【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 XXX00XX0B Addressable —— —WDIDLEDISRTO — —DISALEBit 7 6 5 4 32 10一、保留為將來(lái)擴(kuò)展用途位DISALE ALE禁止/使用 DISALE 操作模式 0 ALE 輸出1/6震蕩時(shí)鐘頻率脈沖 1 ALE 僅在執(zhí)行MOVX或MOVC指令期間輸出脈沖DISRTO 禁止/使能復(fù)位輸出 DISRTO 0 復(fù)位引腳在WET溢出時(shí)變高1 復(fù)位引腳僅為輸入WDIDLE 禁止/使能IDLE模式的WDTWDIDLE 0 IDLE模式WDT繼續(xù)計(jì)數(shù)1 IDLE模式WDT停止計(jì)數(shù)雙時(shí)鐘指針寄存器：為方便地訪問(wèn)內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，提供了兩個(gè)16位數(shù)據(jù)指針寄存儲(chǔ)器：PD0位于SFR區(qū)塊中的地址82H、83H和DP1位于地址84H、85H，當(dāng)SFR中的位DPS=0時(shí)選擇DP0,而DPS=1時(shí)選擇DP1。在使用前初始化DPS。表34 雙時(shí)鐘指針寄存器AUXR1 地址=A2H不可尋址位 復(fù)位狀態(tài)=XXXXXXX0B— — — — — — —DPSBit 7 6 5 4 3 2 1 0二、保留為今后擴(kuò)展用途DPS 數(shù)據(jù)指針選擇位 DPS 0 1 電源空閑標(biāo)志：電源空閑標(biāo)志（POF）在特殊功能寄存儲(chǔ)器SFR中PCON的第4位（）,電源打開(kāi)時(shí)POF置“1”,它可由軟件設(shè)置睡眠狀態(tài)并不為復(fù)位所影響。存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)：MCS51單片機(jī)內(nèi)核采用程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間分開(kāi)的結(jié)構(gòu)，均具有64KB外部程序和數(shù)據(jù)的尋址空間。程序存儲(chǔ)器：如果EA引腳接地（GND），全部程序均執(zhí)行外部存儲(chǔ)器。在AT89S51,假如接至VCC（電源＋），程序首先執(zhí)行從地址0000H－0FFFH（4KB）內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，再執(zhí)行地址為1000H－FFFFH（60KB）的外部程序存儲(chǔ)器。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器：在AT89C51的具有128字節(jié)的內(nèi)部RAM，這128字節(jié)可利用直接或間接尋址方式訪問(wèn)，堆棧操作可利用間接尋址方式進(jìn)行，128字節(jié)均可設(shè)置為堆棧區(qū)空間。第四章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 工作原理本設(shè)計(jì)主要由單片機(jī)、獨(dú)立式按鍵、數(shù)碼管顯示器和密碼存儲(chǔ)等部分組成。其中按鍵用于輸入數(shù)字密碼和進(jìn)行各種功能的實(shí)現(xiàn)。由用戶通過(guò)連接單片機(jī)的獨(dú)立式按鍵來(lái)輸入密碼，后經(jīng)過(guò)單片機(jī)對(duì)用戶輸入的密碼與自己保存的密碼進(jìn)行對(duì)比，從而判斷密碼是否正確，然后控制引腳的高低電平傳到開(kāi)鎖電路或者報(bào)警電路控制開(kāi)鎖還是報(bào)警。