【正文】 是世界上著名的 EDA工具 (仿真軟件 )，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到 PCB 設計，真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設計。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、 PCB 設計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設計平臺，其處理器模型支持 805 HC1 PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3 AVR、 ARM、 8086 和 MSP430等， 2021 年又增加了 Cortex 和 DSP 系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持 ISR、 Keil 和 Mtlab 等多種 編譯器 。 在 Proteus 繪制好原理圖后，調(diào)入已編譯好的目標代碼文件： *.HEX，可以在PROTEUS 的原理圖中看到模擬的實物運行狀態(tài)和過程。 Proteus 是單片機課堂教學的先進助手。 Proteus 不僅可將許多單片機實例功能形象化，也可將許多單片機實例運行過程形象化。前者可在相當程度上得到實物演示實驗的效果，后者則是實物演示實驗難以達到的效果。 它的元器件、連接線路等卻和傳統(tǒng)的單片機實驗硬件高度對應。這在相當程度上替代了傳統(tǒng)的單 片機實驗教學的功能，例：元器件選擇、電路連接、電路檢測、電路修改、 軟件調(diào)試 、運行結(jié)果等。 課程設計、畢業(yè)設計是學生走向就業(yè)的重要實踐環(huán)節(jié)。由于 PROTEUS 提供了實驗室無法相比的大量的元器件庫，提供了修改電路設計的靈活性、提供了實驗室在數(shù)量、質(zhì)量上難以相比的虛擬儀器、儀表，因而也提供了培養(yǎng)學生實踐精神、創(chuàng)造精神的平臺 隨著科技的發(fā)展， “ 計算機仿真技術(shù) ” 已成為許多設計部門重要的前期設計手段。它具有設計靈活，結(jié)果、過程的統(tǒng)一的特點?？墒乖O計時間大為縮短、耗資大為減少，也可降低工程制造的風險。相信在單片機開發(fā)應用中 PROTEUS 也能茯得愈來愈廣泛的應用。 河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 系統(tǒng)軟件設計 25 系統(tǒng)軟件調(diào)試 本設計系統(tǒng)軟件仿真采用 的仿真軟件是英國 Labcenter electronics 公司出版Proteus 軟件。它不僅具有其它 EDA 工具軟件的仿真功能，還能仿真單片 機及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具。 本設計中數(shù)字密碼鎖 Proteus 仿真圖如圖 所示。 圖 數(shù)字密碼鎖 Proteus仿真圖 本設計中數(shù)字密碼鎖實現(xiàn)的功能有：開鎖、上鎖、修改密碼、保存密碼、清除輸入、輸錯提示、鎖定鍵盤、報警等功能。 仿真結(jié)果 開鎖功能：系統(tǒng)上電后，處于待機狀態(tài)，此時可以輸入密碼，輸入密碼的密碼在 LCD1602 上以“ *”形式顯示出來（如圖 （ 1）所示），輸入正確后按下開鎖鍵，密碼鎖開啟（如圖 （ 2） 所示）。若輸入錯誤，會提示錯誤并記錄錯誤次數(shù)（如圖 （ 3）所示）。 