【文章內(nèi)容簡介】 行線上，把芯片 AT89C52 中的 ～ 端口直接連接 4 4 行列式鍵盤的列線。（上拉電阻的作用，就是把電位拉高，比如拉到 VCC。一般就是剛上電的時候，端口鍵按下 前沿抖動 后沿抖動 x = 0 x = 0 1122K11122K21122K31122K41122K51122K61122K71122K81122K91122K101122K111122K121122K131122K141122K151122K16H1H2H3H4L1L2L3L4 陜西理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 第 7 頁 共 24 頁 VSS1VCC2V03RS4RW5E6DB07DB18DB29DB310DB411DB512DB613DB714BLA15BLK16U1LCD1602電壓不穩(wěn)定，為了讓端口穩(wěn)定為高，就會用到上拉電阻。） LCD1602 顯示電路 LCD1602 的介紹 LCD1602 是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型的液晶模塊，它由若干個 5 7 或者 5 11 等點陣字符位組成，每個點陣字符都可以顯示一個字符，每位之間有一個點距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用。 LCD1602 是指顯示的內(nèi)容為 16 2，可以顯示兩行，每行 16 個字符的液晶模塊，目前市面上字符液晶絕大多數(shù)是基于 HD44780 液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于 HD44780 寫的控制程序可以很方便地應(yīng)用于市面上大部分的字符型液晶 ,此次設(shè)計引用 LCD1602，是因為它具有微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧，常用在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中。 LCD1602 的引腳如圖 36 所示， LCD1602 有 16 個引腳。 圖 LCD1602 的引腳 LCD1602 的引腳介紹： 第 1 引腳為： VSS 為電源地 第 2 腳： VDD 接 5V 電源正極 第 3 腳： V0 為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高（對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個 10K 的電位器調(diào)整對比度）。 第 4 腳： RS 為寄存器選擇，高電平 1 時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平 0 時選擇指令寄存器。 第 5 腳： RW 為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。 第 6 腳： E(或 EN)端為使能 (enable)端。 第 7～ 14 腳： D0～ D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)端。 第 15～ 16 腳：空腳或背光電源腳。 15 腳背光正極， 16 腳背光負極。 LCD1602 的基本操作時 序為 ： 讀狀態(tài)： RS=L， RW=H， E=H 輸出： D0~D7=狀態(tài)字 寫指令： RS=L， RW= L， D0~D7=指令碼， E=高脈沖 輸出：無 讀數(shù)據(jù)： RS= H， RW=H， E=H 輸出： D0~D7=數(shù)據(jù) 寫數(shù)據(jù)： RS= H， RW= L， D0~D7=數(shù)據(jù)， E=高脈沖 輸出：無 LCD1602 的顯示模式設(shè)置如表 所示： 表 顯示模式設(shè)置 LCD1602 的顯示開 /關(guān)機光標設(shè)置如表 所示： 指令碼 功能 0 0 1 1 1 0 0 0 設(shè)置 1602*2 顯示， 5*7 點陣，8 位數(shù)據(jù)口。 