【正文】 為 A0H。 本設計 選用 24C02 EEPROM 是具有 2K 位 的 CMOS EEPROM。這種存儲器中含有一個 16 字節(jié)的頁寫緩沖器，它的工作電壓范圍為 ~。其主要特點是 編程 /擦寫功能強大，最多可達 1000000 次；信息的存儲期限長，可達 100 年 ；具有寫保護功能；完全能夠與 I2C 總線的使用相匹配，且功耗很低。以上這些特點決定了它在設計中的實用性 ，它與單片機的接口電路框圖如圖 所示 。 常州大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 18 頁 共 32 頁 24 C 02 SCLSDAWPAT 89 C 51P 1 . 0P 1 . 1P 1 . 2 圖 I2C 與單片機接口電路框圖 液晶 顯示電路 設計 本設計采用 LCD1602 液晶顯示， 外形如圖 所示。 其可顯示兩行英文字符，并且內帶 ASCII 字符庫。 LCD1602 模塊內部可以完成顯示掃描，單片機只要向 LCD1602 發(fā)送命令和顯示內容的 ASCII 碼。 圖 顯示了液晶與單片機的接口電路框圖 [11]。LCD1602 的 引腳功能說明如表 41。 表 42 給出了寄存器選擇控制表。 表 41 引腳功能說明 引腳 符號 功能說明 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 VSS VDD V0 RS R/W E DB0 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7 BLA BLK 一般接地 接電源（ +5V） 液晶顯示器對比度調整端，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 ”，可以通過一個 10K 的電位器調整對比度）。 RS 為寄存器選 擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。 R/W 為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。 E(或 EN)端為使能 (enable)端，下降沿使能。 底 4 位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 0 位（最低位） 底 4 位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 1 位 底 4 位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 2 位 底 4 位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 3 位 高 4 位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 4 位 高 4 位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 5 位 高 4 位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 6 位 高 4 位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 7 位（最高位）（也是 busy flag） 背光電源正極 背光電源負 極 常州大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 19 頁 共 32 頁 AT 89 C 51 LCD 1602P 0P 2 . 4P 2 . 5P 2 . 6P 0RDRWRS 圖 LCD1602 引腳圖 表 42 寄存器選擇控制表 RS R/W 操作說明 0 0 1 1 0 1 0 1 寫入指令寄存器（清除屏等） 讀 busy flag（ DB7），以及讀取位址計數(shù)器（ DB0~DB6）值 寫入數(shù)據(jù)寄存器（顯示各字型等） 從數(shù)據(jù)寄存器讀取數(shù)據(jù) 圖 液晶與單片機接口 電路 框 圖 1602 液晶模塊內部的字符發(fā)生存儲器（ CGROM)已經(jīng)存儲了 160 個不同的點陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯數(shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號 和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼，比如大寫的英文字母 “A”的代碼是 01000001B（ 41H），顯示時模塊把地址 41H 中的點陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母 “A”。 因為 1602 識別的是 ASCII 碼，試驗可以用 ASCII 碼直接賦值，在單片機編程中還可以用字符型常量或變量賦值，如 39。A’。 