【文章內(nèi)容簡(jiǎn)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(duì)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(gè)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(shí) 3ms ? 寫指令 38H：顯示模式設(shè)置第二次 ? 延時(shí) 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(shí) 3ms ? 寫指令 38H：顯示模式設(shè)置第四次 ? 延時(shí) 3ms ? 寫指令 08H：顯示關(guān)閉 ? 寫指令 01H：顯示清屏 ? 延時(shí) 3ms ? 寫指令 06H：顯示光標(biāo)移動(dòng)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(jī)， 利用 MAX232 芯片實(shí)現(xiàn)將 hex 文件下載到單片機(jī)運(yùn)行的功能；利用 SMC1602 液晶顯示屏實(shí)現(xiàn)電子密碼鎖所需的提示信息輸出功能；利用 鍵盤實(shí)現(xiàn) 對(duì) 密碼 操作的各項(xiàng) 的功能 比如輸入密碼或者修改密碼等 ；采用蜂鳴器實(shí)現(xiàn) 系統(tǒng) 在輸入密碼錯(cuò)誤三次后的自動(dòng) 報(bào)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(jī)內(nèi)部的 EEPROM 實(shí)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(jī)提供內(nèi)部時(shí)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(jī)中 ~ 連接 10個(gè)獨(dú)立按鍵來組成一個(gè)矩陣鍵盤， 實(shí)現(xiàn) 鍵盤掃描并 單片機(jī) 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(bào)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(duì)按鍵進(jìn)行編碼，從而實(shí)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(dòng) 蜂鳴器， 當(dāng)輸入密碼錯(cuò)誤三次后自動(dòng) 實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能； ~ 連接液晶顯示器的 8位數(shù)據(jù)線，實(shí)現(xiàn)從單片機(jī)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(shí)現(xiàn)單片機(jī)控制液晶顯示器和連接串口的功能； 連接獨(dú)立按鍵，按鍵后進(jìn)入輸入密碼狀態(tài)； 單片機(jī)的 、 、 都 連接 了 獨(dú)立按鍵， 這些獨(dú)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(huì)進(jìn)入輸入密碼狀態(tài)；修改密碼功能鍵，按下系統(tǒng)會(huì)進(jìn)入修改密碼狀態(tài) ；還有一個(gè)確定功能鍵，按下系統(tǒng)會(huì)實(shí) 現(xiàn)確定功能 ； 和 分別連接紅色 LED 燈和綠色的 LED 燈，實(shí)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(jì)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(jì)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(bào)警器件， STC89C52 內(nèi)部的 EEPROM 為存儲(chǔ)數(shù)據(jù)器件， LED 燈為指示器件，MAX232 和上位機(jī)實(shí)現(xiàn)異步通信的器件 等。這些器件與單片機(jī)的連接方式將在下面的內(nèi)容進(jìn)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(jì) 本設(shè)計(jì)包括 8個(gè) 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(bào)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(jì) 指示電路分為兩個(gè)部分：電源指示和密碼輸入 狀態(tài) 指示，設(shè)計(jì)電路如下圖所示： 電源指示燈電路設(shè)計(jì) 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(jì) 連接紅色 LED1， LED1 亮表示當(dāng)前密碼輸入錯(cuò)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(jì) 設(shè)計(jì)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(jì) 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(jī)提供內(nèi)部時(shí)鐘源，設(shè)計(jì) 電路 如下圖所示： 圖 晶振電路 復(fù)位 電路設(shè)計(jì) 單片機(jī) 的復(fù)位 本設(shè)計(jì) 手動(dòng) 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(jī)運(yùn)行的可靠性 ， 設(shè)計(jì) 電路 如下圖所示： 圖 復(fù)位電路 LCD 顯示 