【文章內(nèi)容簡介】 2） RAM 地址映射圖控制器內(nèi)部帶有 80X8 位（ 80字節(jié)）的 RAM 緩沖區(qū)，對應(yīng)關(guān)系如右圖所示： 3） 指令說明 ? 初始化設(shè)置 ? 顯示模式設(shè)置 圖 SMC1602A 接口說明 圖 SMC1602A RAM 地址映射圖 圖 SMC1602A 顯示模式設(shè)置 河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文 9 ? 顯示開 /關(guān)及光標(biāo)設(shè)置 ? 數(shù)據(jù)控制 控制器內(nèi)部設(shè)有一個數(shù)據(jù)地址指針，用戶可通過它們來訪問內(nèi)部的全部 80 字節(jié)RAM。 ? 數(shù)據(jù)指針設(shè)置 ? 其他設(shè)置 4） 初始化過程（復(fù)位過程） ? 寫指令 38H：顯示模式設(shè)置第一次 ? 延時 3ms ? 寫指令 38H：顯示模式設(shè)置第二次 ? 延時 3ms 圖 SMC1602A 顯示與光標(biāo)設(shè)置 圖 SMC1602A 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)指針設(shè)置 圖 SMC1602A 其他設(shè)置 河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文 10 ? 寫指令 38H：顯示模式設(shè)置第三次 ? 延時 3ms ? 寫指令 38H：顯示模式設(shè)置第四次 ? 延時 3ms ? 寫指令 08H：顯示關(guān)閉 ? 寫指令 01H：顯示清屏 ? 延時 3ms ? 寫指令 06H：顯示光標(biāo)移動設(shè)置 ? 寫指令 0CH：顯示開及光標(biāo)設(shè)置 系統(tǒng)框圖 本系統(tǒng)的 核心部分是 STC89C52 單片機， 利用 MAX232 芯片實現(xiàn)將 hex 文件下載到單片機運行的功能；利用 SMC1602 液晶顯示屏實現(xiàn)電子密碼鎖所需的提示信息輸出功能；利用 鍵盤實現(xiàn) 對 密碼 操作的各項 的功能 比如輸入密碼或者修改密碼等 ；采用蜂鳴器實現(xiàn) 系統(tǒng) 在輸入密碼錯誤三次后的自動 報警功能； LED 燈來指示密碼輸入是否正確和指示狀態(tài)的功能；利用 STC 單片機內(nèi)部的 EEPROM 實現(xiàn)密碼 數(shù)據(jù) 保存功能；用電源電路為 系統(tǒng)提供 5V的穩(wěn)定電源 電源；用 12MHZ 的 晶振電路為系統(tǒng)的單片機提供內(nèi)部時鐘。 系統(tǒng)的框圖如下圖所示： 圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 單片機中 ~ 連接 10個獨立按鍵來組成一個矩陣鍵盤， 實現(xiàn) 鍵盤掃描并 單片機 STC89C51 電源電路與晶振電路 復(fù)位電路 LCD 液晶顯示電路 UART 串口 矩陣鍵盤電路 報警電路與指示電路 河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文 11 對按鍵進行編碼，從而實現(xiàn)輸入密碼和修改密碼的功能； 通過 NPN 型三極管來驅(qū)動 蜂鳴器， 當(dāng)輸入密碼錯誤三次后自動 實現(xiàn)報警功能； ~ 連接液晶顯示器的 8位數(shù)據(jù)線，實現(xiàn)從單片機向液晶顯示器傳輸數(shù)據(jù)； RS端和 max232的 out 端、 連接液晶的 RW端和 max232 的 in端、 連接液晶的 EN 端，實現(xiàn)單片機控制液晶顯示器和連接串口的功能； 連接獨立按鍵，按鍵后進入輸入密碼狀態(tài)； 單片機的 、 、 都 連接 了 獨立按鍵， 這些獨立鍵盤都是功能鍵盤他們是：輸入密碼功能鍵，按下系統(tǒng)會進入輸入密碼狀態(tài)；修改密碼功能鍵，按下系統(tǒng)會進入修改密碼狀態(tài) ；還有一個確定功能鍵，按下系統(tǒng)會實 現(xiàn)確定功能 ； 和 分別連接紅色 LED 燈和綠色的 LED 燈，實現(xiàn)密碼輸入是否正確指示的功能。 