圖 是 1602 的 16 進制 ASCII 碼 值 。表 43給出了 ASCII 碼 的顯示地址。 讀的時候，先讀上面那列，再讀左邊那行，如：感嘆號！的 ASCII 為 0x21，字母 B的 ASCII 為 0x42（前面加 0x 表示十六進制 ）。 常州大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 20 頁 共 32 頁 圖 1602 的 16 進制 ASCII 碼 值 表 43 顯示地址 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 00H 40H 01H 41H 02H 42H 03H 43H 04H 44H 05H 45H 06H 46H 07H 47H 08H 48H 09H 49H 0AH 4AH 0BH 4BH 0CH 4CH 0DH 4DH 0EH 4EH 0FH 4FH 1602 通過 D0~D7 的 8 位數(shù)據(jù)端傳輸數(shù)據(jù)和指令。 顯示模 式設置： (初始化 )0011 0000 [0x38] 設置 162 顯示， 57 點陣， 8 位數(shù)據(jù)接口； 顯示開關及光標設置： (初始化 )0000 1DCB D 顯示 (1 有效 )、 C 光標顯示 (1 有效 )、 B光標閃爍 (1 有效 )0000 01NS N=1(讀或寫一個字符后地址指針加 1 amp。光標加 1)， N=0(讀或寫一個字符后地址指針減 1 amp。光標減 1)， S=1 且 N=1 (當寫一個字符后，整屏顯示左移 )， s=0 當寫一個字符后，整屏顯示不移動數(shù)據(jù)指針設置：數(shù)據(jù)首地址為 80H，所以數(shù)據(jù)地址為 80H+地址碼 (027H， 4067H) 其他設置： 01H(顯示清屏，數(shù)據(jù)指針 =0，所有顯示 =0)； 02H(顯示回車，數(shù)據(jù)指針=0)。通常推薦的初始化過程： 延時 15ms 寫指令 38H 延時 5ms 寫指令 38H 延時 5ms 常州大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 21 頁 共 32 頁 + 5 VP 1 . 3寫指令 38H 延時 5ms （以上都不檢測忙信號） （以下都要檢測忙信號） 寫指令 38H 寫指令 08H 關閉顯示 寫指令 01H 顯示清屏 寫指令 06H 光標移動設置 寫指令 0cH 顯示開及光標設置 開鎖電路設計 在開鎖部分通過單片機的 口來控制繼電器線圈的通斷電，從而控制其觸點的吸合與斷開， 繼而控制發(fā)光二極管的亮 滅來實現(xiàn)的。其具體電路設計如圖 所示。 圖 開鎖電路圖 繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路），通常應用于自動控制電路中，它實際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動開關”。故在電路中起著自動調節(jié)、安全保護、轉換電路等作用。一般用符號“ J”表示。 電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成的。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，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。當線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點與原來的靜觸點（常閉觸點）吸合。這樣吸合、釋放，從而達到了在電路中的導通、切斷的目的。電磁式繼電器的主要參數(shù)有額定工作電壓、直流電阻和吸合電流。 額定工作電壓，是指繼電器正常工作時線圈所需要的電壓。根據(jù)繼電器的型號常州大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 22 頁 共 32 頁 不同，可以是交流電壓，也可以是直流電壓。在這采用直 流電壓 (+5V)的工作電壓來驅動。 直流電阻，是指繼電器中線圈的直流電阻。 吸合電流，是指繼電器能夠產(chǎn)生吸合 動作的最小電流。在正常使用時，給定的電流必須略大于吸合電流， 這樣繼電器才能穩(wěn)定地工作。 發(fā)光二極管簡稱為 LED。由鎵 (Ga)與砷 (AS)、磷 (P)的化合物制成的二極管，其核心是 PN 結。當電子與空穴復合時能輻射出可見光，因而可以用來制成發(fā)光二極管，在電路及儀器中作為指示燈，或者組成文字或數(shù)字顯示。它是半導體二極管的一種，可以把電能轉化成光能；而紅外二極管在正向導通時會發(fā)出紅外光。常簡寫為 LED。發(fā)光二極管與普通二極管一樣是由一個 PN 結組成，也具有單向導電性。 發(fā)光二極管的反向擊穿電壓約 5 伏。主要特性是正向導通 、反向截止、擊穿特性。它的正向伏安特性曲線很陡，使用時必須串聯(lián)限流電阻以控制通過管子的電流，以防止擊穿。 