【文章內(nèi)容簡介】 的輸入端，XTAL2則懸空。由于外部時(shí)鐘信號是通過一個2分頻觸發(fā)器后作為內(nèi)部時(shí)鐘信號的，所以對外部時(shí)鐘信號的占空比沒有特殊要求，但最小高電平持續(xù)時(shí)間和最大的低電平持續(xù)時(shí)間應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的要求。 圖26 單片機(jī)自激震蕩電路由于單片機(jī)有內(nèi)部振蕩器，所以本設(shè)計(jì)采用圖27的晶振電路：圖27 晶振電路 芯片擦除 整個PEROM陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms 來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。 此外，AT89C51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU停止工作。但RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復(fù)位為止。 開鎖機(jī)構(gòu) 用戶通過LCD提示信息，用鍵盤輸入正確密碼，從而達(dá)到開鎖的目的。當(dāng)用戶輸入的密碼正確并且是在按下確定鍵的話，單片機(jī)便輸出開門信號，送到開鎖驅(qū)動電路，然后驅(qū)動電磁鎖，達(dá)到開門的目的。電路驅(qū)動和開鎖兩級組成。由D三極管組成驅(qū)動電路，其中三極管可以選擇普通的小功率三極管如9019018都可以滿足要求；開鎖部分由繼電器實(shí)現(xiàn)，繼電器的選用要視情況而定，但是吸合力要足夠且由一定的余量。 D1作為開鎖的提示，當(dāng)輸入密碼正確時(shí)，D1亮；本設(shè)計(jì)電子鎖控制電路主要由繼電器、三極管和發(fā)光二極管構(gòu)成。電子鎖控制電路圖如圖236所示： 圖28 電磁鎖控制電路圖繼電器線圈的一個引腳接電源正極，另一端接NPN三極管的集電極。三極管的基極通過一個電阻接單片機(jī)的引腳。當(dāng)LOCKCON輸出高電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，繼電器線圈得電，觸點(diǎn)閉合，相當(dāng)于電子鎖閉鎖；當(dāng)LOCKCON輸出低電平時(shí)，三極管截止，繼電器線圈失電，觸點(diǎn)釋放，發(fā)光二極管D1亮，相當(dāng)于電子鎖開鎖。圖中普通二極管是繼電器線圈的續(xù)流二極管，為感應(yīng)電動勢提供回路，以免損壞三極管。 鍵盤設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)就采用行列式鍵盤，同時(shí)也能減少鍵盤與單片機(jī)接口時(shí)所占用的I/O線的數(shù)目，在按鍵比較多的時(shí)候，通常采用這樣方法。 每一條水平（行線）與垂直線（列線）的交叉處不相通，而是通過一個按鍵來連通，利用這種行列式矩陣結(jié)構(gòu)只需要N條行線和M條列線，即可組成具有NM個按鍵的鍵盤。 在這種行列式矩陣鍵盤非鍵盤編碼的單片機(jī)系統(tǒng)中，鍵盤處理程序首先執(zhí)行等待按鍵并確認(rèn)有無按鍵按下的程序段。 （1）44矩陣鍵盤的工作原理 在鍵盤中按鍵數(shù)量較多時(shí)，為了減少I/O口的占用，通常將按鍵排列成矩陣形式，如下圖所示。在矩陣式鍵盤中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過一個按鍵加以連接。這樣，一個端口（如P1口）就可以構(gòu)成4*4=16個按鍵，比之直接將端口線用于鍵盤多出了一倍，而且線數(shù)越多，區(qū)別越明顯，比如再多加一條線就可以構(gòu)成20鍵的鍵盤，而直接用端口線則只能多出一鍵（9鍵）。由此可見，在需要的鍵數(shù)比較多時(shí)，采用矩陣法來做鍵盤是合理的。（2）掃描原理 把每個鍵都分成水平和垂直的兩端接入，比如說掃描碼是從垂直的入，那就代表那一行所接收到的掃描碼是同一個bit，而讀入掃描碼的則是水平，掃描的動作是先輸入掃描碼，再去讀取輸入的值，經(jīng)過比對之后就可知道是哪個鍵被按下。 比如說掃描碼送入01111111，而后面的1111是讓讀取的4行接腳先設(shè)為VDD，若此時(shí)第一行的第三列按鍵被按下，那讀取的結(jié)果就會變成01111101（注意1111變成1101），其中LSB的第三個bit會由1變成0，這是因?yàn)檫@個按鍵被按下之后，會被垂直的掃描碼電位short，而把讀取的LSB的bit電位拉到0，此即為掃描原理。 由於這種按鍵是機(jī)械式的開關(guān)，當(dāng)按鍵被按下時(shí)，鍵會震動一小段時(shí)間才穩(wěn)定，為了避免讓8051誤判為多次輸入同一按鍵。 我們必須在偵測到有按鍵被按下，就Delay一小段時(shí)間，使鍵盤以達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)，再去判讀所按下的鍵，就可以讓鍵盤的輸入穩(wěn)定。圖29為鍵盤整體?？驁D： 圖29 鍵盤整體模框圖 顯示電路設(shè)計(jì) 顯示設(shè)計(jì)采用字符型液晶屏設(shè)計(jì)，由單片機(jī)的P0口控制顯示，～。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)置的為達(dá)到界面友好的目的，顯示部分由液晶顯示LCD1602取代普通的數(shù)碼管完成。