本章小結(jié) 根據(jù)畢業(yè)設(shè)計的要求和系統(tǒng)中所用到的元件的原理特征，確定了設(shè)計的總體方案即：以 STC89C52 為主控制器， SMC1602A 液晶顯示為提示器件，矩陣鍵盤為輸入器件，蜂鳴器為報警器件， STC89C52 內(nèi)部的 EEPROM 為存儲數(shù)據(jù)器件， LED 燈為指示器件，MAX232 和上位機實現(xiàn)異步通信的器件 等。這些器件與單片機的連接方式將在下面的內(nèi)容進行說明。 河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文 12 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計 本設(shè)計包括 8個 電路 模塊，其中 包括 ： 指示燈電路模塊、 5V電源電路模塊、晶振電路模塊、復(fù)位電路模塊、 LCD 顯示電路模塊、報警電路模塊、鍵盤電路模塊、串口電路模塊。 指示燈 電路設(shè)計 指示電路分為兩個部分：電源指示和密碼輸入 狀態(tài) 指示，設(shè)計電路如下圖所示： 電源指示燈電路設(shè)計 當(dāng)電源接通后指示燈亮，表示系統(tǒng)供電正常。 圖 電源指示燈電路 密碼輸入 狀態(tài) 指示 電路設(shè)計 連接紅色 LED1， LED1 亮表示當(dāng)前密碼輸入錯誤； 連接綠色 LED2， LED2亮表示當(dāng)前密碼輸入正確， LED LED2 全亮表示系統(tǒng)在修改密碼狀態(tài)。 圖 密碼輸入 狀態(tài) 指示 電路 5V電源 電路設(shè)計 設(shè)計電路如下圖所示： VCC1KR7D1POWERGND1KR51KR6D3REDD4GREENLED1LED2河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文 13 圖 電源電路接法電路 晶振 電路設(shè)計 晶振電路這里采用的是 內(nèi)部振蕩器接法 ，晶振的頻率為 12MHZ，它為單片機提供內(nèi)部時鐘源，設(shè)計 電路 如下圖所示： 圖 晶振電路 復(fù)位 電路設(shè)計 單片機 的復(fù)位 本設(shè)計 手動 復(fù)位， 復(fù)位的 作用是防止 程序由于某些原因跑飛 ，通過此鍵 來保證單片機運行的可靠性 ， 設(shè)計 電路 如下圖所示： 圖 復(fù)位電路 LCD 顯示 電路設(shè)計 單片機的 ~ 連接液晶顯示器的 7~14 腳（ 8 位數(shù)據(jù)），實現(xiàn)從單片機向12J2CON2C7100uF/25VC10100uF/25VC8104C9104Vin1GND2+5V3U4LM7805CTVCCD6IN4007D7IN4007D8IN4007D9IN400712J4CON2+20pFC120pFC2Y1GNDX1X2S1SWPB10KR1VCCGND10uFC11RST河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文 14 液晶顯示器傳輸數(shù)據(jù)的功能； 連接液晶 4腳（ RS 端），從而實現(xiàn)單片機向其發(fā)送命令或數(shù)據(jù)功能； 連接液晶的 5腳（ RW 端），從而實現(xiàn)單片機對其讀寫的功能； 連接液晶的 6腳（ EN 端），這個引腳是用來編程控制 lcd 使能的 。 還有 lcd 顯示器的 3引腳連接 10K 歐姆的可變電阻器，當(dāng)改變它的阻值大小時可以改變 lcd 顯示的對比度如，設(shè)計電路下圖所示： 圖 液晶顯示電路 報警 電路設(shè)計 蜂鳴器的 連接到單片機的 端 。 當(dāng)編程給 一個高電平的話，三極管的源極 和集電極導(dǎo) 通，蜂鳴器將要通電，通過設(shè)置蜂鳴器的通電的時間來實現(xiàn)報警的聲音，設(shè)計電路如下圖所示： 圖 報警電路 12345678910111213141516P1SMC1602AGNDVCCR1110KVCCGNDLCDRSLCDRWLCDEND0D1D2D3D4D5D6D7LS1BellVCCGND10KR10Q1PNP河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文 15 鍵盤 電路設(shè)計 鍵盤電路分為兩種：矩陣式輸入鍵盤和獨立按鍵，矩陣式輸入鍵盤是（ 0~9） 10個數(shù) 輸 入鍵，獨立按鍵共 3個為功能鍵：輸入密碼 鍵 、修改密碼 鍵 、確定 鍵 ，設(shè)計電路如下圖所示： 矩陣式鍵盤 矩陣鍵盤與單片機的引腳連接如下圖 ,其中的 ~ 是行掃描， ~列掃描。 