電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)的 ~ 連接液晶顯示器的 7~14 腳（ 8 位數(shù)據(jù)），實(shí)現(xiàn)從單片機(jī)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(shí)現(xiàn)單片機(jī)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(shí)現(xiàn)單片機(jī)對(duì)其讀寫的功能； 連接液晶的 6腳（ EN 端），這個(gè)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(shí)可以改變 lcd 顯示的對(duì)比度如，設(shè)計(jì)電路下圖所示： 圖 液晶顯示電路 報(bào)警 電路設(shè)計(jì) 蜂鳴器的 連接到單片機(jī)的 端 。 當(dāng)編程給 一個(gè)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(shí)間來實(shí)現(xiàn)報(bào)警的聲音，設(shè)計(jì)電路如下圖所示： 圖 報(bào)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(jì) 鍵盤電路分為兩種：矩陣式輸入鍵盤和獨(dú)立按鍵，矩陣式輸入鍵盤是（ 0~9） 10個(gè)數(shù) 輸 入鍵，獨(dú)立按鍵共 3個(gè)為功能鍵：輸入密碼 鍵 、修改密碼 鍵 、確定 鍵 ，設(shè)計(jì)電路如下圖所示： 矩陣式鍵盤 矩陣鍵盤與單片機(jī)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(dú)立式功能鍵 以下三個(gè)獨(dú)立按鍵是密碼鎖的功能鍵， S12 連接 實(shí)現(xiàn)進(jìn)入輸入密碼狀態(tài)的功能； S13 連接 實(shí)現(xiàn)按鍵后進(jìn)入修改密碼狀態(tài)的功能； S14 連接 實(shí)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(jì) 串口電路的作用是將 TTL 電平轉(zhuǎn)換為 CMOS 電平，從而將 PC機(jī)產(chǎn)生的 hex 文件拷貝到單片機(jī)中，設(shè)計(jì)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(jì)的設(shè)計(jì)要求完成了以上所述的各個(gè)硬件部分的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)共分為 8個(gè)部分：指示電路設(shè)計(jì)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(jì)的作用是為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電壓；晶振電路設(shè)計(jì)的作用是為單片機(jī)的運(yùn)行提供內(nèi)部的時(shí)鐘脈沖；復(fù)位電路設(shè)計(jì)的作用是防止程序跑飛回復(fù)運(yùn)行的作用；液晶顯示電路設(shè)計(jì)的作用是提示與指示操作的作用；報(bào)警電路設(shè)計(jì)的作用是當(dāng)密碼輸入錯(cuò)誤三次以上能夠報(bào)警；鍵盤電路設(shè)計(jì)的作用是向系統(tǒng)輸入數(shù)據(jù) 和進(jìn)入各種功能狀態(tài)；串口電路設(shè)計(jì)的作用是將 hex 文件拷貝到單片機(jī)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(jì) 本系統(tǒng)軟件主要包括 10 個(gè) 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(shí)間顯示程序、時(shí)間調(diào)整程序、報(bào)警程序、對(duì) EEPROM 操作程序、還原出廠設(shè)置程序、密碼校驗(yàn)函數(shù) 等函數(shù)模塊的設(shè)計(jì) 。 主程序設(shè)計(jì) 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(cuò)到 3 次？ 調(diào)用報(bào)警函數(shù) 初始化 顯示時(shí)鐘 是否設(shè)置時(shí)鐘？ 調(diào)用設(shè)置時(shí)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(duì)硬件中的寄存器進(jìn)行 初始化 設(shè)置 ，初始化 的寄存器主要是 初始化 單片機(jī)的內(nèi)部 定時(shí)器 用哪個(gè)定時(shí)器就要使能該定時(shí)器然后設(shè)置它的定時(shí) 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(jī)的 IO 端口等 。 當(dāng)初始化完成后系統(tǒng)進(jìn)入了 顯示當(dāng)前時(shí)間的 等待狀態(tài)， 在顯示 時(shí)間的同時(shí)系統(tǒng)在主函數(shù)中也不斷的調(diào)用以 下幾個(gè)功能函數(shù) ：輸入密碼 子 函數(shù)，修改時(shí)間 子函數(shù) ，報(bào)警 子 函數(shù)，一鍵還原 子 函數(shù) 等 。 當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到有功能鍵按下的時(shí)候，系統(tǒng)就調(diào)用相應(yīng)的子函數(shù)去執(zhí)行 ， 來實(shí)現(xiàn) 相應(yīng)子程序的預(yù)設(shè) 功能。 下面對(duì)主要的函數(shù)模塊的流程簡(jiǎn)要的說明。 鍵盤掃描設(shè)計(jì)流程 鍵