本系統(tǒng)共有兩部分構(gòu)成，即硬件部分與軟件部分。其中硬件部分由電源輸入部分、鍵盤(pán)輸入部分、復(fù)位部分、晶振部分、顯示部分、報(bào)警部分組成，軟件部分對(duì)應(yīng)的由主程序、初始化程序、數(shù)碼管顯示程序、鍵盤(pán)掃描程序、啟動(dòng)程序、關(guān)閉程序、鍵功能程序、密碼設(shè)置程序和延時(shí)程序等組成。其原理框圖如圖41所示。按鍵輸入復(fù)位電路晶振電路電源輸入顯示電路報(bào)警電路開(kāi)鎖電路AT89C51圖41 電子密碼鎖原理框圖 電路結(jié)構(gòu)在確定了選用什么型號(hào)的單片機(jī)后，就要確定在外圍電路，其外圍電路包括電源輸入部分、鍵盤(pán)輸入部分、復(fù)位部分、晶振部分、顯示部分、報(bào)警部分組成，根據(jù)實(shí)際情況鍵盤(pán)輸入部分選擇獨(dú)立式鍵盤(pán)，顯示部分選擇數(shù)碼管顯示?？倛D如圖42所示： 圖42 電路結(jié)構(gòu)圖 電源輸入電路密碼鎖主要控制部分電源需要用5V直流電源供電，而5V電源輸入時(shí)往往伴有雜波。這樣輸出的電壓一般能滿足要求。 鍵盤(pán)輸入電路本次設(shè)計(jì)采用的是獨(dú)立式按鍵鍵盤(pán)，密碼鎖的密碼由鍵盤(pán)輸入完成，本設(shè)計(jì)中使用的這個(gè)獨(dú)立鍵盤(pán)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。鍵盤(pán)的每個(gè)按鍵功能在程序設(shè)計(jì)中設(shè)置 。其大體功能（看鍵盤(pán)按鍵上的標(biāo)記）及與單片機(jī)引腳接法如圖43所示：圖43 按鍵輸入原理圖 首先辨別鍵盤(pán)中有無(wú)鍵按下，有單片機(jī)I/O口向鍵盤(pán)送全掃描字，然后讀入行線狀態(tài)來(lái)判斷。方法是：向行線輸出全掃描字00H，把全部列線置為低電平，然后將列線的電平狀態(tài)讀入累加器A中。如果有按鍵按下，總會(huì)有一根行線電平被拉至低電平從而使行線不全為1。判斷鍵盤(pán)中哪一個(gè)鍵被按下使通過(guò)將列線逐列置低電平后，檢查行輸入狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。方法是：依次給列線送低電平，然后查所有行線狀態(tài)，如果全為1，則所按下的鍵不在此列；如果不全為1，則所按下的鍵必在此列，而且是在與零電平行線相交的交點(diǎn)上的那個(gè)鍵。具體的功能設(shè)計(jì)如表4：表41 按鍵功能按 鍵鍵 名功 能 說(shuō) 明0—5鍵數(shù) 字 鍵輸 入 密 碼輸入鍵確 定 鍵比 較 密 碼清除 鍵清 除 鍵使 顯 示 器 清 零 LED顯示電路本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的顯示電路是為了給使用者以提示而設(shè)置的。本系統(tǒng)的顯示采用串行顯示的方式，只使用單片機(jī)的一個(gè)串行口，利用74EGMPX6CC發(fā)光顯示數(shù)碼就可以完成單片機(jī)的顯示功能，顯示電路的電路原理圖如圖44所示。—，B，C，G八個(gè)端口。通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)字和位控制。圖44 顯示電路原理圖 復(fù)位電路單片機(jī)復(fù)位是使CPU和系統(tǒng)中的其他功能部件都處在一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開(kāi)始工作，例如復(fù)位后PC＝0000H，使單片機(jī)從第—個(gè)單元取指令。無(wú)論是在單片機(jī)剛開(kāi)始接上電源時(shí)，還是斷電后或者發(fā)生故障后都要復(fù)位。