如果輸入其它字符則無(wú)效。 本設(shè)計(jì)用到的數(shù)字的摩斯碼和二進(jìn)制對(duì)照 數(shù)字 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 摩斯碼 11111 01111 00111 00011 00001 00000 10000 11000 11100 11110 2進(jìn)制 11111 01111 00111 00011 00001 00000 10000 11000 11100 11110 系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)： 本系統(tǒng)電路主芯片 AT89C51，晶振和兩個(gè)電容組成的時(shí)鐘脈沖，一個(gè)電阻和一個(gè)電解電容和一個(gè)按鍵組成的復(fù)位電路，一個(gè) 8 段數(shù)碼管構(gòu)成的密碼顯示器，一個(gè)蜂鳴器， 5 個(gè)LED，一個(gè) NPN 三極管加上一個(gè)繼電器組成的驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成了系統(tǒng)電路。 晶振時(shí)鐘電路 單片機(jī) XIAL1 和 XIAL2 分別接 30PF 的電容，中間再并個(gè) 12MHZ 的晶振，形成單片機(jī)的晶振電路。 基于 51 單片機(jī)電子密碼鎖設(shè)計(jì) 9 晶振電路 復(fù)位電路設(shè)計(jì) 復(fù)位電路 串口引腳功能介紹 單片的 P1 口外接 1 位 8 段數(shù)碼管，作為密碼輸入顯示器； INT0 外接蜂鳴器，當(dāng) INT0被置 0 時(shí)，蜂鳴器發(fā)出聲音； P0 口外接發(fā)光二極管用作系統(tǒng)工作狀態(tài)提示。 其它引腳 ALE 引腳懸空，復(fù)位引腳接到復(fù)位電路、 VCC 接電源、 VSS 接地、 EA 接電源 電路圖的繪制 用 PROTEL 99 SE繪制的完整電路圖 如下： 基于 51 單片機(jī)電子密碼鎖設(shè)計(jì) 10 系統(tǒng)電路圖 基于 51 單片機(jī)電子密碼鎖設(shè)計(jì) 11 八段數(shù)碼管顯示你的摩斯按鍵是否正確對(duì)應(yīng)你要輸入的數(shù)字密碼。由于采取上電設(shè)置密碼的編程方法復(fù)位鍵即密碼修改鍵設(shè)置在門(mén)后，要打開(kāi)門(mén)才能修改密碼。設(shè)置密碼后若輸入密碼不對(duì)的前兩次 5秒報(bào)警，最后一次 10分鐘報(bào)警 ,摩斯按發(fā)錯(cuò)誤除外 (但有兩秒報(bào)警，并且須全部密碼重新輸入 )。本電路設(shè)置四位密碼，由于每位數(shù)字鍵均由五位摩斯碼構(gòu)成則要輸入 20次摩斯碼鍵！！ （綠色） “ 滴 ” 顯示，（黃色） “ 嗒 ” 音顯 示， （紅色）摩斯碼按法錯(cuò)誤或密碼錯(cuò)誤， （藍(lán)色）表示該電路已設(shè)置了密碼，等待輸入密碼進(jìn)行比較 。 PROTEL繪制的 PCB板： 系統(tǒng) PCB板 。 元器件采購(gòu) 元器件清單 基于 51 單片機(jī)電子密碼鎖設(shè)計(jì) 12 原件名稱 備注 單片機(jī) AT89C51 電阻 R1， R2 10K， 100K 各一只 電解電容 C3 100F 無(wú)極電容 C1， C2 30VF 數(shù)碼管 一只 5V 蜂鳴器 一只 晶振 12MHZ 三極管 9014 一個(gè) 按健 S1， S2 各一個(gè) 12V 繼電器 一個(gè) LED D1， D2， D3， D4 綠，黃，紅，藍(lán)各一個(gè) 2 極管 4004 1 只 萬(wàn)能電路板 1 塊 經(jīng)采購(gòu)繼電器沒(méi)有買(mǎi)到，所以原電路的輸出電路 3 極管的繼電器改為 LED 燈，只要電路IC 經(jīng)密碼輸入后能點(diǎn)亮 LED 燈則電路設(shè)計(jì)要求達(dá)到。 四．軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)整體思路 一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)要完成各項(xiàng)功能，首先必須有較完善的硬件作保證。同時(shí)還必須得到相應(yīng)設(shè)計(jì)合理的軟件的支持，尤其是微機(jī)應(yīng)用高速發(fā)展的今天，許多由硬件完成的工作，都可通過(guò)軟件編程而代替。