河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 系統(tǒng)軟件設計 26 （ 1）密碼顯示 （ 2）開鎖顯示 （ 3）密碼錯誤顯示 （ 4）密碼錯誤顯示 圖 開鎖功能硬件仿真圖 上鎖功能：密碼鎖處于開鎖狀態(tài)時，按下上鎖按鍵后，即進入待機狀態(tài)（如圖 所示）。 圖 上鎖功能狀態(tài) 修改密碼功能：在開鎖狀態(tài)下可以進行密碼的修改操作。 按下修改密碼按鍵，系統(tǒng)會提示輸入新密碼（如圖 （ 1）所示）。按下保存鍵后，會提示再次輸入密碼（如圖 （ 2）所示）。再次按下保存鍵，如果兩次輸入密碼一致，則保存新密碼（如圖 （ 3）所示），否則，提示兩次輸入不同，返回開鎖狀態(tài)（如圖（ 4）所示）。 河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 系統(tǒng)軟件設計 27 （ 1）首次輸入新密碼 （ 2）再次輸入新密碼 （ 3） 新密碼保存 （ 4）兩次輸入密碼不同 圖 功能軟件仿真圖 鎖定鍵盤功能：當密碼輸入次數(shù)超過 3次，系統(tǒng)會鎖定鍵盤 3秒鐘，同時蜂鳴器發(fā)出報警聲。若 3 秒內(nèi)無按鍵按下，則返回待機狀態(tài)。否則繼續(xù)鎖定鍵盤 3秒鐘。鎖定鍵盤功能硬件仿真圖如圖 。 (1) (2) (3) 圖 鎖定鍵盤功能硬件仿真圖 河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 系統(tǒng)軟件設計 28 清除密碼功能：在輸入數(shù)字鍵過程中按下清除密碼按鍵，會將所有輸入的密碼清除。其硬件仿真圖如圖 所示。 圖 清除密碼功能硬件仿真圖 河南城建學院本科畢業(yè)設計 (論文 ) 硬件系統(tǒng)制作及調(diào)試 29 5 硬件系統(tǒng)制作及調(diào)試 焊接 LCD的注意事項 : ① 采用焊接方法將金屬基 PIN 安裝于 LCD 時，從玻璃末端到 電路板 的焊接位置的長度至少 5mm，焊接溫度必須在 260℃ 以下，且焊接時間必須在 10 秒以內(nèi)，以免 焊接過程中對裝置的損壞，確保焊接性能。在 230℃ ， 30 秒條件下， 90%的焊料須緊密附著于 PIN 上 。 ② 對 LCD 基板或基 PIN 焊接位置的調(diào)整必須在安裝前完成。嚴禁猛烈移動基PIN，否則會機械地破壞 LCD 屏與基 PIN 之間的連接點。焊接時平放 LCD，盡量不讓 LCD 受力 。 ③ 焊接 LCD 基板時，將其小心平衡地插入插槽，以避免損壞基 PIN 或 LCD基板 。 ④ 焊接時， LCD 基板不應長時間置于焊錫蒸汽中 。 ⑤ 顯示器表面的保護膜直到焊接完成才可揭掉，禁止手指及其它硬物接觸偏光片，禁止水和其他化學物質(zhì)沾污裝置，因為這些物質(zhì)會污染顯示器表面 。 單片機焊接注意事項： 80C51 單片機與其它單片機， dsp,arm 芯片相比較而言是脆弱的，如果焊接時不小心就很可能把芯片損壞 ,建議用比較好的恒溫可調(diào)的烙鐵，功率在 30瓦左右，溫度控制在 260 到 300度，建議采用點焊而不用拉焊，焊接時烙鐵放在每個引腳的時間不能太長（最好低于 3秒）。上邊提到的方法還不能確保芯片完好，對芯片有危害的還有帶電烙鐵的靜電感應 ， 烙鐵質(zhì)量不是太好 的，焊接時可以把烙鐵電源插頭拔掉 。 其他的電子器件焊接須知步驟： ① 準備焊接 :清潔被焊元件處的積塵及油污 ,再將被焊元器件周圍的元器件左右掰一掰 ,讓電烙鐵頭可以觸到被焊元器件的焊錫處 ,以免烙鐵頭伸向焊接處時燙壞其他元器件。焊接新的元器件時 ,應對元器件的引線鍍錫。 ② 加熱焊接 :將沾有少許焊錫和松香的電烙鐵頭接觸被焊元器件約幾秒鐘。若是要拆下板上的元器件 ,則待烙鐵頭加熱后 ,用手或 鑷子 輕輕拉動元器件 ,看是否可以取下。 