【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 60 個(gè) 57 點(diǎn)陣字符和 32 個(gè) 510 點(diǎn)陣字符） ，具有 64 個(gè)字節(jié)的子定義字符 RAM,可自定義 8 個(gè) 58 點(diǎn)陣字符或四個(gè) 511 點(diǎn)陣字符，采用 STN、半透、正顯顯示方式，4 位或 8 位并口的通訊方式。3 密碼鎖的工作原理 系統(tǒng)工作原理簡(jiǎn)介該電子密碼鎖采用 4*4 鍵盤(pán)作為輸入信號(hào)，輸入到作為主機(jī) AT89S52 單片機(jī)，通過(guò)軟件編程的程序，做出判斷，結(jié)果再經(jīng) 1602LCD 液晶顯示器作為輸出顯示。晶振電路提供單片機(jī)運(yùn)行脈沖。每按一次鍵盤(pán)按鈕會(huì)通過(guò)蜂鳴器響一次，達(dá)到更好的控制效果。 AT89S52 單片機(jī) AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器。使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上 Flash 允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 AT89S52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。AT89S52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié) Flash，256 字節(jié) RAM，32 位 I/O 口線，看門(mén)狗定時(shí)器，2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè) 16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6 向量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，AT89S52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許 RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。圖31 AT89S52引腳結(jié)構(gòu)VCC: 電源GND: 地P0 口：P0 口是一個(gè) 8 位漏極開(kāi)路的雙向 I/O 口。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL邏輯電平。對(duì) P0 端口寫(xiě)“1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0 口也被作為低 8 位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下，P0 具有內(nèi)部上拉電阻。在 flash 編程時(shí)，P0 口也用來(lái)接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。P1 口：P1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，p1 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。對(duì) P1 端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。此外， 和 分別作定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 2 的外部計(jì)數(shù)輸入（）和時(shí)器/計(jì)數(shù)器 2 的觸發(fā)輸入（），具體如下表 31 所示。在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)，P1 口接收低 8 位地址字節(jié)。表 31 P1 口的第二功能表P2 口：P2 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。對(duì) P2 端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或用 16 位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行 MOVX @DPTR）時(shí)，P2 口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中，P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上發(fā)送 1。在使用 8 位地址（如 MOVX @RI）訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)，P2口也接收高 8 位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。