甚至有些必須采用很復(fù)雜的硬件電路才能完 成的工作，用軟件編程有時(shí)會(huì)變得很簡(jiǎn)單，如數(shù)字濾波，信號(hào)處理等。因此充分利用其內(nèi)部豐富的硬件資源和軟件資源，采用與 C51 系列單片機(jī)相對(duì)應(yīng)的 51 匯編語(yǔ)言和結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法進(jìn)行軟件編程。 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言有三種：機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言。機(jī)器語(yǔ)言是機(jī)器唯一能“懂”的語(yǔ)言，用匯編語(yǔ)言或高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)的程序（稱為源程序）最終都必須翻譯成機(jī)器語(yǔ)言的程序（成為目標(biāo)程序），計(jì)算機(jī)才能“看懂”，然后逐一執(zhí)行。 高級(jí)語(yǔ)言是面向問(wèn)題和計(jì)算過(guò)程的語(yǔ)言，它可通過(guò)于各種不同的計(jì)算機(jī)，用戶編程時(shí)不必仔細(xì)了解所用的計(jì)算機(jī)的具體性能與指令系 統(tǒng)，而且語(yǔ)句的功能強(qiáng)，常常一個(gè)語(yǔ)句已相當(dāng)于很多條計(jì)算機(jī)指令，于是用高級(jí)語(yǔ)言編制程序的速度比較快，也便于學(xué)習(xí)和交流，基于 51 單片機(jī)電子密碼鎖設(shè)計(jì) 13 但是本系統(tǒng)卻選用了匯編語(yǔ)言。原因在于，本系統(tǒng)是編制程序工作量不大、規(guī)模較小的單片機(jī)微控制系統(tǒng)，使用匯編語(yǔ)言可以不用像高級(jí)語(yǔ)言那樣占用較多的存儲(chǔ)空間，適合于存儲(chǔ)容量較小的系統(tǒng)。 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程圖 開(kāi)始 系統(tǒng)喚醒上電 系統(tǒng)等待密碼輸入 密碼輸入完畢 密碼比較 開(kāi)門(mén) 輸入正確 密碼錯(cuò)誤 輸入錯(cuò)誤未滿 3次 輸入錯(cuò)誤滿 3次 報(bào)警 主人是否要修改密碼 是 否 糸統(tǒng)返回 輸入新密碼 密碼保存后糸統(tǒng)返回 基于 51 單片機(jī)電子密碼鎖設(shè)計(jì) 14 五．程序調(diào)試 把也寫(xiě)好的匯編語(yǔ)言程序的載入軟件調(diào)試工具，檢查軟件是 否有設(shè)法錯(cuò)誤，再根據(jù)軟件提示對(duì)本程序進(jìn)行修改，直到?jīng)]有錯(cuò)誤再生成單片機(jī)能運(yùn)行的機(jī)器碼，再用 51 開(kāi)發(fā)板或其它單怎機(jī)寫(xiě)入工具把機(jī)器碼寫(xiě)入單片機(jī)進(jìn)行實(shí)際的程序調(diào)試，根據(jù)實(shí)際情況再對(duì)程序的不足加以修改，直到滿足設(shè)計(jì)要求。 程序調(diào)試用到的軟件及工具 調(diào)試本程序需要用到 KEIL C51，及 51 開(kāi)發(fā)板一塊及其配套的下載燒錄軟件 KEIL C51 簡(jiǎn)介 Keil C51 是美國(guó) Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機(jī) C 語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C 語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明 顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。用過(guò)匯編語(yǔ)言后再使用 C 來(lái)開(kāi)發(fā)，體會(huì)更加深刻。 Keil C51 軟件提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開(kāi)發(fā)調(diào)試工具，全 Windows 界面。