【文章內容簡介】 執(zhí)行過程。．開鎖機構設計通過單片機送給開鎖執(zhí)行機構，電路驅動電磁鎖吸合，從而達到開鎖的目的。AT89C51電磁閥開鎖驅動電路 密碼正確圖2－2 密碼鎖開鎖機構示意圖當用戶輸入的密碼正確而且是在規(guī)定的時間及次數輸入之內，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。AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器。主要特性： 與MCS51 兼容 4K字節(jié)可編程閃爍存儲器 壽命：1000寫/擦循環(huán) 數據保留時間：10年 全靜態(tài)工作：0Hz24MHz 三級程序存儲器鎖定 1288位內部RAM 32可編程I/O線 兩個16位定時器/計數器 5個中斷源 可編程串行通道 低功耗的閑置和掉電模式 片內振蕩器和時鐘電路管腳說明： VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數據存儲器，它可以被定義為數據/地址的第八位。P1口：P1口是一個內部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內部上拉的緣故。 P2口：P2口為一個內部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被內部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內部上拉的緣故。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數據存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數據存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內容。 P3口：P3口管腳是8個帶內部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”后，它們被內部上拉為高電平，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（記時器0外部輸入） T1（記時器1外部輸入） /WR（外部數據存儲器寫選通） /RD（外部數據存儲器讀選通） P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。 RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。 ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，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，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數據存儲器時，將跳過一個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，置位無效。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數據存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現。 /EA/VPP：當/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000HFFFFH），不管是否有內部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內部鎖定為RESET； XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。圖23 AT89C51芯片圖3 系統(tǒng)硬件設計為了使本電路更加簡潔，本電子鎖的密碼鎖采用簡單易學但不為多數人知道的摩期碼作為電路的密碼輸入。關于摩斯碼的介紹如下：摩斯密碼是20世紀使用較為廣泛的電報傳輸使用的一種編碼。電報最早是由美國的摩爾斯在1844年發(fā)明的，故也被叫做摩爾斯電碼。它由一個輸入按鍵在輸入時按住的間隔時間長短組成來決定你的輸入：短促的點信號 ．，讀 嘀 （Di）；保持一定時間的長信號—，讀嗒 （Da）。間隔時間：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_ _ _ _ _ 本電路設計只取0～9數字作密碼有效數字，如果輸入其它字符則無效。表3－2 本設計用到的數字的摩斯碼和二進制對照數字0123456789摩斯碼111110111100111000110000100000100001100011100111102進制11111011110011100011000010000010000110001110011110：本系統(tǒng)電路主芯片AT89C51，晶振和兩個電容組成的時鐘脈沖，一個電阻和一個電解電容和一個按鍵組成的復位電路，一個8段數碼管構成的密碼顯示器，一個蜂鳴器，5個LED，一個NPN三極管加上一個繼電器組成的驅動電路構成了系統(tǒng)電路。 晶振時鐘電路單片機XIAL1和XIAL2分別接30PF的電容，中間再并個12MHZ的晶振，形成單片機的晶振電路。圖3－1 晶振電路圖3－2 復位電路 單片的P1口外接1位8段數碼管，作為密碼輸入顯示器；INT0外接蜂鳴器，當INT0被置0時，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，復位引腳接到復位電路、VCC接電源、VSS接地、EA接電源 顯示電路設計八段數碼管顯示你的摩斯按鍵是否正確對應你要輸入的數字密碼。由于采取上電設置密碼的編程方法復位鍵即密碼修改鍵設置在門后，要打開門才能修改密碼。設置密碼后若輸入密碼不對的前兩次5秒報警，最后一次10分鐘報警,摩斯按發(fā)錯誤除外(但有兩秒報警，并且須全部密碼重新輸入)。本電路設置四位密碼，由于每位數字鍵均由五位摩斯碼構成則要輸入20次摩斯碼鍵！?。ňG色）“滴”顯示，（黃色）“嗒”音顯示，（紅色）摩斯碼按法錯誤或密碼錯誤，（藍色）表示該電路已設置了密碼，等待輸入密碼進行比較。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備注單片機AT89C51電阻R1，R210K，100K各一只電解電容C3100F無極電容C1，C230VF數碼管一只5V蜂鳴器一只晶振12MHZ三極管9014一個按健S1，S2各一個12V繼電器一個LED D1，D2，D3，D4綠，黃，紅，藍各一個2極管40041只萬能電路板1塊經采購繼電器沒有買到，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經密碼輸入后能點亮LED燈則電路設計要求達到。4 .軟件設計 系統(tǒng)軟件設計整體思路一個應用系統(tǒng)要完成各項功能，首先必須有較完善的硬件作保證。同時還必須得到相應設計合理的軟件的支持，尤其是微機應用高速發(fā)展的今天，許多由硬件完成的工作，都可通過軟件編程而代替。甚至有些必須采用很復雜的硬件電路才能完成的工作，用軟件編程有時會變得很簡單，如數字濾波，信號處理等。因此充分利用其內部豐富的硬件資源和軟件資源，采用與C51系列單片機相對應的51匯編語言和結構化程序設計方法進行軟件編程。程序設計語言有三種：機器語言、匯編語言和高級語言。機器語言是機器唯一能“懂”的語言，用匯編語言或高級語言編寫的程序（稱為源程序）最終都必須翻譯成機器語言的程序（成為目標程序），計算機才能“看懂”，然后逐一執(zhí)行。高級語言是面向問題和計算過程的語言，它可通過于各種不同的計算機，用戶編程時不必仔細了解所用的計算機的具體性能與指令系統(tǒng)，而且語句的功能強，常常一個語句已相當于很多條計算機指令，于是用高級語言編制程序的速度比較快，也便于學習和交流，但是本系統(tǒng)卻選用了匯編語言。原因在于，本系統(tǒng)是編制程序工作量不大、規(guī)模較小的單片機微控制系統(tǒng)，使用匯編語言可以不用像高級語言那樣占用較多的存儲空間，適合于存儲容量較小的系統(tǒng)。開始圖4－1 系統(tǒng)程序設計結構圖糸統(tǒng)返回否是密碼錯誤主人是否要修改密碼開門密碼保存后糸統(tǒng)返回輸入新密碼報警輸入錯誤滿3次輸入錯誤未滿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 程序調試把也寫好的匯編語言程序的載入軟件調試工具，檢查軟件是否有設法錯誤，再根據軟件提示對本程序進行修改，直到沒有錯誤再生成單片機能運行的機器碼，再用51開發(fā)板或其它單怎機寫入工具把機器碼寫入單片機進行實際的程序調試，根據實際情況再對程序的不足加以修改，直到滿足設計要求。 程序調試用到的軟件及工具調試本程序需要用到KEIL C51，及51開發(fā)板一塊及其配套的下載燒錄軟件 KEIL C51簡介Keil C51是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上、結構性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學易用。用過匯編語言后再使用C來開發(fā)，體會更加深刻。Keil C51軟件提供豐富的庫函數和功能強大的