P3 口：P3 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè)TTL 邏輯電平。對(duì) P3 端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。P3口亦作為 AT89S52 特殊功能（第二功能）使用，如表 32 所示。在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)，P3 口也接收一些控制信號(hào)。表 32 P3 口的第二功能表RST: 復(fù)位輸入。晶振工作時(shí)，RST 腳持續(xù) 2 個(gè)機(jī)器周期高電平將使單片機(jī)復(fù)位?？撮T(mén)狗計(jì)時(shí)完成后，RST 腳輸出 96 個(gè)晶振周期的高電平。ALE/PROG：地址鎖存控制信號(hào)（ALE）是訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，鎖存低 8 位地址的輸出脈沖。在 flash 編程時(shí)，此引腳（PROG）也用作編程輸入脈沖。在一般情況下，ALE 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來(lái)作為外部定時(shí)器或時(shí)鐘使用。PSEN:外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)（PSEN）是外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)。當(dāng) AT89S52 從外部程序存儲(chǔ)器執(zhí)行外部代碼時(shí)，PSEN 在每個(gè)機(jī)器周期被激活兩次，而在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，PSEN 將不被激活。EA/VPP:訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)。為使能從 0000H 到 FFFFH 的外部程序存儲(chǔ)器讀取指令，EA 必須接 GND。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令，EA 應(yīng)接 VCC。在 flash 編程期間，EA 也接 12 伏 VPP 電壓。XTAL1:振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端。 1602LCD 液晶顯示模塊 顯示特性? 單 5V 電源電壓，低功耗、長(zhǎng)壽命、高可靠性? 內(nèi)置 192 種字符（160 個(gè) 57 點(diǎn)陣字符和 32 個(gè) 510 點(diǎn)陣字符）? 具有 64 個(gè)字節(jié)的子定義字符 RAM,可自定義 8 個(gè) 58 點(diǎn)陣字符或四個(gè) 511 點(diǎn)陣? 顯示方式：STN、半透、正顯? 驅(qū)動(dòng)方式：1/16DUTY,1/5BIAS? 視角方向：6 點(diǎn)? 背光方式：底部 LED? 通訊方式：4 位或 8 位并口的通訊方式? 標(biāo)準(zhǔn)的接口特性，適配 MC51 和 M6800 系列 MPU 的操作時(shí)序 物理特性表 33 液晶顯示模塊物理特性外型尺寸 803614 單位可視范圍 （W）（H） mm顯示容量 16 字符二行點(diǎn)尺寸 mm點(diǎn)間距 mm 外型尺寸圖圖 32 602LCD 液晶顯示模塊外型圖 結(jié)構(gòu)塊圖圖 33 1602LCD 液晶顯示模塊結(jié)構(gòu)圖 模塊顯示特性詳解? 本模塊適宜與 4 位或者 8 位 MPU 接口，接口由使能信號(hào) E 控制；標(biāo)志位 BF 為模塊內(nèi)部工作狀態(tài)標(biāo)志，MPU 訪問(wèn)模塊時(shí)，首先應(yīng)判斷狀態(tài)標(biāo)志位 EF；在電源 Vdd＝＋5V 情況下，模塊與 MPR 通訊速度可以達(dá)到 2MHz。? 本模塊提供 5X8 點(diǎn)陣、帶光標(biāo)顯示的字符結(jié)構(gòu)的顯示模式，用戶(hù)通過(guò)指令設(shè)置可以方便地進(jìn)行選擇；? 本模塊提供了顯示數(shù)據(jù)緩沖區(qū) DDRAM、字符發(fā)生器 CGROM 和字符發(fā)生器 CGRAM。用戶(hù)可以使用 CGRAM 來(lái)存儲(chǔ)自己定義的最多 8 個(gè) 5X8 點(diǎn)陣的圖形字符的字模數(shù)據(jù)；? 本模塊字符在 LCD 顯示屏上的顯示位置與該字符的字符代碼在顯示緩沖區(qū) DDRAM內(nèi)的存儲(chǔ)地址一一對(duì)應(yīng)；? 本模塊通過(guò)指令設(shè)置來(lái)選擇占空比（duty）周期，選擇參數(shù)如下：?jiǎn)涡?5X8 點(diǎn)陣字符帶光標(biāo)顯示：1/8；單行 5X10 點(diǎn)陣字符帶光標(biāo)顯示：1/11；單行5X8 點(diǎn)陣字符帶光標(biāo)顯示：1/16。? 