【文章內(nèi)容簡介】 接法如圖 5 所示。 K0S W P BK4S W P BK8S W P BKCS W P BK1S W P BK2S W P BK3S W P BK5S W P BK6S W P BK7S W P BK9S W P BKAS W P BKBS W P BKDS W P BKES W P BKFS W P B P 1 7P 1 6P 1 5P 1 4P13P12P11P10 圖 5 4*4 矩陣按鍵 4. 電子密碼鎖的軟件設(shè)計 本系統(tǒng)軟件設(shè)計由主程序、初始化程序、 LCD 顯示程序、鍵盤掃描程序、鍵功能程序、密碼設(shè)置程序、 EEPROM 讀寫程序和延時程序等組成。 12 主程序 主程序流程圖 如圖 8 所示 ， 當 開始接上電源，程序進行初始化設(shè)置，然后在鍵盤上輸入密碼，此系統(tǒng)進行鍵盤掃描，密碼正確，開鎖成功，密碼錯誤 3次出錯報警，選擇是否修改密碼，若要修改密碼，先輸入舊密碼，密碼正確后設(shè)置新密碼，錯誤時報警，需要兩次確認新密碼，確認后，密碼修 改成功，否則結(jié)束最終返回。然后啟動程序，進行保護，再次在鍵盤上輸入密碼，系統(tǒng)進行掃描，如果和之前一樣，則執(zhí)行相同程序，如不是，則執(zhí)行另一種程序 [10]。 開 始初 始 化輸 入 密 碼修 改 密 碼密 碼 正 確輸 入 舊 密 碼原 密 碼 相 同設(shè) 置 新 密 碼開 鎖報 警Y返 回次 數(shù) 加 1 次 數(shù) = 3YNYNN 圖 8 主程序流程圖 按鍵軟件設(shè)計 按鍵功能流程圖 如圖 9 所示 ，在按鍵當中，有與輸入、開鎖、清除、設(shè)置、確認 、清除一位 的程序相對應(yīng)的按鍵，并按順序與輸入的數(shù)相比較，當輸入正確時，進入密碼 13 程序，錯誤時進行清除，輸入兩次新密碼正確時，可進行重新設(shè)置密碼，最后確認程序。 鍵 功 能程 序鍵 值 = 0 9 ?鍵 值 = 開 鎖 ？鍵 值 = 設(shè) 置 ？鍵 值 = 確 認 ？密 碼 輸 入 程 序開 鎖 程 序設(shè) 置 程 序確 認 程 序返 回NYNYNYNY 圖 9 按鍵功能流程圖 密碼設(shè)置軟件設(shè)計 密碼設(shè)置流程圖 如圖 10 所示 ，開始按下設(shè)置鍵，輸入舊密碼，如果錯誤累計三次，進行報警程序。如果輸入正確，可以修改密碼，確認后再次輸入新密碼，如果兩次輸入一樣，則輸入成功。如果兩次輸入的新密碼不一樣，則修改密碼失敗，重新返回設(shè)置新密碼 [11]。 14 開 始輸 入 舊 密 碼舊 密 碼 正確 ？輸 入 新 密 碼再 次 輸 入 新密 碼兩 次 密 碼 輸 入 相同 ？返 回設(shè) 置 成 功報 警次 數(shù) = 3 ？輸 入 次 數(shù) 加 1NYYNYN 圖 10 密碼設(shè)置流程圖 開鎖軟件設(shè)計 開鎖流程如 圖 11 所示 ， 當 開始接上電源，程序進行初始化設(shè)置，然后在鍵盤上輸入密 碼 ， 按下開鎖鍵， 如果輸入正確，則開鎖成功。如果輸入錯誤累計達到三次，則執(zhí)行報警程序。 15 開 始初 始 化輸 入 密 碼按 開 鎖 鍵密 碼 正 確 ？輸 入 次 數(shù) 加1次 數(shù) = 3報 警開 鎖返 回YNYN 圖 11 開鎖流程圖 5. 調(diào)試與實現(xiàn) 軟件調(diào)試 程序在 KEIL C51 上 調(diào)試 ， 采用模塊程序設(shè)計技術(shù) ,則逐個模塊調(diào)好后再進行系統(tǒng)程序總調(diào)。 對于模塊結(jié)構(gòu)程序．要一個個子程序分別調(diào)試。調(diào)試時 ,一定要符合入口條件和出口條件 ,調(diào)試可用單步運行和斷點運行方式 ,通過檢查用者系統(tǒng)的 CPU 現(xiàn)場情況、 RAM的內(nèi)容和 I/O 口的狀態(tài) ,檢測程序執(zhí)行結(jié)果是否符合設(shè)計要 求 ,有無循環(huán)錯誤、有無機器碼錯誤以及轉(zhuǎn)移地址的錯誤 ,同時 ,還可以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在的硬件設(shè)計錯誤和軟件算法錯誤。 