河南城建學院本科畢業(yè)設計 (論文 ) 硬件系統(tǒng)制作及調(diào)試 30 ③ 清理焊接面 :若所焊部位焊錫過多 ,可將烙鐵頭上的焊錫甩掉 (注意不要燙傷皮膚 ,也不要甩到電路板上 ),用光烙錫頭 沾 些焊錫出來。若焊點焊錫過少、不圓滑時 ,可以用電烙鐵頭 蘸 些焊錫對焊點進行補焊。 ④ 檢查焊點 :看焊點是否圓潤、光亮、牢固 ,是否有與周圍元器件連焊的現(xiàn)象。 焊接流程按照附錄 A所示的電子密碼鎖的硬件聯(lián)接原理圖按下列順序依次焊接： ① 焊接單片機的晶振電路、復位電路等單片機的最小系統(tǒng)的外圍電路。 ② 焊接 LCD 的相應管腳并把 LCD 的管腳單片機相連接。 ③ 焊接鍵盤的按鍵電路。 ④ 焊接電子密碼鎖的密碼輸入錯誤的報警電路。 ⑤ 焊接密碼鎖的開鎖機構(gòu)電路。 ⑥ 焊接其他接口及輔助電路。 ⑦ 焊接接地及高電平。 本設計在焊接調(diào)試時遇到的問題以及解決方法： 單片機的最小系統(tǒng)問題：電源、晶振電路和復位電路都無異常。 LCD 焊接時的問題： ① 接通電源后 LCD無反應，各個引腳均屬正常。推斷可能是初始化程序出現(xiàn)問題。經(jīng)查找得知是 LCD 顯示器的 15 和 16 管腳控制背光功能，連接好之后還是不能顯示字符。 本設計中數(shù)字密碼鎖實現(xiàn)的功能有：開鎖、上鎖、修改密碼、保存密碼、清除輸入、輸錯提示、鎖定鍵盤、報警等功能。 數(shù)字密碼鎖的硬件電路圖如圖 所示： 河南城建學院本科畢業(yè)設計 (論文 ) 硬件系統(tǒng)制作及調(diào)試 31 圖 開鎖功能：系統(tǒng)上電后，處于待機狀態(tài)，此時可以輸入密碼，輸入密碼的密碼在 LCD1602 上以“ *”形式顯示出來（如圖 （ 1）所示），輸入正確后按下 開鎖鍵，密碼鎖開啟（如圖 （ 2）所示）。若輸入錯誤，會提示錯誤并記錄錯誤次數(shù)（如圖 （ 3）所示）。 （ 1）密碼顯示 （ 2）開鎖狀態(tài) （ 3）密碼錯誤提示 圖 開鎖功能硬件仿真圖 上鎖功能：密碼鎖處于開鎖狀態(tài)時，按下上鎖按鍵后，即進入待機狀態(tài)（如圖 所示）。 河南城建學院本科畢業(yè)設計 (論文 ) 硬件系統(tǒng)制作及調(diào)試 32 圖 上鎖 功能硬件仿真圖 修改密碼功能：在開鎖狀態(tài)下可以進行密碼的修改操作。按下修改密碼按鍵，系統(tǒng)會提示輸入新密碼（如圖 （ 1）所示）。按下保存鍵后，會提示再次輸入密碼（如圖 （ 2）所示）。再次按下保存鍵，如果兩次輸入密碼一致，則保存新密碼（如圖 （ 3）所示），否則，提示兩次輸入不同，返回開鎖狀態(tài)（如圖（ 4）所示）。 （ 1）首次輸入新密碼 （ 2）再次輸入新密碼 （ 3）新密碼已保存 （ 4）兩次輸入不一致 圖 修改密碼功能硬件仿真圖 鎖定鍵盤功能：當密碼輸入次數(shù)超過 3次，系統(tǒng)會鎖定鍵盤 3秒鐘，同時蜂鳴器發(fā)出報警聲。若 3秒內(nèi)無按鍵按下，則返回待機狀態(tài)。否則繼續(xù)鎖定鍵盤 3秒鐘。鎖定鍵盤功能硬件仿真圖如圖 。 圖 鍵盤鎖定功能硬件仿真圖 河南城建學院本科畢業(yè)設計 (論文 ) 硬件系統(tǒng)制作及調(diào)試 33 清除密碼功能：在輸入數(shù)字鍵過程中按下清除密碼按鍵，會將所有輸入的密碼清除。其硬件仿真圖如圖 。 圖 清除密碼功能河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 總結(jié) 34 總結(jié) 本文詳細 分析 了 數(shù)字密碼鎖的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 ， 并總結(jié)前