【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 執(zhí)行過(guò)程。．開(kāi)鎖機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)通過(guò)單片機(jī)送給開(kāi)鎖執(zhí)行機(jī)構(gòu)，電路驅(qū)動(dòng)電磁鎖吸合，從而達(dá)到開(kāi)鎖的目的。AT89C51電磁閥開(kāi)鎖驅(qū)動(dòng)電路 密碼正確圖2－2 密碼鎖開(kāi)鎖機(jī)構(gòu)示意圖當(dāng)用戶(hù)輸入的密碼正確而且是在規(guī)定的時(shí)間及次數(shù)輸入之內(nèi)，單片機(jī)便輸出開(kāi)門(mén)信號(hào)，送到開(kāi)鎖驅(qū)動(dòng)電路，然后驅(qū)動(dòng)電磁鎖，達(dá)到開(kāi)門(mén)的目的。AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱(chēng)單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器。主要特性： 與MCS51 兼容 4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 壽命：1000寫(xiě)/擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年 全靜態(tài)工作：0Hz24MHz 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 1288位內(nèi)部RAM 32可編程I/O線 兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 5個(gè)中斷源 可編程串行通道 低功耗的閑置和掉電模式 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路管腳說(shuō)明： VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門(mén)電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫(xiě)1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門(mén)電流。P1口管腳寫(xiě)入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門(mén)電流，當(dāng)P2口被寫(xiě)“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門(mén)電流。當(dāng)P3口寫(xiě)入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。 P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示： RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷0） /INT1（外部中斷1） T0（記時(shí)器0外部輸入） T1（記時(shí)器1外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。 RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無(wú)效。 /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。 /EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET； XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。圖23 AT89C51芯片圖3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)為了使本電路更加簡(jiǎn)潔，本電子鎖的密碼鎖采用簡(jiǎn)單易學(xué)但不為多數(shù)人知道的摩期碼作為電路的密碼輸入。關(guān)于摩斯碼的介紹如下：摩斯密碼是20世紀(jì)使用較為廣泛的電報(bào)傳輸使用的一種編碼。電報(bào)最早是由美國(guó)的摩爾斯在1844年發(fā)明的，故也被叫做摩爾斯電碼。它由一個(gè)輸入按鍵在輸入時(shí)按住的間隔時(shí)間長(zhǎng)短組成來(lái)決定你的輸入：短促的點(diǎn)信號(hào) ．，讀 嘀 （Di）；保持一定時(shí)間的長(zhǎng)信號(hào)—，讀嗒 （Da）。間隔時(shí)間：嘀1t；嗒3t；滴嗒間1t；字母間3t；字間5t。表3－1字符—摩斯碼對(duì)照表字符摩斯碼字符摩斯碼字符摩斯碼A. _M_ _ Y_ . _ _B_ . . .N_ .Z _ _ . .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_ _ _ _ _ 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。表3－2 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0123456789摩斯碼111110111100111000110000100000100001100011100111102進(jìn)制11111011110011100011000010000010000110001110011110：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。圖3－1 晶振電路圖3－2 復(fù)位電路 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 顯示電路設(shè)計(jì)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?。。ňG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。用PROTEL 99 SE繪制的完整電路圖如下： 圖3－3 系統(tǒng)電路圖PROTEL繪制的PCB板：圖3－4 系統(tǒng)PCB板表3－3 元器件清單原件名稱(chēng)備注單片機(jī)AT89C51電阻R1，R210K，100K各一只電解電容C3100F無(wú)極電容C1，C230VF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40041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L(zhǎng)ED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。4 .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(chēng)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(hù)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，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)。開(kāi)始圖4－1 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖糸統(tǒng)返回否是密碼錯(cuò)誤主人是否要修改密碼開(kāi)門(mén)密碼保存后糸統(tǒng)返回輸入新密碼報(bào)警輸入錯(cuò)誤滿(mǎn)3次輸入錯(cuò)誤未滿(mǎn)3次密碼比較 系統(tǒng)喚醒上電系統(tǒng)等待密碼輸入輸入正確5 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(mǎn)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