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到 Keil C51 生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開(kāi)發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。 C51 工具包的整體結(jié)構(gòu)： uVision 與 Ishell 分別是 C51 for Windows 和 for Dos 的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境 (IDE)，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿 真等整個(gè)開(kāi)發(fā)流程。開(kāi)發(fā)人員可用 IDE 本身或其它編輯器編輯 C 或匯編源文件。然后分別由 C51 及 A51 編譯器編譯生成目標(biāo)文件 (.OBJ)。目標(biāo)文件可由 LIB51 創(chuàng)建生成庫(kù)文件，也可以與庫(kù)文件一起經(jīng) L51 連接定位生成絕對(duì)目標(biāo)文件 (.ABS)。 ABS 文件由 OH51 轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的 Hex 文件，以供調(diào)試器dScope51 或 tScope51 使用進(jìn)行源代碼級(jí)調(diào)試，也可由仿真器使用直接對(duì)目標(biāo)板進(jìn)行調(diào)試，也可以直接寫(xiě)入程序存貯器如 EPROM 中。 基于 51 單片機(jī)電子密碼鎖設(shè)計(jì) 15 調(diào)試過(guò)程 首先打開(kāi) KEIL C51 主程序，新建工程，新建文本框?qū)懭氤绦?，保存，檢查是否有語(yǔ)法錯(cuò)誤，經(jīng)反復(fù)檢查無(wú)誤后匯編，生成 51 單片機(jī)可執(zhí)行的 HEX 文件。然后用 51 開(kāi)發(fā)板相匹配的燒錄軟件把 HEX 文件寫(xiě)入單片機(jī)。 基于 51 單片機(jī)電子密碼鎖設(shè)計(jì) 16 keil c51 調(diào)試介面 圖 5－ 2 單片機(jī)燒錄軟件介面 基于 51 單片機(jī)電子密碼鎖設(shè)計(jì) 17 六．總結(jié)與展望 實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)然也是檢驗(yàn)學(xué)習(xí)成果的標(biāo)準(zhǔn)。在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的學(xué)習(xí)之后，我們需要了解自己的所學(xué)應(yīng)該如何應(yīng)用在實(shí)踐中，因?yàn)槿魏沃R(shí)都源于實(shí)踐，歸于實(shí)踐，所以要將所學(xué)的知識(shí)在實(shí)踐中來(lái)檢驗(yàn)。 在做課 程設(shè)計(jì) 期間，在老師的指導(dǎo)下，通過(guò)自身的不斷努力，無(wú)論是思想上，學(xué)習(xí)上，都取得了長(zhǎng)足的發(fā)展和巨大的收獲，現(xiàn)將總結(jié)如下：思想上，學(xué)會(huì)了用科學(xué)的精神去解決問(wèn)題。很多事情看起來(lái)是很簡(jiǎn)單的問(wèn)題，但實(shí)際做起來(lái)去會(huì)發(fā)現(xiàn)有許多奧妙！這是因?yàn)槠渲刑N(yùn)含著許多科學(xué)的問(wèn)題。運(yùn)用科學(xué)的方法去解決問(wèn)題，這是我這次實(shí)訓(xùn)給我?guī)?lái)的思想上的改變。學(xué)習(xí)上 ，使自已在大學(xué)所以的知識(shí)在這次得到實(shí)踐，學(xué)到一些書(shū)本上無(wú)法學(xué)到的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)電子元件有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí) 。 電子鎖是信息化時(shí)代發(fā)展的產(chǎn)物，應(yīng)時(shí)而生，我相信隨著科技的不斷發(fā)展，將來(lái)的電子鎖一定更加完美， 更加人性化，更加便宜，更加安全。 基于 51 單片機(jī)電子密碼鎖設(shè)計(jì) 18 致 謝 在本次 課程 計(jì)過(guò)程中， 牛 老