圖 矩陣鍵盤電路 獨立式功能鍵 以下三個獨立按鍵是密碼鎖的功能鍵， S12 連接 實現(xiàn)進入輸入密碼狀態(tài)的功能； S13 連接 實現(xiàn)按鍵后進入修改密碼狀態(tài)的功能； S14 連接 實現(xiàn)確定功能。 圖 功能鍵盤電路 S20S64S108S31S75S119S42S86S53S97 10KR210KR310KR4VCCS12XGPASSWDS13INPUTPASSWDS14OKGNDGAIMIMIMAOK河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文 16 串口 電路設(shè)計 串口電路的作用是將 TTL 電平轉(zhuǎn)換為 CMOS 電平，從而將 PC機產(chǎn)生的 hex 文件拷貝到單片機中，設(shè)計電路如下圖所示： 圖 串口電路 本章小結(jié) 根據(jù)畢業(yè)設(shè)計的設(shè)計要求完成了以上所述的各個硬件部分的設(shè)計。系統(tǒng)硬件設(shè)計共分為 8個部分：指示電路設(shè)計的作用是指示電源與密碼輸入狀態(tài)的指示作用； 5V電源電路設(shè)計的作用是為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電壓；晶振電路設(shè)計的作用是為單片機的運行提供內(nèi)部的時鐘脈沖；復(fù)位電路設(shè)計的作用是防止程序跑飛回復(fù)運行的作用；液晶顯示電路設(shè)計的作用是提示與指示操作的作用；報警電路設(shè)計的作用是當(dāng)密碼輸入錯誤三次以上能夠報警；鍵盤電路設(shè)計的作用是向系統(tǒng)輸入數(shù)據(jù) 和進入各種功能狀態(tài)；串口電路設(shè)計的作用是將 hex 文件拷貝到單片機內(nèi)部 rom。 R1 IN13R2 IN8T1 IN11T2 IN10V+2V6R1 OUT12R2 OUT9T1 OUT14T2 OUT7C1+1C1 3C2+4C2 5U6MAX232C6104C5104C4104RXDTXDLCDRSLCDRWVCC162738495J3DB9RXDTXDC3104河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文 17 4 系統(tǒng) 軟件設(shè)計 本系統(tǒng)軟件主要包括 10 個 軟件 程序模塊：主程序、鍵盤掃描程序、輸入密碼程序、修改密碼、時間顯示程序、時間調(diào)整程序、報警程序、對 EEPROM 操作程序、還原出廠設(shè)置程序、密碼校驗函數(shù) 等函數(shù)模塊的設(shè)計 。 主程序設(shè)計 流程 主程序流程圖 如下圖所示 ： 圖 系統(tǒng)主程序流程圖 N Y N Y N Y N Y N Y 是否一鍵還原？ 調(diào)用密碼還原函數(shù) 是否輸入密碼？ 調(diào)用輸入密碼函數(shù) 是否輸錯到 3 次？ 調(diào)用報警函數(shù) 初始化 顯示時鐘 是否設(shè)置時鐘？ 調(diào)用設(shè)置時鐘函數(shù) 調(diào)用修改密碼函數(shù)下？ 是否修改密碼？ 開始 河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)論文 18 系統(tǒng)上電后，系統(tǒng)將 對硬件中的寄存器進行 初始化 設(shè)置 ，初始化 的寄存器主要是 初始化 單片機的內(nèi)部 定時器 用哪個定時器就要使能該定時器然后設(shè)置它的定時 初值； 初始化液晶， 主要是初始化 lcd 的顯示方式等； 初始化 單片機的 IO 端口等 。 當(dāng)初始化完成后系統(tǒng)進入了 顯示當(dāng)前時間的 等待狀態(tài)， 在顯示 時間的同時系統(tǒng)在主函數(shù)中也不斷的調(diào)用以 下幾個功能函數(shù) ：輸入密碼 子 函數(shù)，修改時間 子函數(shù) ，報警 子 函數(shù)，一鍵還原 子 函數(shù) 等 。 當(dāng)系統(tǒng)檢測到有功能鍵按下的時候，系統(tǒng)就調(diào)用相應(yīng)的子函數(shù)去執(zhí)行 ， 來實現(xiàn) 相應(yīng)子程序的預(yù)設(shè) 功能。 下面對主要的函數(shù)模塊的流程簡要的說明。 鍵盤掃描設(shè)計流程 鍵