開鎖時(shí)，按下鍵盤上的開鎖按鍵后，利用鍵盤上的數(shù)字鍵0－9輸入密碼，每按下一個數(shù)字鍵后在顯示器上顯示一個*，輸入多少位就顯示多少個*。當(dāng)密碼輸入完成時(shí)，按下確認(rèn)鍵，如果輸入的密碼正確的話， LCD顯示“IUPUT RIGHT”，使三極管導(dǎo)通，電磁鐵吸合，繼電器開關(guān)跳轉(zhuǎn)，電子密碼鎖被打開，如果密碼不正確，LCD顯示屏?xí)@示“IUPUT ERROR”，電子密碼鎖不能打開。通過LCD顯示屏，可以清楚地判斷出密碼鎖所處的狀態(tài)。電路圖如圖210所示：圖210 LCD液晶顯示電路圖 電路設(shè)計(jì)總圖Proteus軟件是Labcenter Electronics公司的一款電路設(shè)計(jì)與仿真軟件，它包括ISIS、ARES等軟件模塊，ARES模塊主要用來完成PCB的設(shè)計(jì)，而ISIS模塊用來完成電路原理圖的布圖與仿真。Proteus的軟件仿真基于VSM技術(shù)，它與其他軟件最大的不同也是最大的優(yōu)勢就在于它能仿真大量的單片機(jī)芯片，比如MCS51系列、PIC系列等等，以及單片機(jī)外圍電路，比如鍵盤、LED、LCD等等。通過Proteus軟件的使用我們能夠輕易地獲得一個功能齊全、實(shí)用方便的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室。 本密碼鎖采用proteus進(jìn)行電路圖設(shè)計(jì)，經(jīng)過元件選型，用萬能實(shí)驗(yàn)版進(jìn)行硬件焊接，以實(shí)現(xiàn)硬件部分。圖211為proteus設(shè)計(jì)的密碼鎖電路圖整體電路圖： 圖211 設(shè)計(jì)整體電路圖第3章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)總體流程因設(shè)計(jì)主要是作用匯編語言來開發(fā)的51單片機(jī)項(xiàng)目程序，所以首先必須有一個可以在Windows XP或Windows vista操作系統(tǒng)下執(zhí)行的匯編語言編譯器，本設(shè)計(jì)采用Keil編譯器進(jìn)行編程，因?yàn)樗梢灾С忠幌盗械?1單片機(jī)。圖31為主程序流程圖： 圖31 主程序的流程圖 主程序模塊主程序主要是完成系統(tǒng)初始化、設(shè)置中斷向量、檢查有無鍵按下、以及調(diào)用顯示等等。主程序部分如下所示： en bit 。 rw bit 。 rs bit 。 display equ p0 。將lcd的顯示端口連接到p0口上 speaker bit 。 led bit 。 open bit 。 returnbit bit 。 ORG 0000h 。程序開始地址 LJMP start。 ORG 000bh。 LJMP intermit_t0。 ORG 001bh。 LJMP intermit_t1。 ORG 0030h。 start: MOV sp,60h。 lcall sy s_initialization 。調(diào)用子程序sys_initialization 鍵盤掃描及程序流程圖 鍵盤采用查詢的方式，放在主程序中，當(dāng)沒有按鍵按下的時(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。（1）矩陣式鍵盤的按鍵識別方法：確定矩陣式鍵盤上何鍵被按下介紹一種“行掃描法”。行掃描法：行掃描法又稱為逐行（或列）掃描查詢法，是一種最常用的按鍵識別方法，如上圖所示鍵盤，介紹過程如下。 將全部行線Y0Y3置低電平，然后檢測列線的狀態(tài)。只要有一列的電平為低，則表示鍵盤中有鍵被按下，而且閉合的鍵位于低電平線與4根行線相交叉的4個按鍵之中。若所有列線均為高電平，則鍵盤中無鍵按下。 在確認(rèn)有鍵按下后，即可進(jìn)入確定具體閉合鍵的過程。其方法是：依次將行線置為低電平，即在置某根行線為低電平時(shí)，其它線為高電平。在確定某根行線位置為低電平后，再逐行檢測各列線的電平狀態(tài)。若某列為低，則該列線與置為低電平的行線交叉處的按鍵就是閉合的按鍵。（2）下面給出一個具體的例子：單片機(jī)的P1口用作鍵盤I/O口，鍵盤的列線接到P1口的低4位，鍵盤的行線接到P1口的高4位。+5V。4根行線和4根列線形成16個相交點(diǎn)?！?”，“1”，則無鍵閉合，否則有鍵閉合。當(dāng)檢測到有鍵按下后，延時(shí)一段時(shí)間再做下一步的檢測判斷。，應(yīng)識別出是哪一個鍵閉合。方法是對鍵盤的行線進(jìn)行掃描。：　　 1 1 1 0　　 1 1 0 1　　 1 0 1 1　　 0 1 1 1，若全為“1”，則表示為“0”這一行沒有鍵閉合，否則有鍵閉合。由此得到閉合鍵的行值和列值，然后可采用計(jì)算法或查表法將閉合鍵的行值和列值轉(zhuǎn)換成所定義的鍵值其程序流程如圖32所示:圖32 鍵盤掃描程序流程圖 系統(tǒng)密碼及開鎖程序流程圖 由于設(shè)計(jì)是分模塊化進(jìn)行，所以子程序是整體軟件系統(tǒng)的組成部分，子程序不但可以使程序化整為零，使其復(fù)雜簡單化，同時(shí)也方便閱讀，修改等，每個功能模塊都有它自己的子程序，在本設(shè)計(jì)中是用LCD顯示數(shù)據(jù)，所以就要用到顯示子程序，設(shè)計(jì)中用的是矩陣鍵盤，所以就用到鍵盤掃描子程序，例如還有顯示初始化子程序、LCD忙檢測子程序、關(guān)閉狀態(tài)顯示子程序、開鎖狀態(tài)顯示子程序、密碼輸入及修改狀態(tài)顯示子程序、密碼輸入錯誤后的提示子程序等。如下圖33