陜西理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 第 8 頁 共 24 頁 VSS1VCC2V03RS4RW5E6DB07DB18DB29DB310DB411DB512DB613DB714BLA15BLK16U1LCD160212345678RST/Vpd9RXD/10TXD/11INT0/12INT1/13T0/14T1/15WR/16RD/17XTAL218XTAL119VSS202122232425262728PSEN29ALE/ PROG30EA/Vpp313233343536373839VCC40U2AT89C52VCCGND2GND1VCCVCCGNDR810KR1810KVCC表 開關(guān)機光標設(shè)置 LCD1602 顯示的外圍電路 LCD1602 顯示電路由單片機 C52 的 、 、 分別于 LCD 的第 6 腳 (RS、 RW、E)相連，將單片機 C52 的 ~ 口通過 10K 的上拉電阻分別與 LCD 的第 7～ 14 腳（ D0~D7）相連來組成數(shù)字密碼鎖的顯示電路。 LCD1602 顯示電路如圖 所示。 圖 LCD1602 顯示電路 報警提示電路 LED 指示燈用來提示模擬鎖的開閉，此次設(shè)計采用了紅 、 綠兩個 LED 指示燈，紅燈表示輸入密碼正確告警（及數(shù)字密碼鎖開鎖），綠燈表示輸入密碼錯誤，鎖未打開。 報警提示電路如圖 所示， 、 作普通 I/O 口使用， 控制綠色發(fā)光二極管，指示密碼輸入正確狀態(tài)； 控制紅色發(fā)光二極管，指示密碼輸入錯誤狀態(tài)。而在實際應(yīng)用中應(yīng)該接密碼鎖的機械部分，這些引腳將會接繼電器線圈， 只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點（常開觸點）吸合 用來啟動密碼鎖的開或關(guān)的狀態(tài)，此次設(shè)計用紅綠指令碼 功能 0 0 0 0 1 D C B D=1 開顯示， D=0 關(guān)顯示； C=1 顯示光標， C=0 不顯示光標； B=1 光標閃爍， B=0 光標不顯示。 0 0 0 0 0 1 N S N=1 當讀或?qū)懸粋€字符后地址指針加一，且光標加一； N=0 當讀或?qū)懸粋€字符后地址指針減一，且光標減一； S=1 當寫一個字符，整屏顯示左移（ N=1）。 陜西理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 第 9 頁 共 24 頁 指示燈來代替了機械部分，設(shè)計簡化了。 其電路圖如圖 所示。 P101P112P123P134P145P156P167P178RST/VPD9RXD/10TXD/11INT0/12INT1/13T0/P3414T1/P3515WR/P3616RD/P3717XTAL218XTAL119GND20P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30EA/VP31P0732P0633P0534P0435P0336P0237P0138P0039VCC40AT89C52D2LED1KR11KR2VCCLS1BuzzerQ1S8550VCCGND 圖 報警電路 電源輸入及電源指示電路 基于單片機控制的數(shù)字密碼鎖的工作需要 +5V 的電壓作為輸入電壓，家用電一般都是采用220V、 50Hz 的交流電，因此需要將交流電轉(zhuǎn)換成直流電， 先通過一個整流電路，使交流電壓變成直流電壓。為了保證其輸出的電壓是 +5V，在后面接一個穩(wěn)壓電路，由一個 7805 穩(wěn)壓器 ,其中電容 C1起濾波作用，電容 C3 是抑制高平信號。電容 C2,C4 直接接地，起到抗干擾的作用，能使電壓穩(wěn)定在 +5V。有了電源模塊避免了因沒有直流電源而無法使用的問題，使這個儀表能夠在更多的環(huán)境中使用。 電源部 分如圖 所示。 