各程序模塊通過后 ,則可以把相關(guān)功能塊連在一起進行總調(diào)。這個階段若有故障 ,可以考慮各子程序運行時是否破壞了現(xiàn)場 ,緩沖單元、工作寄存器是否發(fā)生沖突 ,標志位的建立和清除是否有誤 ,堆棧區(qū)是否有溢出 ,輸入設(shè)備的狀態(tài)是否正常等等 ,若用者系統(tǒng)是在開發(fā)機的監(jiān)控程序下運行時 ,還要考慮用者緩沖單元是否和監(jiān)控程序的工作單元發(fā)生 16 沖突。 單步和斷點調(diào)試后 ,還應(yīng)進行連續(xù)調(diào)試 ,用以確定定時精度、 CPU 的實時響 應(yīng)等問題 。 當全部調(diào)試和修改完成后 ,將程序固化到 STC89C52 中 。進行整機調(diào)試。各功能實現(xiàn)則調(diào)試完成 [12]。 Proteus 仿真 在軟件能實現(xiàn)的條件下，利用 Proteus 進行仿真，通過不停的調(diào)試與改正，最后終于實現(xiàn)了密碼鎖的功能， Proteus 仿真結(jié)果如圖 12 與圖 13 所示 。 當連好各個模塊電路的導(dǎo)線后，導(dǎo)入芯片程序，運行該密碼鎖仿真電路，通過按鍵可以進行密碼鎖的開鎖，修改密碼，錯誤密碼 3 次以上報警的操作， LCD 顯示屏顯示相應(yīng) 的操作現(xiàn)象，密碼正確可以開鎖，進而可以修改密碼，密碼錯誤三次 由蜂鳴器 發(fā)出報警聲，如果系統(tǒng)出現(xiàn)錯誤還可以通過復(fù)位電路進行復(fù)位 [13]。 總之，在原有的理論基礎(chǔ)上，通過 Proteus 能夠成功的進行密碼鎖基本操作的仿真，實現(xiàn)了相關(guān)的功能。 圖 12 密碼輸入正確 仿真電 路圖 17 圖 13 密碼輸入錯誤仿真電路圖 Protel99 SE 電路設(shè)計 Protel99 SE 是 Altium 公司推出的一款著名的電子電路 PCB 輔助設(shè)計軟件，廣泛應(yīng)用于原理圖設(shè)計、 PCB 設(shè)計等。 Protel99 SE 的功能完善，包括 Service pack 6，并且提供了各種元件庫，為用戶提供了大量的 電子器件參考手冊及全套教程。 Protel99 SE 基于 Windows 環(huán)境，功能強大 ，人機界面友好，能讓使用者在具有最完整的功能環(huán)境下，提升設(shè)計上的品質(zhì)和效率 [14]。 在 proteus 運行仿真實現(xiàn)的條件下 ，利用 Protel99 SE 畫出原理圖，生成 PCB 圖如圖 14 所示 。 18 圖 14 電子密碼鎖 PCB 圖 硬件調(diào)試 單片機應(yīng)用系統(tǒng)的硬件調(diào)試和軟件調(diào)試是分不開的．許多硬件故障只有通過軟、硬件聯(lián)調(diào)才能發(fā)現(xiàn) ,但一般是先排除系統(tǒng)中比較明顯的硬件故障后才和軟件一起聯(lián)調(diào)。 常見的硬件故障 ： (1) 邏輯錯誤 硬件的邏輯錯誤是由于設(shè)計錯誤和 焊接 過程中的工藝錯誤而造成的 ,包括錯線、開路、短路等 ,其中最常見的是短路故障。 (2) 元器件錯誤 元器件錯誤的原因有器件損壞或性能不符合要求 ,電解電容、二極管的極性接反或集成塊裝反等。 (3) 可靠性差 應(yīng)用系統(tǒng)可靠性差的原因很多 ,如內(nèi)部和外部的干擾、電壓紋波系數(shù)過大、器件負 19 載過重等均會造成系統(tǒng)的可靠性差。另外 ,走線和布置的不合理也會造成系統(tǒng)可靠性差。 (4) 電源故障 電源故障包括：電壓值不符合設(shè) 計要求、電源功率不足、負載能力差、紋波太重等。 硬件調(diào)試 辦 法 ： 脫機調(diào)試是在加電前 ,先用萬用表等工具 ,按圖紙仔細核對線路是否正確 ,并對元器件的安裝、型號、規(guī)格等進行仔細檢查 ,特別焊接時有無走線之間相互短路等 [15]。 經(jīng)過軟件和硬件調(diào)試成功后，所做實物演示如圖 1 16 以及圖 17 所示。 圖 15 輸入密碼 時 實物演示 圖 20 圖 16 密碼輸入正確 時 實物演示圖 圖 17 密碼輸入錯誤 時 實物演示圖 21 6. 