【文章內容簡介】 的輸入端，XTAL2則懸空。由于外部時鐘信號是通過一個2分頻觸發(fā)器后作為內部時鐘信號的，所以對外部時鐘信號的占空比沒有特殊要求，但最小高電平持續(xù)時間和最大的低電平持續(xù)時間應符合產品技術條件的要求。 圖26 單片機自激震蕩電路由于單片機有內部振蕩器，所以本設計采用圖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)被重復編程以前，該操作必須被執(zhí)行。 此外，AT89C51設有穩(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，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存RAM的內容并且凍結振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復位為止。 開鎖機構 用戶通過LCD提示信息，用鍵盤輸入正確密碼，從而達到開鎖的目的。當用戶輸入的密碼正確并且是在按下確定鍵的話，單片機便輸出開門信號，送到開鎖驅動電路，然后驅動電磁鎖，達到開門的目的。電路驅動和開鎖兩級組成。由D三極管組成驅動電路，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，當輸入密碼正確時，D1亮；本設計電子鎖控制電路主要由繼電器、三極管和發(fā)光二極管構成。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的引腳。當LOCKCON輸出高電平時，三極管導通，繼電器線圈得電，觸點閉合，相當于電子鎖閉鎖；當LOCKCON輸出低電平時，三極管截止，繼電器線圈失電，觸點釋放，發(fā)光二極管D1亮，相當于電子鎖開鎖。圖中普通二極管是繼電器線圈的續(xù)流二極管，為感應電動勢提供回路，以免損壞三極管。 鍵盤設計 本設計就采用行列式鍵盤，同時也能減少鍵盤與單片機接口時所占用的I/O線的數(shù)目，在按鍵比較多的時候，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構只需要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系統(tǒng)中，鍵盤處理程序首先執(zhí)行等待按鍵并確認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，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，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行接腳先設為VDD，若此時第一行的第三列按鍵被按下，那讀取的結果就會變成01111101（注意1111變成1101），其中LSB的第三個bit會由1變成0，這是因為這個按鍵被按下之后，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。 由於這種按鍵是機械式的開關，當按鍵被按下時，鍵會震動一小段時間才穩(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一小段時間，使鍵盤以達穩(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為鍵盤整體模框圖： 圖29 鍵盤整體?？驁D 顯示電路設計 顯示設計采用字符型液晶屏設計，由單片機的P0口控制顯示，～。本系統(tǒng)設計的顯示電路是為了給使用者以提示而設置的為達到界面友好的目的，顯示部分由液晶顯示LCD1602取代普通的數(shù)碼管完成。開鎖時，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*。當密碼輸入完成時，按下確認鍵，如果輸入的密碼正確的話， LCD顯示“IUPUT RIGHT”，使三極管導通，電磁鐵吸合，繼電器開關跳轉，電子密碼鎖被打開，如果密碼不正確，LCD顯示屏會顯示“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 電路設計總圖Proteus軟件是Labcenter Electronics公司的一款電路設計與仿真軟件，它包括ISIS、ARES等軟件模塊，ARES模塊主要用來完成PCB的設計，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，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芯片，比如MCS51系列、PIC系列等等，以及單片機外圍電路，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、實用方便的單片機實驗室。 本密碼鎖采用proteus進行電路圖設計，經過元件選型，用萬能實驗版進行硬件焊接，以實現(xiàn)硬件部分。圖211為proteus設計的密碼鎖電路圖整體電路圖： 圖211 設計整體電路圖第3章 系統(tǒng)軟件設計 系統(tǒng)軟件設計總體流程因設計主要是作用匯編語言來開發(fā)的51單片機項目程序，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，本設計采用Keil編譯器進行編程，因為它可以支持一系列的51單片機。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、設置中斷向量、檢查有無鍵按下、以及調用顯示等等。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，當沒有按鍵按下的時候，單片機循環(huán)主程序，一旦有按鍵按下，便轉向相應的子程序處理，處理結束再返回。（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。 在確認有鍵按下后，即可進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，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?！?”，“1”，則無鍵閉合，否則有鍵閉合。當檢測到有鍵按下后，延時一段時間再做下一步的檢測判斷。，應識別出是哪一個鍵閉合。方法是對鍵盤的行線進行掃描。：　　 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，然后可采用計算法或查表法將閉合鍵的行值和列值轉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 由于設計是分模塊化進行，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，使其復雜簡單化，同時也方便閱讀，修改等，每個功能模塊都有它自己的子程序，在本設計中是用LCD顯示數(shù)據(jù)，所以就要用到顯示子程序，設計中用的是矩陣鍵盤，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