圖 電源電路圖 此次設(shè)計的數(shù)字密碼鎖就引用了電源指示模塊，雖然這個模塊很簡單，但確實也是電路中不可少的一部分，當電源通電后，黃色發(fā)光二極管就亮表示電路有電源輸入，讓用戶更能方便的清楚密Vin VoutGND7805D1100uFC1C3100uFC2C4VCC (OUT)GND220V 50HZ 陜西理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 第 10 頁 共 24 頁 碼鎖是否通電，如沒有電通入，數(shù)字密碼鎖無法工作，需要及時更換電源，以保證數(shù)字密碼鎖的正常工作。 4 軟件設(shè)計 軟件設(shè)計思路 對于基于單片機的數(shù)字密碼鎖的設(shè)計，我們需要解決三個問題：鍵盤的輸入 、 液晶顯示 、 單片機電路以及密碼比較與處理的有關(guān)程序設(shè)計。鍵盤的輸入通過行列鍵盤掃描程序獲取所按鍵的行 、列號，而鍵 值編碼規(guī)則如下：將字節(jié)的高四位 （ D D D D4） 表示列號 （ 1） ，低四位 （ D D D D0） 表示行號 （ 1） ，比如 11H（ 00010001） 表示第 1 行第 1 列， 21H（ 00100001） 表示第 1 行第 2 列，以此類推，可得其他鍵值的編碼。 LCD1602 顯示，根據(jù)獲取的鍵值編碼，選擇相應(yīng)的功能，驅(qū)動 LCD1602 顯示。在 LCD 接受指令前，微處理器必須先確認其內(nèi)部處于非忙碌狀態(tài)，則 LCD 的（ D7 到 D0）的 D7 位為 0，方可接受新的指令。如果在發(fā)送一個指令時前沒有檢查 D7 標志，那么在前一 個指令和這個指令中間必須延長一段較長的時間，即等待前一個指令確實執(zhí)行完成。液晶顯示的操作主要由初始化程序、寫命令和寫數(shù)據(jù)程序等組成。而單片機電路以及密碼比較處理程序則為主程序了，主要是處理鍵盤輸入程序和調(diào)用顯示程序。 軟件設(shè)計的流程圖 結(jié)合硬件結(jié)構(gòu)，可以將鍵盤輸入的識別用來作為系統(tǒng)的監(jiān)控程序，用顯示程序來延時，不斷查詢鍵盤。如果有鍵按下，就得到相應(yīng)的鍵值。結(jié)合當前系統(tǒng)所處的狀態(tài)，調(diào)用不同的操作模塊，實現(xiàn)相應(yīng)的功能。而執(zhí)行模塊主要有數(shù)字輸入模塊、顯示模塊及報警提示模塊。 鍵盤部分應(yīng)實現(xiàn)如下功能：首先，對鍵盤進 行掃描，判斷是否有鍵被按下。如果沒有，則轉(zhuǎn)回鍵盤掃描，看下次是否有鍵被按下；如果有鍵被按下，則先對鍵進行去抖動，然后算出是哪個鍵被按下，再延時等待鍵釋放。因為數(shù)字鍵和功能鍵都對應(yīng)不同的處理子程序，得到閉合鍵的鍵碼后，就可以根據(jù)鍵碼，轉(zhuǎn)相應(yīng)的鍵處理子程序，進行字符、數(shù)據(jù)的輸入或命令的處理。這樣就可以實現(xiàn)該鍵所設(shè)定的功能。本次設(shè)計的鍵盤處理程序流程圖，如圖 所示。 顯示流程圖如圖 所示，顯示部分是分屏顯示數(shù)據(jù)的，因此顯示子程序為關(guān)閉狀態(tài)顯示子程序、密碼輸入及密碼修改狀態(tài)顯示子程序、密碼輸入后錯誤提示程序 。密碼在規(guī)定的時間內(nèi)輸入的錯誤次數(shù)超過 3 次的鎖定狀態(tài)顯示子程序。 LCD1602 顯示程序包括初始化子程序、寫數(shù)據(jù)子程序、寫命令子程序、清屏子程序、光標定位子程序。 報警提示部分主要是對輸入密碼的錯誤（鎖未開）和正確（鎖開）以及修改密碼的提示，這個和顯示程序保持一致。 主程序是首先進行整個程序的初始化及清屏，調(diào)用顯示程序，讀取鍵盤程序，當有按鍵按下時，程序判斷是哪個鍵被按下，然后執(zhí)行相應(yīng)的按鍵功能，并調(diào)用顯示程序中的顯示功能，當沒有鍵按下時，返回鍵盤掃描，再判斷是否有鍵被按下，當輸入的密碼達到了八位，將會與單片 機內(nèi)設(shè)置好的密碼進行比較，密碼正確鎖開，并報警提示電路啟動，密碼錯誤，可以有三次輸入密碼的機會。本次設(shè)計的主程序結(jié)構(gòu)流程圖，如圖 所示。 陜西理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 第 11