結(jié)論 以上為畢業(yè)期間所作的畢業(yè)論文 基于單片機的電子密碼鎖設(shè)計，它經(jīng)過多次修改和整理，可 以滿足設(shè)計的基本要求。輸入密碼時，如三次輸入錯誤，則進行報警，在輸入時， LCD 顯示為“ *”，在修改密碼時，則顯示數(shù)字。次設(shè)計還具有防盜功能，如對密碼控制系統(tǒng)進行破壞，有報警功能。 通過對該課題的研究，加深對所學知識的理解，提高對課外知識的學習能力， 增強知識的應(yīng)用能力，提高解決實際問題的能力，培養(yǎng)自我創(chuàng)新意識。積累實踐經(jīng)驗，為以后的發(fā)展打下基礎(chǔ)，也為以后我們自己在這方面的發(fā)展打下基礎(chǔ)，并能夠在這方面培養(yǎng)自己的興趣。 在設(shè)計中我們必須首先熟悉和掌握單片機的結(jié)構(gòu)及工作原理 ，單片機的接口技術(shù)及相關(guān)外圍芯片的外特性，控制方法。以單片機核心的電路設(shè)計的基本方法和技術(shù)了解表關(guān)電路參數(shù)的計算方法。單片機不是完成某一個邏輯功能的芯片 ,而是把一個計算機系統(tǒng)集成到一個芯片上。概括的講：一塊芯片就成了一臺計算機。它的體積小、質(zhì)量輕、價格便宜、為學習、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。同時，學習使用單片機了解計算機原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。目前單片機滲透到我們生活的各個領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個領(lǐng)域沒有單片機的蹤跡。導(dǎo)航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理 ，廣泛使用的各種智能 IC 卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄像機、攝像機、全自動洗衣機的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機。更不用說自動控制領(lǐng)域的機器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。因此，單片機的學習、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計算機應(yīng)用與智能化控制的科學家、工程師。隨著單片機的廣泛應(yīng)用，將大大促進各領(lǐng)域的技術(shù)更新，向自動化、小型化、智能化方向邁進。而對于我們來說，我們這代人的目標和任務(wù)是把這些高科技產(chǎn)品更升一個層次。 畢業(yè)設(shè)計是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識 ,發(fā)現(xiàn) ,提出 ,分析和解決實際問題 ,鍛煉實踐能力的重 要環(huán)節(jié) ,是對學生實際工作能力的具體訓練和考察過程，隨著科學技術(shù)發(fā)展的日新日異，單片機已經(jīng)成為當今計算機應(yīng)用中空前活躍的領(lǐng)域， 在生活中可以說得是無處不在。因此作為二十一世紀的大學來說掌握單片機的開發(fā)技術(shù)是十分重要的。 通過這次畢業(yè)設(shè)計，無論從選題到定稿，從理論到實踐都使我學到了很多東西，它不僅可以鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。同時也明白了理論與實踐相結(jié)合的重要性，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理 22 論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。 23 參考文獻 [1] 韓團軍 .基于單片機的電子密碼鎖設(shè)計 [J].國外電子測量技術(shù) ,20xx,(07) :5861. 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