在復(fù)位期間（即RST為高電平期間），P0口為高組態(tài)，P1－P3口輸出高電平；外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)PSEN無(wú)效。地址鎖存信號(hào)ALE也為高電平。根據(jù)實(shí)際情況選擇如圖45所示的復(fù)位電路。該電路在最簡(jiǎn)單的復(fù)位電路下增加了手動(dòng)復(fù)位按鍵，在接通電源瞬間，電容C1上的電壓很小，復(fù)位下拉電阻上的電壓接近電源電壓，即RST為高電平，在電容充電的過(guò)程中RST端電壓逐漸下降，當(dāng)RST端的電壓小于某一數(shù)值后，CPU脫離復(fù)位狀態(tài)，由于電容C1足夠大，可以保證RST高電平有效時(shí)間大于24個(gè)振蕩周期，CPU能夠可靠復(fù)位。增加手動(dòng)復(fù)位按鍵是為了避免死機(jī)時(shí)無(wú)法可靠復(fù)位。當(dāng)復(fù)位按鍵按下后電容C1通過(guò)R5放電。當(dāng)電容C1放電結(jié)束后，RST端的電位由R5與R6分壓比決定。由于R5R6 因此RST為高電平，CPU處于復(fù)位狀態(tài)，松手后，電容C1充電，RST端電位下降，CPU脫離復(fù)位狀態(tài)。R5的作用在于限制按鍵按下瞬間電容C1的放電電流，避免產(chǎn)生火花，以保護(hù)按鍵觸電。 晶振電路AT89C51引腳XTAL1和XTAL2與晶體振蕩器及電容CC1按圖46所示方式連接。晶振、電容C1／C2及片內(nèi)與非門(mén)（作為反饋、放大元件）構(gòu)成了電容三點(diǎn)式振蕩器，振蕩信號(hào)頻率與晶振頻率及電容CC2的容量有關(guān)，但主要由晶振頻率決定，范圍在0～33MHz之間，電容CC2取值范圍在5～30pF之間。根據(jù)實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)中采用12MHZ做系統(tǒng)的外部晶振。電容取值為20pF。原理圖如圖45所示。圖45 晶振電路原理圖 報(bào)警電路報(bào)警部分由陶瓷壓電發(fā)聲裝置及外圍電路組成，加電后不發(fā)聲，當(dāng)有鍵按下時(shí)，“?！甭?，每按一下，發(fā)聲一次，密碼正確時(shí)，不發(fā)聲直接開(kāi)鎖，當(dāng)密碼輸入錯(cuò)誤時(shí)，三極管T3導(dǎo)通轟鳴器發(fā)出噪鳴聲報(bào)警。如圖46為報(bào)警部分。圖46 報(bào)警部分原理圖 開(kāi)鎖電路在本次設(shè)計(jì)中，基于節(jié)省材料的原則，暫時(shí)用發(fā)光二極管代替電磁鎖，發(fā)光管亮，表示開(kāi)鎖；滅，表示沒(méi)有開(kāi)鎖。電路圖如47所示。，二極管發(fā)光，表示開(kāi)鎖。R3=330LEDPower以開(kāi)鎖信號(hào)指示圖47 開(kāi)鎖電路圖第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)由主程序、初始化程序、數(shù)碼管顯示程序、鍵功能程序和延時(shí)程序等組成。 模塊介紹該計(jì)程計(jì)價(jià)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)分為以下幾個(gè)模塊：主程序模塊、鍵盤(pán)掃描及識(shí)別子程序和顯示子程序。 主程序模塊主程序主要完成初始化、設(shè)置中斷向量、檢查有無(wú)按鍵按下、以及調(diào)用顯示等等。主程序的流程圖如下所示。 鍵盤(pán)掃描及識(shí)別子程序 鍵盤(pán)采用查詢(xún)的方式，放在主程序中，當(dāng)沒(méi)有按鍵按下的時(shí)候，單片機(jī)循環(huán)主程序，一旦有按鍵按下，便轉(zhuǎn)向相應(yīng)的子程序處理，處理結(jié)束再返回。