發(fā)光二極管 (LED)的主要參數(shù) 有最大正向電流、正向工作電流、正向工作電壓和最大反向電亞。 最大正向電流 Ifm，允許加的最大正向直流電流，超過此值 LE 損壞。正向工作電流 IF， 指 LED 正常發(fā)光時的正向電流值。正向工作電壓 VF，在給定的正向電流下測得的工作電壓。最大反向電壓 VRm，允許加的最大反向電壓，超過此值 LED可能被擊穿損壞。伏安特性，即 LED 的電壓與電流的關系可用圖 表示。 圖 LED 伏安特性圖 常州大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 23 頁 共 32 頁 5 系統(tǒng)軟件設計 Keil C51 是美國 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機 C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C 語言 [12]在功能上、結構上、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學易用。Keil C51 軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調試工具，全 Windows 界面。另外 ，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到 Keil C51 生成目標代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時，更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。 使用 Keil C51 軟件時，首先新 建一個工程，再建一個文本，將文本保存在該工程里；然后在文本中輸入源程序，可以是匯編語言，也可以是 C 語言；接著保存源程序，注意文件擴展名，若是匯編程序編寫擴展名為“ .asm”，若是 C 語言編程則為“ .c” ；最后進行編譯運行。 系統(tǒng)軟件 部分 采用 C 語言編寫 ， Keil C51 軟件編譯 ，編譯通過 后 直接生成 hex 文件，通過 AT89ISP 下載 電纜 ，可把生成的文件下載到 單片機上 調試 運行。 主程序 設計 軟件是整個控制系統(tǒng)設計的核心，它具有充分的靈活性，可以根據(jù)系統(tǒng)的要求而變化。在硬件結構一定的情況下，只要改變軟件，就能 實現(xiàn)一些不同的功能。本系統(tǒng)中，軟件結構采用模塊化設計方法，所有模塊設計好后與單片機連接，構成單片機軟件系統(tǒng)。這樣有利于程序的優(yōu)化，并且利于設計、調試和維護。 本設計是以 AT89C51 為核心控制器件， 通過 AT89C51 與 AT24C02 之間交換密碼后，再與用戶通過鍵盤或紅外遙控器發(fā)送過來的密碼作對比，再用 LCD1602 顯示操作結果，用發(fā)光二極管的亮滅 來判斷密碼 鎖是否 被 打開。 系統(tǒng)主程序流程圖如圖 所示。 紅外接收子程序設計 本設計采用 51 單片機解碼，其過程如下： （ 1） 單片機外部中斷 0 以中斷方式檢測紅外信號 的第一個下降沿。 （ 2） 單片機檢測到引導碼后，延時屏蔽引導碼（ 9ms 低電平和 低電平）。 （ 3） 引導碼屏蔽后，等待 16 位系統(tǒng)識別碼的第一位數(shù)據(jù)，當其上升沿到來時，延時 882us（為了保證數(shù)據(jù)的準確性，每位數(shù)據(jù)的時間間隔介于 565~1125us 之間，這里選擇 882us）后讀取電平狀態(tài)：若為低電平，等待下一位數(shù)據(jù)的上升沿；若為高電平，則延時 1ms 后等待下一位數(shù)據(jù)的上升沿。依次循環(huán)，直到 16 位系統(tǒng)識別碼讀完為止。 （ 4） 16 位系統(tǒng)識別碼檢測結束后，等待 8 位原碼和 8 位反碼的第一位數(shù)據(jù)，當上升沿到來時，延時 882us 后讀 取電平的狀態(tài)：若為低電平，保持位數(shù)據(jù)“ 0”，然后等待下一位數(shù)據(jù)的上升沿；若為高電平，保存位數(shù)據(jù)“ 1”，且延時 1ms 后等待下一位數(shù)據(jù)的上升沿。依次循環(huán)，直到 8 位原碼和 8 位反碼數(shù)據(jù)讀完，將 8 位原碼數(shù)據(jù)取反后與原碼數(shù)據(jù)比 較：若相等，則保存原碼，完成解碼；若不相等，則退出解碼。紅外接收 子程序流程圖如圖 所示。 常州大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 24 頁 共 32 頁 開始系統(tǒng)初始化調用存儲數(shù)據(jù)程序調用紅外接收解碼程序P 2 = 0 ?P 2 = 3 ？修改密碼兩次輸入一致 ？ 初始化密碼密碼正確 ？Su cce ssf ul ！Press resert ！Wro ng ！ Press resert ！Init ial不能開鎖Pr