本模塊提供了較豐富的指令設(shè)置：清顯示；光標(biāo)回原點(diǎn)；顯示開(kāi)/關(guān)；光標(biāo)開(kāi)/關(guān)；顯示字符閃爍；光標(biāo)移位；顯示移位通過(guò)選擇相應(yīng)的指令設(shè)置，用戶(hù)可以實(shí)現(xiàn)多種字符顯示樣式；? 本模塊提供了內(nèi)部上電自動(dòng)復(fù)位電路，當(dāng)外加電源電壓超過(guò)＋ 時(shí)，自動(dòng)對(duì)模塊進(jìn)行初始化操作，將模塊設(shè)置位默認(rèn)的顯示工作狀態(tài)；? 本模塊采用低功耗 CMOS 設(shè)計(jì)。 字符碼與字符字模之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系表表 34 字符碼與字符字模之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系表4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 單片機(jī) AT89S52 中斷系統(tǒng)計(jì)算機(jī)具有實(shí)時(shí)處理能力，能對(duì)外界發(fā)生的事件進(jìn)行即使處理，這是依靠它們的中斷系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。CPU 在處理某一事件 A 時(shí)，發(fā)生了另一事件 B 請(qǐng)求 CPU 迅速去處理（中斷發(fā)生）。CPU 暫時(shí)中斷當(dāng)前的工作，轉(zhuǎn)去處理事件 B（中斷響應(yīng)和中斷服務(wù)）。待 CPU 將事件 B 處理完畢后，再回到原來(lái)事件 A 被中斷的地方繼續(xù)處理事件 A（中斷返回）。這一過(guò)程稱(chēng)為中斷。AT89S52 單片機(jī)的中斷系統(tǒng)有 5 個(gè)中斷源（包括 2 個(gè)外部中斷源），由片內(nèi)特殊功能寄存器中的中斷允許寄存器 IE 控制 CPU 是否響應(yīng)中斷請(qǐng)求。CPU 響應(yīng)中斷的條件是：第一，中斷源有中斷請(qǐng)求；第二，此中斷源的中斷允許位為 1；第三，CPU 開(kāi)中斷（即 EA=1）。同時(shí)滿(mǎn)足這三個(gè)條件時(shí)，CPU 才有可能響應(yīng)中斷。本設(shè)計(jì)用到單片機(jī) AT89S52 內(nèi)部中斷 0，當(dāng)用戶(hù)沒(méi)有在限定 30 秒輸入密碼或管理員沒(méi)有在 15 秒內(nèi)輸入密碼，這時(shí)向 CPU 發(fā)出中斷請(qǐng)求，進(jìn)入光聲報(bào)警。 8051 單片機(jī)的復(fù)位電路復(fù)位是使單片機(jī)或系統(tǒng)中的其他部件處于某種確定的初始狀態(tài)。單片機(jī)的工作就是從復(fù)位開(kāi)始的。8051 的復(fù)位引腳（RST）是第 9 腳，當(dāng)此引腳連接高電平超過(guò) 2 個(gè)機(jī)器周期（一個(gè)機(jī)器周期為 6 個(gè)時(shí)鐘脈沖），即可產(chǎn)生復(fù)位的動(dòng)作。當(dāng)在 89S52 單片機(jī)引腳引入高電平并保持 2 個(gè)機(jī)器周期時(shí)，單片機(jī)內(nèi)部就執(zhí)行復(fù)位操作（如果 RST 引腳繼續(xù)保持高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)）。復(fù)位操作有兩種基本形式：一種是上電復(fù)位，另一種是上電與按鍵均有效的復(fù)位。本設(shè)計(jì)采用按鍵復(fù)位，如圖 41 所示。VCRSTPowerOnst圖 41 單片機(jī)復(fù)位電路 光聲報(bào)警電路聲音的產(chǎn)生是一種音頻振動(dòng)的效果，振動(dòng)的頻率高則為高音，頻率底則為低音。音頻的范圍為 20Hz~200kHz 之間，人類(lèi)耳朵比較容易辨識(shí)的聲音大概是 200Hz~20kHz。一般音響電路是以正弦波信號(hào)驅(qū)動(dòng)喇叭，產(chǎn)生悅耳的音樂(lè)的，而在數(shù)字電路中，則是以脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)喇叭以產(chǎn)生聲音。本系統(tǒng)使用的蜂鳴器產(chǎn)生的聲音是利用程序產(chǎn)生頻率，送到輸出端口。利用 LED 燈表示輸入密碼正確與否，紅色表示密碼錯(cuò)誤，蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲，密碼正確時(shí)，綠色 LED 燈亮，電路如下圖所示。圖 42 光聲報(bào)警電路 矩陣鍵盤(pán)電路矩陣式鍵盤(pán)又叫行列式鍵盤(pán)。用 I/O 接口線組成行、列結(jié)構(gòu)，鍵位設(shè)置在行、列的交點(diǎn)上。例如本設(shè)計(jì)(圖 44)4*4 的行、列結(jié)構(gòu)可組成 16 個(gè)鍵盤(pán)，比一個(gè)鍵位用一根 I/O 口線的獨(dú)立式鍵盤(pán)少了一半的 I/O 接口線。而且鍵位越多，情況越明顯。因此，在