其程序流程如圖52所示。 顯示子程序由于是分屏顯示數(shù)據(jù)，所以就要用到5個(gè)顯示子程序，分別是：關(guān)閉狀態(tài)顯示子程序（DIS_A）、開(kāi)鎖狀態(tài)顯示子程序（DIS_B）、密碼輸入狀態(tài)顯示子程序(DIS_C)、密碼輸入錯(cuò)誤后的提示子程序(DIS_D)。密碼在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)輸入錯(cuò)誤次數(shù)超過(guò)3次后的鎖定狀態(tài)顯示子程序(DIS_E)。 主程序流程圖如圖51所示為主程序流程圖，開(kāi)始接上電源，程序進(jìn)行初始化設(shè)置，然后在鍵盤(pán)上輸入密碼，此系統(tǒng)進(jìn)行鍵盤(pán)掃描，然后啟動(dòng)程序，進(jìn)行保護(hù)，再次在鍵盤(pán)上輸入密碼，系統(tǒng)進(jìn)行掃描，如和之前一樣，則執(zhí)行程序，如不是，則執(zhí)行另一種程序，最后結(jié)束。圖51 主程序流程圖N識(shí)別按鍵YYYNN全部按完？超時(shí)？比較密碼開(kāi)門(mén)結(jié)束自動(dòng)清除3次？鎖定開(kāi)始初始化有鍵按下？調(diào)用顯示啟動(dòng)定時(shí)NY 按鍵功能流程圖如圖52為按鍵功能流程圖，在按鍵當(dāng)中，有與清除、確認(rèn)的程序相對(duì)應(yīng)的按鍵，并按順序與輸入的數(shù)相比較，當(dāng)輸入正確時(shí)，進(jìn)入密碼程序，錯(cuò)誤時(shí)進(jìn)行清除。鍵功能程序鍵值＝‘輸入’？鍵值＝‘清除’？鍵值＝‘確認(rèn)’？密碼輸入程序清除程序確認(rèn)程序返回YYNNN圖52 按鍵功能流程圖 密碼比較和報(bào)警流程圖如圖53為密碼比較和報(bào)警流程圖，在輸入密碼時(shí)，每輸入以為系統(tǒng)都會(huì)自動(dòng)與所設(shè)密碼進(jìn)行比較，如果正確則繼續(xù)進(jìn)行下一位。用戶可以通過(guò)“清除”按鍵來(lái)清除輸入錯(cuò)誤的密碼。如果密碼輸入正確程序則自動(dòng)開(kāi)啟密碼鎖，如果輸入密碼錯(cuò)誤則提示密碼錯(cuò)誤，并返回進(jìn)行第二次密碼輸入。密碼輸入錯(cuò)誤三次后則啟動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。圖53 密碼比較和報(bào)警流程圖Y開(kāi)始比較第一位比較下一位6位比較完正確開(kāi)鎖清零3次則報(bào)警清除顯示記錄錯(cuò)誤次數(shù)YYNNN 開(kāi)鎖流程圖如圖54為開(kāi)鎖流程圖，開(kāi)始時(shí)輸入密碼，如果輸入正確，則開(kāi)鎖成功。如果輸入錯(cuò)誤則不開(kāi)鎖并有提示，如果錯(cuò)誤次數(shù)累計(jì)達(dá)到三次，則執(zhí)行報(bào)警程序并鎖定鍵盤(pán)15S，15S后錯(cuò)誤次數(shù)和信號(hào)清零。圖54 開(kāi)鎖流程圖初始化輸入密碼確認(rèn)程序所輸入密碼正確？Y開(kāi)鎖成功開(kāi)鎖程序輸入次數(shù)加1次數(shù)3?報(bào)警程序返回NYN 單片機(jī)資源的分配密碼的輸入與判斷需要定義4個(gè)變量。原始密碼存儲(chǔ)在數(shù)組init_val[6]中。鍵盤(pán)輸入的密碼存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)show_val[6]中，變量 key_index的值表示當(dāng)前按鍵是六位密碼中的哪一位，每輸入一個(gè)密碼數(shù)字該變量增一。密碼輸入錯(cuò)誤的次